單級斜齒圓柱齒輪減速器-課程設(shè)計

課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書

課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書

任務(wù)書數(shù)據(jù) (加粗者為補充數(shù)據(jù))

學(xué)生應(yīng)提交的材料:

草圖（用坐標(biāo)紙繪制減速器裝配圖中的主、俯視圖）； 減速器裝配圖（A0圖）；

零件工作圖兩張（軸、齒輪各一張，A3圖，用CAD繪制）；

設(shè)計說明書一份（包括封面、目錄、設(shè)計任務(wù)書、正文、參考資料）。 日程安排： 8月23日 開始 8月26日 審草圖 9月2.3日 答辯 1. 特性尺寸 如傳動零件中心距及其偏差； 2. 最大外形尺寸 如減速器總的長、寬、高；

3. 安裝尺寸 如地腳螺栓孔，軸伸出端配合長度和直徑；

4. 主要零件的配合尺寸 如齒輪和軸、軸承與軸和軸承座孔的配合等。 裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸

裝配圖上應(yīng)寫有技術(shù)特性、技術(shù)要求。 裝配圖上零件編號應(yīng)按順時針方向排列。

明細(xì)表和標(biāo)題欄見《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P8，但需 注意長度應(yīng)為180mm（不是150mm）。

圖紙幅面、圖樣比例按《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P8要求。 圖上粗細(xì)線型要分明。 零件圖上應(yīng)標(biāo)注出:

尺寸公差；表面粗糙度； 形位公差；技術(shù)要求；傳動件的嚙合參數(shù)表。

標(biāo)題欄按《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P8要求，但需注意長度應(yīng)為180mm（不是150mm）。圖樣比例按《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》P8要求。 圖上粗細(xì)線型要分明。

設(shè)計說明書的內(nèi)容：（見P239）

1. 目錄

2. 傳動方案的分析和擬定 3. 電動機的選擇

4. 傳動裝置運動及動力參數(shù)計算 5. 傳動零件的設(shè)計計算 6. 軸的計算

7. 滾動軸承的選擇和計算 8. 鍵連接的選擇和計算 9. 聯(lián)軸器的選擇

10. 潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇 11. 參考資料

設(shè)計說明書應(yīng)加封面。 設(shè)計任務(wù)書 注意事項：

1. 通常選用轉(zhuǎn)速為1000rpm和1500rpm的電動機；

2. 設(shè)計傳動裝置時，應(yīng)按工作機實際需要的電動機輸出功率Pd計算，不能按

電動機的額定功率計算；轉(zhuǎn)速取滿載轉(zhuǎn)速。

3. 一級減速器傳動比范圍i=3～6，一級開式傳動i=3～7（均指圓柱齒輪）。 4. 帶傳動

開口平帶傳動 i=2～4（i≤6）； 有張緊輪的平帶傳動 i=3～5（i≤8）； 三角帶傳動 i=2～4（i≤7）。 5.圓錐齒輪傳動

一級開式傳動 i=2～4 （i≤8）； 一級閉式傳動 i=2～3 （i≤6）。

5前言

分析和擬定傳動方案

機器通常由原動機、傳動裝置和工作裝置三部分組成。傳動裝置用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置的傳動方案是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。

滿足工作裝置的需要是擬定傳動方案的基本要求，同一種運動可以有幾種不同的傳動方案來實現(xiàn)，這就是需要把幾種傳動方案的優(yōu)缺點加以分析比較，從而選擇出最符合實際情況的 一種方案。合理的傳動方案除了滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。

所以擬定一個合理的傳動方案，除了應(yīng)綜合考慮工作裝置的載荷、運動及機器的其他要求外，還應(yīng)熟悉各種傳動機構(gòu)的特點，以便選擇一個合適的傳動機構(gòu)。因鏈傳動承載能力低，在傳遞相同扭矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，宜布置在傳動系統(tǒng)的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小鏈傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。故本文在選取傳動方案時，采用鏈傳動。

眾所周知，鏈?zhǔn)捷斔蜋C的傳動裝置由電動機、鏈、減速器、聯(lián)軸器、滾筒五部分組成，而減速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設(shè)計鏈?zhǔn)捷斔蜋C的傳動裝置，必須先合理選擇它各組成部分，下面我們將一一進行選擇。

三．運動學(xué)與動力學(xué)的計算

第一節(jié) 選擇電動機

電動機是常用的原動機，具體結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制簡便和維護容易等優(yōu)點。電動機的選擇主要包括選擇其類型和結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、確定具體型號。 （1） 選擇電動機的類型：

按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。

（2） 選擇電動機的容量：

工作所需的功率：

P= P/η

d

w

w

P = F*V/（1000η

所以：

d =

w）

P F*V/（1000η*η）

w

w =

由電動機至工作機之間的總效率（包括工作機的效率）為

η*η

式中

η*η*η*η*η*η*η

1

2

2

3

4

5

6

η

1、

η

2、

η

3、

η

4、

η

5、

ηη

6分別為齒輪傳動、鏈傳動、聯(lián)軸器、卷

筒軸的軸承及卷筒的效率。 取

η

1 = 0.96、

η

２= 0.99、

η

3 =0.97、4 = 0.97、

η

5 = 0.98、

η

6 = 0.96 ，

則： 所以：

η*η

d =

w = 0.96?0.99?0.99?0.97?0.97?0.98?0.96 =0.832

PF*V/η*η

1000

w

w

= 2600?1.5/(1000?0.832) kW = 4.68 kW

m

d

根據(jù)Pd選取電動機的額定功率由查表得電動機的額定功率

P使P = (1∽1.3)P = 4.68∽6.09 kW

w = 7.5 kW

P

（3） 確定電動機的轉(zhuǎn)速： 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：

nw = 60?1000V/πD = 60?1000?1.5/(3.14?400) r/min = 71.66r/min

按推薦的合理傳動比范圍，取鏈傳動的傳動比i1 = 2 ∽ 5，單級齒輪傳動比i2 = 3 ∽ 5 則合理總傳動比的范圍為: i = 6 ∽ 25

故電動機的轉(zhuǎn)速范圍為：nd = i*nw = (6∽25)?71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min

符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ，再根據(jù)計算出的容量，由附表5.1查出有三種適用的電動機型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見下表。

適合。因此選定電動機型號為Y160M-6,所選電動機的額定功率Ped = 7.5 kW，滿載轉(zhuǎn)速nm = 970 r/min ，總傳動比適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊。所選電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表所示。 第二節(jié) 計算總傳動比并分配各級傳動比

電動機確定后，根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作裝置的轉(zhuǎn)速就可以計算傳動裝置的總傳動比。 （1） 計算總傳動比：

i = nm/nw = 1440/115=12.52

（2） 分配各級傳動比：

為使鏈傳動的尺寸不至過大，滿足b

iii

ig = i/ib =12.52/3=4.17

（3） 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：

各軸的轉(zhuǎn)速

nΙ= nm/ib =1440/3=480 r/min nΠ= nΙ/ig =480/115=4.17 r/min nw = nΠ = r/min

各軸的功率

PΙ= Pm*η

1 = 7.5?0.96 = 7.2 kW

PΠ=PΙ*η2 *η Pw = PΠ*η2*η

(4 ) 各軸的轉(zhuǎn)矩

電動機的輸出軸轉(zhuǎn)矩

3 = 7.2?0.99?0.97 =6.914 kW 4 = 6.914?0.99?0.97 = 6.64 kW

Td

Td = 9550?Pm/nm =9550?7.5/970 = 73.84 Nm

其他軸轉(zhuǎn)矩

TΙ= 9550?PΙ/nΙ =9550*6.84*0.96/480=130.644 Nm TΠ= 9550?PΠ/nΠ =9550*6.06/115=503.24 Nm Tw = 9550?Pw/nw = Nm

第三節(jié) 各軸的轉(zhuǎn)速，功率及轉(zhuǎn)矩，列成表格

五．齒輪的設(shè)計計算

六.軸與軸承的設(shè)計計算及校核

軸的設(shè)計及鍵聯(lián)接的選擇與校核

軸主要用來支承作旋轉(zhuǎn)運動的零件，如齒輪、帶輪，以傳遞運動和動力。本減速器有兩根軸，根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計的具體步驟、內(nèi)容如下：

根據(jù)上述設(shè)計結(jié)果設(shè)計第二軸，

七、鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)鍵的選擇

標(biāo)準(zhǔn)鍵的選擇包括鍵的選擇，聯(lián)軸器的選擇，螺栓、螺母、螺釘?shù)倪x擇，銷的選擇、墊圈、墊片的選擇。 （1） 鍵的選擇

查表4-1（機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計）

Ι軸與帶輪相配合的鍵：b = 8mm, h = 7mm, t = 7.0mm, t1 = 4.4mm l=18-90 Π軸與相聯(lián)軸器配合的鍵：b = 14 mm, h = 9 mm, t = 5.0mm, t1=3.3mm l=36-60 Π軸與齒輪相配合的鍵：b = 18mm, h = 11mm, t = 5.5mm, t 1= 3.8mm l=50-200 （2） 聯(lián)軸器的選擇

根據(jù)軸設(shè)計中的相關(guān)數(shù)據(jù)，查表4-1（機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計），選用聯(lián)軸器的型號為GICL2 45D, 112/84 0.02kg每平方米

螺栓、螺母、螺釘?shù)倪x擇

考慮到減速器的工作條件，后續(xù)想體的附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響 選用螺栓GB5782 – 86, M6*25和GB5782 – 86, M10*35 ，GB5782 – 86, M10*25三種。 選用螺母GB6170 – 86, M10和GB6170 – 86, M12兩種。 選用螺釘GB5782 – 86, M6*25和GB5782 – 86, M6*30兩種。

八、減速器的潤滑與密封

1、 傳動件的潤滑

浸油潤滑：浸油潤滑適用于齒輪圓周速度V≤12m/s的減速器。為了減小齒輪的阻力和油的升溫，齒輪浸入油中的深度以1∽2個齒高為宜，速度高時還應(yīng)淺些，在0.7個齒高上下，但至少要有10mm,速度低時，允許浸入深度達1/6∽1/3的大齒輪頂圓半徑。油池保持一定深度，一般大齒輪齒頂圓到油池底面的距離不應(yīng)小于30∽50mm。以免太淺會激起沉積在箱底的油泥，油池中應(yīng)保持一定的油量，油量可按每千瓦約350∽700cm3來確定，在大功率時用較小值。

2、 滾動軸承的潤滑：減速器中滾動軸承的潤滑應(yīng)盡可能利用傳動件的潤滑油來實現(xiàn)，通常

根據(jù)齒輪的圓周速度來選擇潤滑方式，本設(shè)計采用潤滑脂潤滑，并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油環(huán)，以免油池中的稀油進入舟車功能而使?jié)櫥�脂稀釋�?/p>

3、 潤滑劑的選擇：潤滑劑的選擇與傳動類型、載荷性質(zhì)、工作條件、轉(zhuǎn)動速度等多種因素

有關(guān)。軸承負(fù)荷大、溫度高、應(yīng)選用粘度較大的潤滑油。而軸承負(fù)荷較小、溫度低、轉(zhuǎn)速高時，應(yīng)選用粘度較小的潤滑油，一般減速器常采用HT-40,HT-50號機械油，也可采用HL-20,HL-30齒輪油。當(dāng)采用潤滑脂潤滑時，軸承中潤滑脂裝入量可占軸承室空間的1/3~1/2。

4、 減速器的密封：減速器的密封是為了防止漏油和外界灰塵和水等進入常見的漏油部位有

分箱面、軸頭、蓋端及視孔蓋等。

分箱面的密封，可在箱體剖分面上開回油槽，軸伸出處密封的裝置有墊圈，O型橡膠圈和唇形密封圈。

在老師的耐心指導(dǎo)下，以及各位同學(xué)的討論中，經(jīng)過兩周多時間的設(shè)計，本課題——單級斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計+鏈傳動。其說明書的編寫終于完成。本設(shè)計雖然較簡單，但通過這一設(shè)計實踐，我感到自己在這方面仍存在許多不足之處，對于我的本次設(shè)計，我覺得設(shè)計計算部分非常認(rèn)真，該方案結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，裝配。且經(jīng)濟實用，可適用于精度要求不高的場所。同時也存在有一些尺寸設(shè)計方面的誤差，對材料的選擇也并非完全合理。希望指導(dǎo)老

師能批正。通過此設(shè)計，使我加深了對機械設(shè)計基礎(chǔ)及有關(guān)課程和知識，提高了綜合運用這些知識的能力。并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)打下了 必須的基礎(chǔ)，并提高了運用設(shè)計資料，及國家標(biāo)準(zhǔn)的能力。

九、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計

一、 小型圓柱齒輪，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕，采用整體式箱體，它的材料為HL150。

十、設(shè)計小結(jié)

在老師的耐心指導(dǎo)下，以及各位同學(xué)的討論中，經(jīng)過兩周多時間的設(shè)計，

本課題——單級斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計+鏈傳動。其說明書的編寫終于完成。本設(shè)計雖然較簡單，但通過這一設(shè)計實踐，我感到自己在這方面仍存在許多不足之處，對于我的本次設(shè)計，我覺得設(shè)計計算部分非常認(rèn)真，該方案結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，裝配。且經(jīng)濟實用，可適用于精度要求不高的場所。同時也存在有一些尺寸設(shè)計方面的誤差，對材料的選擇也并非完全合理。希望指導(dǎo)老師能批正。通過此設(shè)計，使我加深了對機械設(shè)計基礎(chǔ)及有關(guān)課程和知識，提高了綜合運用這些知識的能力。并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)打下了 必須的基礎(chǔ)，并提高了運用設(shè)計資料，及國家標(biāo)準(zhǔn)的能力。

十一、參考文獻

[1]孫桓、陳作模主編.《機械原理》.高等教育出版社出版.2000.8

[2] 席偉光、楊光、李波主編.《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》. 高等教育出版社出版.2002.9

[3]吳宗澤、羅圣國主編.《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》.高等教育出版社出版.1998.12

[4]吳宗澤主編.《機械設(shè)計》.高等教育出版社出版.2003.5

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