單級斜齒圓柱齒輪減速器-課程設(shè)計(jì)

課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書

課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書

任務(wù)書數(shù)據(jù) (加粗者為補(bǔ)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(jì)說明書一份（包括封面、目錄、設(shè)計(jì)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(shí)針方向排列。

明細(xì)表和標(biāo)題欄見《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》P8要求，但需注意長度應(yīng)為180mm（不是150mm）。圖樣比例按《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》P8要求。 圖上粗細(xì)線型要分明。

設(shè)計(jì)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(jī)的選擇

4. 傳動裝置運(yùn)動及動力參數(shù)計(jì)算 5. 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6. 軸的計(jì)算

7. 滾動軸承的選擇和計(jì)算 8. 鍵連接的選擇和計(jì)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(jì)說明書應(yīng)加封面。 設(shè)計(jì)任務(wù)書 注意事項(xiàng)：

1. 通常選用轉(zhuǎn)速為1000rpm和1500rpm的電動機(jī)；

2. 設(shè)計(jì)傳動裝置時(shí)，應(yīng)按工作機(jī)實(shí)際需要的電動機(jī)輸出功率Pd計(jì)算，不能按

電動機(jī)的額定功率計(jì)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(jī)器通常由原動機(jī)、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(jī)的運(yùn)動和動力、變換其運(yùn)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)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(jī)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(yùn)動可以有幾種不同的傳動方案來實(shí)現(xiàn)，這就是需要把幾種傳動方案的優(yōu)缺點(diǎn)加以分析比較，從而選擇出最符合實(shí)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(hù)方便。

所以擬定一個(gè)合理的傳動方案，除了應(yīng)綜合考慮工作裝置的載荷、運(yùn)動及機(jī)器的其他要求外，還應(yīng)熟悉各種傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，以便選擇一個(gè)合適的傳動機(jī)構(gòu)。因鏈傳動承載能力低，在傳遞相同扭矩時(shí)，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(shí)，采用鏈傳動。

眾所周知，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的傳動裝置由電動機(jī)、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(jì)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)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(jìn)行選擇。

三．運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)的計(jì)算

第一節(jié) 選擇電動機(jī)

電動機(jī)是常用的原動機(jī)，具體結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制簡便和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。電動機(jī)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(jī)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(jī)。

（2） 選擇電動機(jī)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(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工作機(jī)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(jī)的額定功率由查表得電動機(jī)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(jī)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(jī)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(jì)算出的容量，由附表5.1查出有三種適用的電動機(jī)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(jī)型號為Y160M-6,所選電動機(jī)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(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表所示。 第二節(jié) 計(jì)算總傳動比并分配各級傳動比

電動機(jī)確定后，根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作裝置的轉(zhuǎn)速就可以計(jì)算傳動裝置的總傳動比。 （1） 計(jì)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(jì)算傳動裝置的運(yùn)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(jī)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(jì)計(jì)算

六.軸與軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核

軸的設(shè)計(jì)及鍵聯(lián)接的選擇與校核

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

根據(jù)上述設(shè)計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)）

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(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，查表4-1（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)），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(gè)齒高為宜，速度高時(shí)還應(yīng)淺些，在0.7個(gè)齒高上下，但至少要有10mm,速度低時(shí)，允許浸入深度達(dá)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(shí)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(shí)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(jì)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(jìn)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(shí)，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(jī)械油，也可采用HL-20,HL-30齒輪油。當(dāng)采用潤滑脂潤滑時(shí)，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(jìn)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(shí)間的設(shè)計(jì)，本課題——單級斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)+鏈傳動。其說明書的編寫終于完成。本設(shè)計(jì)雖然較簡單，但通過這一設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)，我覺得設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)實(shí)用，可適用于精度要求不高的場所。同時(shí)也存在有一些尺寸設(shè)計(jì)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(jì)，使我加深了對機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及有關(guān)課程和知識，提高了綜合運(yùn)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(yùn)用設(shè)計(jì)資料，及國家標(biāo)準(zhǔn)的能力。

九、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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(jì)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(shí)間的設(shè)計(jì)，

本課題——單級斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)+鏈傳動。其說明書的編寫終于完成。本設(shè)計(jì)雖然較簡單，但通過這一設(shè)計(jì)實(shí)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(jì)，我覺得設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)實(shí)用，可適用于精度要求不高的場所。同時(shí)也存在有一些尺寸設(shè)計(jì)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(jì)，使我加深了對機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及有關(guān)課程和知識，提高了綜合運(yùn)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(yùn)用設(shè)計(jì)資料，及國家標(biāo)準(zhǔn)的能力。

十一、參考文獻(xiàn)

[1]孫桓、陳作模主編.《機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》. 高等教育出版社出版.2002.9

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

[4]吳宗澤主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.高等教育出版社出版.2003.5

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