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直齒圓柱齒輪一級(jí)減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2022-02-26

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給你做個(gè)參考一、前言 (一) 設(shè)計(jì)目的：通過本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算能力，熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過程。 (二) 傳動(dòng)方案的分析機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)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(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除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(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。二、傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì) 原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶的工作拉力F=0.2 KN；帶速V=2.0m/s；滾筒直徑D=400mm（滾筒效率為0.96）。工作條件：預(yù)定使用壽命8年，工作為二班工作制，載荷輕。工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，環(huán)境最高溫度35°。動(dòng)力來源：電力，三相交流380/220伏。 1 、電動(dòng)機(jī)選擇（1）、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) （2）、電動(dòng)機(jī)功率選擇： ①傳動(dòng)裝置的總效率： =0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96 ②工作機(jī)所需的輸入功率：因?yàn)?F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N =FV/1000η =1908×2/1000×0.96 =3.975KW ③電動(dòng)機(jī)的輸出功率： =3.975/0.87=4.488KW 使電動(dòng)機(jī)的額定功率P ＝（1～1.3）P ，由查表得電動(dòng)機(jī)的額定功率P ＝ 5.5KW 。 ⑶、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： =（60×v）/（2π×D/2） =（60×2）/（2π×0.2） =96r/min 由推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I’ =3~6。取V帶傳動(dòng)比I’ =2~4，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I’ =6~24。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n’ =（6~24）×96=576~2304r/min ⑷、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上計(jì)算在這個(gè)范圍內(nèi)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況，同時(shí)也要降低電動(dòng)機(jī)的重量和成本，最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-4 ，滿載轉(zhuǎn)速 1440r/min 。其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2，質(zhì)量68kg。 2 、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比（1）、總傳動(dòng)比：i =1440/96=15 （2）、分配各級(jí)傳動(dòng)比：根據(jù)指導(dǎo)書，取齒輪i =5（單級(jí)減速器i=3~6合理） =15/5=3 3 、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ⑴、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min） =960r/min =1440/3=480(r/min) =480/5=96(r/min) ⑵計(jì)算各軸的功率（KW）電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=5.5KW 所以 P =5.5×0.98×0.99=4.354KW =4.354×0.99×0.96 =4.138KW =4.138×0.99×0.99=4.056KW ⑶計(jì)算各軸扭矩（N?mm） TI=9550×PI/nI=9550×4.354/480=86.63N?m =9550×4.138/96 =411.645N?m =9550×4.056/96 =403.486N?m 三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí) 考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45#鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)指導(dǎo)書選7級(jí)精度。齒面精糙度R ≤1.6~3.2μm （2）確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)如下：傳動(dòng)比i 取小齒輪齒數(shù)Z =20。則大齒輪齒數(shù)： =5×20=100 ，所以取Z 實(shí)際傳動(dòng)比 i =101/20=5.05 傳動(dòng)比誤差：（i -i）/I=（5.05-5）/5=1%2.5% 可用齒數(shù)比： u=i 取模數(shù)：m=3 ；齒頂高系數(shù)h =1；徑向間隙系數(shù)c =0.25；壓力角 =20°；則 h *m=3，h ）m=3.75 h=（2 h ）m=6.75，c= c 分度圓直徑：d =×20mm=60mm d =3×101mm=303mm 由指導(dǎo)書取 φ 齒寬： b=φ =0.9×60mm=54mm =60mm ， b 齒頂圓直徑：d ）=66， d 齒根圓直徑：d ）=52.5， d ）=295.5 基圓直徑： d cos =56.38， d cos =284.73 (3)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a： a=m/2(Z )=3/2(20+101)=181.5mm 液壓絞車≈182mm （二）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS 根據(jù)指導(dǎo)書并查表，取c=110 所以 d≥110 (4.354/480) 1/3mm=22.941mm d=22.941×(1+5%)mm=24.08mm ∴選d=25mm ⑵、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定 ②確定軸各段直徑和長度 Ⅰ段：d =25mm ， L =（1.5～3）d ，所以長度取L ∵h(yuǎn)=2c c=1.5mm +2h=25+2×2×1.5=31mm 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長： L =（2+20+55）=77mm III段直徑：初選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm. =d=35mm，L =T=18.25mm，取L Ⅳ段直徑：由手冊(cè)得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm 此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。篸 =（35+3×2）=41mm 因此將Ⅳ段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為41mm +2h=35+2×3=41mm 長度與右面的套筒相同，即L Ⅴ段直徑：d =50mm. ，長度L =60mm 取L 由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=80mm Ⅵ段直徑：d =41mm， L Ⅶ段直徑：d =35mm， L ＜L3，取L 2 、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217~255HBS）根據(jù)課本P235頁式（10-2），表（10-2）取c=110 =110× (2.168/76.4) =38.57mm 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則 d=38.57×(1+5%)mm=40.4985mm ∴取d=42mm ⑵、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①軸的零件定位，固定和裝配單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。 ②確定軸的各段直徑和長度初選30211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為20mm，則該段長42.755mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。則 d =42mm L = 50mm L = 55mm L = 60mm L = 68mm L =55mm L 四、滾動(dòng)軸承的選擇 1 、計(jì)算輸入軸承選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑D為72mm，寬度T為18.25mm. 2 、計(jì)算輸出軸承選30211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑D=100mm，寬度T為22.755mm 五、鍵聯(lián)接的選擇 1 、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接鍵的類型及其尺寸選擇：帶輪傳動(dòng)要求帶輪與軸的對(duì)中性好，故選擇C型平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸徑d =42mm ，L =65mm 查手冊(cè)得，選用C型平鍵，得：卷揚(yáng)機(jī) 裝配圖中22號(hào)零件選用GB1096-79系列的鍵12×56 則查得：鍵寬b=12，鍵高h(yuǎn)=8，因軸長L ＝65，故取鍵長L=56 2 、輸出軸與齒輪聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 =60mm,L 查手冊(cè)得，選用C型平鍵，得：裝配圖中赫格隆36號(hào)零件選用GB1096-79系列的鍵18×45 則查得：鍵寬b=18，鍵高h(yuǎn)=11，因軸長L ＝53，故取鍵長L=45 3 、輸入軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 =25mm L 查手冊(cè) 選A型平鍵，得：裝配圖中29號(hào)零件選用GB1096-79系列的鍵8×50 則查得：鍵寬b=8，鍵高h(yuǎn)=7，因軸長L ＝62，故取鍵長L=50 4 、輸出軸與齒輪聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 =50mm L 查手冊(cè) 選A型平鍵，得：裝配圖中26號(hào)零件選用GB1096-79系列的鍵14×49 則查得：鍵寬b=14，鍵高h(yuǎn)=9，因軸長L ＝60，故取鍵長L=49 六、箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，采用HT200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計(jì)算如下：七、軸承端蓋主要尺寸計(jì)算軸承端蓋：HT150 d3=8 n=6 b=10 八、減速器的減速器的附件的設(shè)計(jì) 1 、擋圈：GB886-86 查得：內(nèi)徑d=55，外徑D=65，擋圈厚H=5，右肩軸直徑D1≥58 2 、油標(biāo) ：M12：d =6，h=28，a=10,b=6，c=4，D=20，D 3 、角螺塞 M18 × 1.5 ：JB/ZQ4450-86 九、設(shè)計(jì)參考資料目錄 1、吳宗澤、羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：高等教育出版社，1999.6 2、解蘭昌等編著.緊密儀器儀表機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).杭州：浙江大學(xué)出版社，1997.11: 回答者：網(wǎng)友

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