減速機傳動方案

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)姓名 _趙歡_班級 _機電11級_學(xué)號 _44_指導(dǎo)教師： 呂軍鎖_前言CAD/CAM綜合實訓(xùn)是計算機輔助設(shè)計與制造專業(yè)的重要綜合性項目實訓(xùn)。通過本實訓(xùn)訓(xùn)練，解決兩方面的問題，其一，將本專業(yè)已學(xué)習(xí)過的專業(yè)課程中已掌握的知識、技能與所形成的單項、單元能力通過一個本綜合性項目課程進行融合，使學(xué)生了解這些已掌握的知識、技能與所形成的單項、單元能力在完成一個本職業(yè)技術(shù)領(lǐng)域數(shù)字化設(shè)計與制造方面典型工作任務(wù)時所起的作用，并掌握如何運用這些知識、技能與單項、單元能力來完成一個綜合性的項目，并激發(fā)與培養(yǎng)其從事本職業(yè)技術(shù)領(lǐng)域工作的興趣與愛好；其二，通過本綜合性項目課程，使學(xué)生在前期已進行技術(shù)平臺項目

2、訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)并培養(yǎng)自己完成一個本職業(yè)技術(shù)領(lǐng)域數(shù)字化設(shè)計與制造方面典型工作任務(wù)完整工作過程所需要的方法能力與社會能力，養(yǎng)成良好自覺的職業(yè)習(xí)慣與素養(yǎng)。CAD/CAM綜合實訓(xùn)計算機輔助設(shè)計與制造專業(yè)目錄1 確定傳動方案及計算運動參數(shù)1.1 方案設(shè)計 1.1.1 擬定方案 1.1.2 確定工作的環(huán)境1.2電動機的選擇1.2.1 選擇電動機類型 1.2.2確定電動機的功率 1.2.3確定電動機的轉(zhuǎn)速1.3 傳動比的分配及轉(zhuǎn)動校核 1.3.1傳動裝置的總傳動比 1.3.2計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)1.4 確定各軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩1.4.1各軸轉(zhuǎn)速 1.4.2 各軸輸入功率. 1.4.3 各軸

3、輸入轉(zhuǎn)矩.2 傳動零件的設(shè)計計算2.1 普通V帶的傳動設(shè)計2.1.1 確定計算功率2.1.2 選擇帶型號2.1.3 計算大帶輪基準直徑2.1.4 確定中心距a和膠帶長度2.1.5 計算出實際中心距a2.1.6 驗算小帶輪包角確定帶根數(shù)z2.1.8 計算預(yù)拉力2.1.9 計算帶傳動作用在軸上的壓力2.2齒輪傳動設(shè)計計算選材料，確定許用應(yīng)力 2.2.2 計算法向模數(shù)2.2.3 計算當量齒數(shù)計算中心距計算齒寬2.2.6 計算齒輪幾何尺寸2.2.7 校核齒面接觸疲勞強度3 軸的設(shè)計3.1 輸出軸設(shè)計3.1.1 選擇軸的材料3.1.2 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑 3.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1.4 確定各軸段直

4、徑3.1.5 各軸段的長度.3.1.6 按彎扭合成強度校核軸徑3.2 輸入軸設(shè)計.3.2.1 選擇軸的材料3.2.2 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑 3.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.2.4 確定各軸段直徑3.2.5 各軸段的長度.4 滾動軸承的校核計算4.1 軸承選擇計算及校核4.1.1軸承所受徑向載荷4.1.2 計算當量動載荷4.1.3壽命計算5 鍵聯(lián)接的選用和計算5.1 高速帶傳動端的鍵 鍵的選擇5.1.2 強度驗算5.2 輸出軸中間的鍵 鍵的選擇.5.2.2強度驗算5.3 輸出端連軸器端的鍵. 鍵的選擇5.3.2 強度驗算6 潤滑油及潤滑方式的選擇6.1 齒輪潤滑劑的選擇.潤滑方式的確定潤滑劑的選擇6.

5、2 滾動軸承潤滑劑選擇.潤滑方式的確定. 滾動軸承潤滑劑選擇.7箱體及其附件的設(shè)計選擇設(shè) 計 小 結(jié)參 考 文 獻1、 確定傳動方案及計算運動參數(shù)1.1 方案設(shè)計1.1.1 擬定方案初步擬定出下面方案，如下圖：圖1.11.1.2 確定工作的環(huán)境（1） 傳動可逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動，常溫、工作場所多灰，使用期8年，連續(xù)工作，運輸帶速度允許誤差±4。（2） 原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=6500N；帶速V=1.9m/s；滾筒直徑D=400mm；1.2電動機的選擇1.2.1 選擇電動機類型由已知的工作要求和條件,型全封閉籠型三相異步電動機.1.2.2確定電動機的功率(1）算工作機所需功率（

6、kw）=7.8125kw工作拉力（N）工作機的線速度（m/s）工作機的效率(0.96)(2)計算機械傳動裝置的總效率h h =h 1h 2h 32h 4h 5h 6=h1帶傳動效率 h2齒輪的傳動效率 h3齒輪傳動的軸承效率 h4聯(lián)軸器效率 h5工作機效率 h6工作機軸承效率（3）計算電動機實際所需的輸出功率P0(4)確定電動機額定功率Pm，由PmP0查表得Pm=11kw1.2.3確定電動機的轉(zhuǎn)速工作機的工作轉(zhuǎn)速nw,D工作機的直徑(mm)查表可得V帶傳動比，一級齒輪減速器，總傳動比取值范圍所以電動機的轉(zhuǎn)速可取范圍為：符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有，兩種查表可得：選擇同步轉(zhuǎn)速為Y系列電動機Y180L-8

7、，其滿載速度為1.3 傳動比的分配及轉(zhuǎn)動校核1.3.1傳動裝置的總傳動比1.3.2計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)該傳動裝置由帶輪傳動和齒輪傳動取帶傳動比為1.4 確定各軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩電動機軸至工作機各軸編號依此為D軸、軸、軸、軸1.4.1各軸轉(zhuǎn)速D軸軸軸軸1.4.2 各軸輸入功率D軸P=9.4kw軸P=9.024kw軸P=8.67kw軸P=8.24kw1.4.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩D軸軸軸軸2、 傳動零件的設(shè)計計算聯(lián)軸器的選擇根據(jù)傳動裝置的工作條件，選用LX型彈性柱銷聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩：T聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩既：K工作情況系數(shù)，查表知工作機為帶式運輸機時，K=1.251.5，所以取K=1.5根

8、據(jù)查LX型聯(lián)軸器能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩要求 其軸孔直徑d=4063mm2.1 普通V帶的傳動設(shè)計 2.1.1 確定計算功率工作情況系數(shù)，查表得為1.32.1.2 選擇帶型號根據(jù)計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速選擇D型V帶確定帶輪基準直徑自定小帶輪基準直徑取驗算帶速V因為V>且V<符合要求2.1.3 計算大帶輪基準直徑參考表可取2.1.4 確定中心距a和膠帶長度初步確定中心距a既808.52310取初選后，可根據(jù)下式計算帶的初選長度=3668.36mm2.1.5 計算出實際中心距a中心距的變動范圍為所以2.1.6 驗算小帶輪包角確定帶根數(shù)z 查表知： 包角系數(shù) 長度系數(shù)取z=12.1.8 計算預(yù)拉力帶每

9、米長的質(zhì)量（）取得：2.1.9 計算帶傳動作用在軸上的壓力2.2齒輪傳動設(shè)計計算選材料，確定許用應(yīng)力兩輪均選用20CrMnTi，滲碳淬火，小輪硬度59HRC，大輪硬度56HRC查表得： 故 2.2.2 計算法向模數(shù)由于原動機為電動機，載荷平穩(wěn)，支撐對稱布置，故選8級精度K=1計算小輪轉(zhuǎn)矩按一般減速器，取齒寬系數(shù)初選螺旋角 取 取2.2.3 計算當量齒數(shù) 查表可得 比較有 知：的數(shù)值大，將該值代入式（1）中，得查表得：確定基本參數(shù)，計算主要尺寸計算中心距取修正螺旋角螺旋角在之間可用計算齒寬為補償兩輪軸向尺寸誤差，取 2.2.6 計算齒輪幾何尺寸 齒頂高 齒根高 齒高 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根

10、圓直徑 基圓直徑 中心距2.2.7 校核齒面接觸疲勞強度滿足強度條件3 軸的設(shè)計3.1.1 選擇軸的材料輸出軸選擇軸的材料，由已知條件減速器傳遞的功率不大，又對材料無特殊要求，故選用45鋼并調(diào)質(zhì)處理，查表知強度極限，許用彎曲應(yīng)力3.1.2 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑查表得：考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，該軸有鍵槽存在，將估算直徑加大5%7%取3.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（）軸上的零件布置軸上安裝有齒輪，聯(lián)軸器，兩個軸承，因單級傳動，一般將齒輪安裝在箱體中間，軸承安裝在箱體的軸承孔內(nèi)，相對于齒輪左右對稱，聯(lián)軸器布置在箱體外面的一端（）零件的裝拆順序齒輪從左端裝入，齒輪，套筒，軸承，軸承端蓋，聯(lián)軸器從左端

11、裝入，右側(cè)的軸承從右端裝入。，兩端安裝軸承處的直徑相等。（）軸上零件的定位和固定周向固定：聯(lián)軸器和齒輪均采用鍵連接軸向固定：用軸肩，軸環(huán)，套筒-.-.-三處的軸肩用來定位,屬于定位軸肩.()確定軸的各段尺寸.3.1.4 確定各軸段直徑軸段的直徑 d=60mm.軸段的直徑d=d+2h,軸肩h為定位軸肩,可取h=(0.070.1)d,取h=6mm,即d= d+2h=60+2×6=72mm,考慮該軸段安裝密封圈,故d取71mm.軸段的直徑d= d+2h,軸肩h為非定位軸肩,可取h=12mm.因該軸段要安裝滾動軸承, d要與滾動軸承內(nèi)徑相符合其內(nèi)徑在20495mm范圍均為5的信數(shù),取d=75

12、mm,同一根軸上的倆個軸承,應(yīng)取同一型號,所以d= d=75mm.軸段上安裝齒輪，取h=1.5mm，則d=d3+2h=75+2×1.5=78mm。軸段的直徑d=d+2 h，h是定位軸環(huán)的高度，取h=（0.07-0.1）d4，取h=7.8mm，得：d=78+2×7.8=93.6mm.軸段的直徑d應(yīng)根據(jù)所用軸承類型和型號，預(yù)選該軸用6315軸承，03系列，查得d=87mm.3.1.5 各軸段的長度軸段長度是從安裝齒輪部分的軸段開始確定.軸段安裝齒輪，其長度L與齒輪寬度有關(guān)，使L略小于齒輪寬度b- L=23mm, b=76mm，取L=74mm.軸段長度包括三部位，再加上小于齒輪輪

13、轂寬的數(shù)值2mm,即L=B+2+3+2mm=37+15+5+2=59mm.B滾動軸承寬度（取37）2齒輪斷面至箱體內(nèi)壁的距離，取2=1015mm.3滾動軸承內(nèi)端面至減速器內(nèi)壁的距離，取3=35.軸段長度L2應(yīng)包括三部分.=l+e+m聯(lián)軸器的內(nèi)端面至軸承端蓋的距離，可取1520mme軸承端蓋的厚度,（e=1.2d3）d軸承端蓋螺釘直徑m軸承端蓋的止端面至軸承座孔邊緣距離m通過作圖進行確定要先確定軸承座孔的寬度M= -B-3=+L+L+(510)下箱體壁厚， 取8mmL L軸承座旁連接螺栓到箱體外壁及箱邊的尺寸，取L=20mm，L=18mm，故=8+20+18+6=52mm反算m=-B-3=52-

14、5-37=10mm.得：L= L+e+m=15+1.2×10+10=27mm.軸段安裝聯(lián)軸器其長與聯(lián)軸器有關(guān)，查表知 =142mm由L略小于知，取L=140mm.軸端長度L即軸環(huán)的寬度b（取b=1.4h45）L=11mm軸段長度L由2、3減去L5確定.L=2+3- L=15+5-11=9mm軸段長度應(yīng)略大于滾動軸承的寬度B，取L=39mm.軸的總長= L+L+L+ L+ L=140+37+59+74+11+9+39=369mm.3.1.6 按彎扭合成強度校核軸徑（1）畫出軸的受力圖（2）在水平面內(nèi)，受力如圖：支點的約束力FHA=FHB=1/2FTT=Ft×1/2由上式得：F

15、HB=FHA=T/ =3428.9N-截面處的彎矩為：MHI=FHA(1/2B+L6+L5+1/2b2)=26230.9mm-截面處的彎矩為：MHI=FHB作出水平面內(nèi)的彎矩圖（3）在垂直面內(nèi)，受力如圖支點約束力：= 由得: = T= =3428.9NI-I截面處的彎矩為:= (B+)=3428.9×(×37+9+11+×76) =262307.9mm-截面處的彎矩為:= (B+)=3428.9×(×37+15+5)水平面內(nèi),垂直面內(nèi)的彎矩圖支點約束力:= tan= tan -(B+B)+ (B+B)- =0 = l=B+B 由得: =-=-

16、= =-834.3N I-I截面左側(cè)彎矩為I-I截面右側(cè)彎矩為-截面處的彎矩為作垂直平面彎矩圖（4）作合成彎矩圖I-I截面： -截面：(5)作轉(zhuǎn)矩圖(6)求當量彎矩，因減速器工作時作單向運轉(zhuǎn)，故可認為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù).I-I截面：-截面：(7)確定危險截面及校核強度截面I-I，-所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩,且軸上還有鍵槽，故截面I-I，可能為危險截面，但由于軸徑，故也應(yīng)對截面-校核.I-I截面:MPa -截面:查表得6-1b=65MPa,滿足故設(shè)計的軸有足夠的強度.3.2.1 選擇軸的材料選擇軸的材料，選擇45剛并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，許用彎曲應(yīng)力6-1b=65MPa.估算軸徑3.2.2 按扭轉(zhuǎn)強

17、度估算軸徑將估算直徑加大5%7%并圓整，取=35mm3.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸上的零件布置軸上安裝有齒輪，倆個軸承，帶輪，因單機傳動，一般將齒輪安裝在箱體中間，軸承安裝在箱體的軸承孔內(nèi)，相對于齒輪左右對稱，帶輪布置在箱體外面的一端。零件的裝拆順序 齒輪從左端裝入齒輪、套筒、軸承、軸承端蓋、帶輪，從軸的左端裝入，右側(cè)的軸承從右端裝入，兩端安裝軸承處的直徑相等。軸上零件的定位和固定（見前）確定各軸段的尺寸3.2.4 確定各軸段直徑 軸段的直徑 軸段的直徑，軸肩為定位軸肩，可取 取，即，考慮到軸段安裝密封圈 故取41.2mm 軸段的直徑,軸肩，為非定位軸肩可取，取 軸段的直徑，取 軸段的直徑，是定位

18、軸環(huán)的高度，取， 取， 軸段的直徑應(yīng)根據(jù)所選軸承類型和型號選用6309軸承03系列，查得3.2.5 各軸段的長度. 軸段長度是從安裝齒輪部分的軸段開始確定 軸段安裝齒輪，取，取 軸段長度包括三部分，再加上小齒輪輪？寬的數(shù)值2mm 滾動軸承寬度取25mm齒輪端面主箱體內(nèi)壁的距離滾動軸承內(nèi)端面至減速器內(nèi)壁的距離 軸段長度包括三部分： 軸承端蓋帶輪的內(nèi)端面，通常取 軸承端蓋的厚度（），為軸承端蓋螺釘直徑 軸承端蓋的正端面至軸承座孔的寬度減去軸承寬度和軸承距箱體內(nèi)壁的距離，就是 下箱座壁厚，取 軸承座旁連螺栓到箱體外壁及箱邊的尺寸，取 所以 =+e +m = 15+1.2×10+22 = 4

19、9 mm軸段安裝帶輪,長度與帶輪寬度有關(guān).=(z-1)e+2f=2×23=46mm , 所以=54mm 輪槽數(shù) e 槽間距 f 槽邊寬所以軸I的總長=+=54+49+47+77+8+12+27=274 mm軸段長度=8 mm軸段長度由,的尺寸減去來確定，=+-=15+5 - 8=12 mm軸段長度應(yīng)等于或大于軸承寬度B,取=27 mm4 滾動軸承的校核計算4.1 軸承選擇計算及校核 畫出軸的受力圖 作出水平受力圖支力約束力:= T=× 由得=3565.4 NI-I截面處的彎矩=(B+)=3565.4×(×25+8+12+×76)=251360.

20、7 -截面處的彎矩在垂直平內(nèi)，受力如圖.支點約束力， +由-得： -=838.7NI-I截面左側(cè)彎矩為-截面右側(cè)彎矩為-截面處的彎矩為作合成彎矩圖I-I截面 -截面 作矩陣圖 求當量彎矩，修正系數(shù)I-I截面 -截面 確定危險截面及校核強度I-I截面-截面查表（6-1）b=65MPa滿足，故設(shè)計的軸有足夠的強度.4.2.2軸承所受徑向載荷輸入軸的軸承（1）查表知，6315軸承所具有的徑向基本額定動載荷Cr=112000N,對于球軸承.軸承壽命計算公式為（2）計算軸承1的工作壽命.由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的保證使軸向外力作用在軸承上，軸承恢復(fù)軸向力，故軸承1的工作壽命為計算軸承2的工作壽命1.6315軸承所具

21、有的徑向基本額定靜載荷2.計算,確定系數(shù)e查表得：e=0.223.確定當量動載荷的計算公式并計算因所以X=0.56Y=1.99故4.2.3壽命計算5 鍵聯(lián)接的選用和計算5.1 高速帶傳動端的鍵 鍵的選擇高速軸軸器端端尺寸：24×55；由表9-14【2】得鍵為A8×40 GB/T 1096-1979 即圓頭普通平鍵（A型），鍵的參數(shù)為：b=8mm;h=7mm;l=40mm。鍵的接觸長度 （5-1）5.1.2 強度驗算： （5-2）軸的直徑鍵的工作長度鍵與輪轂的接觸高度許用壓力，。5.2 輸出軸中間的鍵 鍵的選擇 齒輪處軸的尺寸為：50×36；由表9-14【2】得鍵為

22、：14×36 GB/T1096-1979 即圓頭普通平鍵（A型45鋼），鍵的參數(shù)為：b=14mm;h=9mm;l=36mm；鍵的接觸長度。5.2.2強度驗算5.3 輸出端連軸器端的鍵 鍵的選擇輸出軸軸器端端尺寸：35×60；由表9-14【2】得鍵為C10×45 GB/T1096-1979 圓頭普通平鍵（A型），鍵的參數(shù)為：b=10mm;h=8mm;l=45mm；鍵的接觸長度。5.3.2 強度驗算6潤滑油及潤滑方式的選擇6.1 齒輪潤滑劑的選擇潤滑方式的確定因為齒輪的圓周速度v=m/s<12m/s，所以將大齒輪的輪齒浸入油池中，采用浸油方式。這樣齒輪在轉(zhuǎn)動時就

23、可把潤滑油帶到嚙合的齒面上，同時將油甩到箱壁上，借以散熱。潤滑劑的選擇查表4-1【2】知：運動粘度150cst，查表10-11【2】，可選1500型潤滑油（SY1172-88）。6.2 滾動軸承潤滑劑選擇潤滑方式的確定潤滑軸承，仍然選用油潤滑，潤滑劑同上，通過箱體上的油溝流入軸承潤滑。 滾動軸承潤滑劑選擇由工作條件可以直接通過齒輪的運轉(zhuǎn)將油甩到內(nèi)箱壁上，再通過內(nèi)壁上的油槽將油流到軸上，對軸承潤滑。7 箱體及其附件的設(shè)計選擇箱體采用灰鑄鐵（HT200）制造，采用鑄造工藝，箱體由箱座和箱蓋組成，箱座做成直壁，減速箱箱體尺寸按圖4-21【1】及表4-17【1】,結(jié)果如下表：表7.1箱體及其零部件結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號減速器形式及尺寸關(guān)系mm單級圓柱斜齒輪減速器箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度b箱座底凸緣厚度地腳螺釘直徑20地腳螺釘數(shù)目nn=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑16蓋與座聯(lián)接螺栓直徑10軸承端蓋螺釘直徑10檢查孔蓋螺釘直徑8定位銷直徑8齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離10齒輪端