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减速器课程设计
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二级圆锥圆柱减速器课程设计5190,减速器课程设计
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1 塑料包装机构主传动机构设计 二级展开式圆柱 圆锥 齿轮减速器 任务说明书 系 别： 机电工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 荆伟泽 学 号： 2005090221 指导教师： 贾毅超 nts 2 目 录 一 设计题目 . 3 1塑料包装机的传动示意如图所示。 . 3 2已知条件 . 3 3设计内容 . 3 二 传动装置总体设计 . 4 三 电动机的选择 . 4 四 运动和运动参数计算： . 4 1分配传动比 . 4 2计算传动装置的运动和动力参数 . 4 五 传动零件的设计计算 . 6 1普通 V带的设计计算 . 6 2闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算 . 8 3闭式直齿圆柱齿轮设计计算 . 13 4.轴的设计 . 17 1）高速轴的设计 . 17 2） .中间轴的设计 . 20 3）低速轴的设计 . 24 六 轴承的校核 . 27 1高速轴轴承的校核 . 27 2.中速轴轴承校核 . 28 3.高速轴轴承的校核 . 30 七 .减速器机体结构 . 31 八键的设计 . 33 1.高 速轴键的设计与校核 . 33 2.中间轴键的设计与校核 . 33 3.低速轴键的设计与校核 . 34 九减速器的各部位附属零件的设计 . . 34 十防滑方式的确定 . 35 1滚动轴承的润滑 . 35 2齿轮的润滑 . 35 nts 3 一 设计题目 1 塑料包装机 的传 动示意如图所示。 2 已知条件 1） 凸轮的转速 n/（ r/min） 35 电动机的功率 /KW 0.25 2)工作情况：两班制，连续单向运转，载荷有轻微冲击，室内工作。 3）使用期 限 ： 10 年； 4） 生产条件：一般机械厂 ，单件生产； 5）动力来源：电力，三项交流，电压 380 220V； 6） 检修间隔：三年一大修，二年一中修，半年一小修 3 设计 内容 1） 拟定工作机构和传动方案 2) 工作机构和运动学动力学分析 3） 设计绘制减速器装配图一张 4）设计绘制零件图三张 5）编写设计计算说明书一份 nts 4 二 传动装置总体设计 1) 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2） 特点：齿轮相对于轴承不对称 布 置，因而沿齿 向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度 3） 传动系统的作用： 介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。 三 电动机 的选择 查手册 选电动机型号 YS7114 功率 0.25kw 380V 转速 1400r/min 四 运动和运动参数计算 ： 1 分配传动比 分配传动比：查手册第十三 章， 表 13 2知 V带 i 7,开式圆柱齿轮 i 8，圆锥齿轮i 5； 总传动比： i =40； 取0 4ii带（带轮） 0/ 4 0 / 4 1 0i i i 减， （减速器） 取 1 2.5i （锥齿轮） 2 1 0 / 2 .5 4i （柱齿轮） 2 计算传动装置的运动和动力参数 （ 1） 0 轴电动机的转速 1400040nnI inI=350r/min 3502 .5n InI iIInII=140r/min 1404n IIInIII i IIInIII=35r/min （ 2）各轴的功率 nts 5 传动总效率 带的传动效率： 0.961 轴 圆锥滚子轴承的效率： 0.982 圆锥 齿轮啮合的效率： 0.953 轴圆锥滚子轴承的效率： 0.984 齿轮啮合的效率： 0.975 轴圆锥滚子轴承的效率： 0.996 联轴器的传动效率： 0.997 总的传动效率 1 2 3 4 5 6 7 总0 .8 3 2 6 总各轴的功率： 0 1 2 0 . 2 5 0 . 9 6 0 . 9 8IP P K W 0 .2 3 5 2P K WI 1 3 4 0 . 2 3 5 2 0 . 9 5 0 . 9 8IIP P K W 0 .2 1 9P K WII 25 6 7 0 . 2 1 9 0 . 9 7 0 . 9 9I I I I IP P K W 0 .2 0 8P K WIII 各轴的转矩： 6 0 . 2 3 5 239 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0350P ITI n I 6 4 1 7 . 6 .m mTNI 6 0 . 2 1 969 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0140P IITII n II 1 4 9 3 8 . 9 3 .m mTNII 0 . 2 1 8669 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 035P IIITIII n III 5 9 4 8 2 . 9 .m mTNIII nts 6 五 传动零件的设计计算 1 普通 V 带的设计计算 （ 1）确定 V带的型号和带轮的直径 工况系数 由（设计说明书） 11.5 K 1.2A 计算功率 0K 1 . 2 0 . 2 5ACPP 0.3P K WC 选取带型由（设计说明书） 11.15 Y型 小带轮的直径 同理由表 11.6 取1 25mmD 大带轮的直径 2 1 0i 2 5 4DD 取2 100mmD （ 2） 计算带长 求mD2 5 1 0 01222DDDm 62.5Dm 求 1 0 0 2 52122DD 37.5 初 取中心距 120a mm 带长 22L D am a 448L 基准长度 4500L m m（ 3）求 中心距 和包角 中心距 1 22( ) 844LD ma L Dm 4 5 0 6 2 . 5 1 22( 4 5 0 6 2 . 5 ) 8 3 7 . 544 121a mm 小轮 包角 211 1 8 0 6 0DDa a 1 0 0 2 51 8 0 6 0121 1 4 2 . 8 1 2 01 nts 7 （ 4）求带根 数 带速 11 6 0 0 1 0 0 0nvD v 1.83m/s 传动比 i=4 带的根数 由表 11.8 0.040P 由表 11.7 0.89K 由表 11.20 1.0LK 由表 11.10 0 0 .0 1P K WZ= 00p cp p k k L= 0 . 30 . 0 6 0 . 0 1 0 . 9 1 . 0 =4.76 取 Z=5 根 张紧力 202 . 5500 C KPF q vV Z K =500 0.31.83 5 2.5 0.890.89+（ 0.04 21.8325 ） （由表 11.4 q=0.04 /m） 15.550FN轴上载荷 2 s i n0 2F Z FQ 1 4 2 . 82 5 1 5 . 5 52S i n 2 0 6 .3 3FNQ 带轮的结构 由 YS741电动机 知轴的直径 14d mm 故小 带 轮的孔径 1 14d mmV带的尺寸 顶宽 6b mm 节宽 5.3b mmp 高 4h mm 轮缘尺寸 minhf=4.7mm minh=1.6mm e=8mm f=7mm min=5mm 带轮计算直径 D 大带轮 214DD1002D m mnts 8 带轮的外径0D10 2 2 5 2 1 . 61D D h a 10 2 8 .2D m m20 2 1 0 0 2 1 . 62D D h a 20 1 0 3 .2D m m带轮的宽度 B ( 1 ) 2 ( 5 1 ) 8 2 7B z e f 46B mm 6.36 . 2 28 3 26.32 闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算 选材： 直齿锥齿轮的加工多为刨齿，不宜采用硬齿面，小齿轮用 45 钢 调质处理，硬度 为 2 1 7 2 5 5H B H B取平均硬度为 230HB ，大齿轮选用 45 钢 正火 处理，硬度为 1 6 2 2 1 7H B H B，取平均硬度为 190HB 。 齿面接触强度 计算 （由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）： 齿数 Z和精度等级 工业用齿应大于等于 14 选取小齿轮齿数 1 16Z 则大齿轮的齿数为 2 . 5 2 02 1 1Z i Z 初取1 16Z ，2 40Z 估计 1/V m sm 左右 由表 12.9 选 8级精度 使用系数 KA由表 12.9 1.25KA 动载系数 由图 12.9 1.10KV 齿间载荷分配系数 kh估计 1 0 0 /KFAt N m mb cos 1 =2 1ii = 2.522.5 1=0.928 nts 9 cos 2 = 12 1i = 122.5 1=0.371 1ZV= 1cos 1z= 160.928=17.24 2ZV= 2cos 2z= 400.371=107.82 111 . 8 8 3 . 2 c o s12zz =1.66 4 4 1 . 6 633Z =0.88 由此得 11220 . 8 8K H z =1.285 齿向载荷分布系数 KH查课本表 12 20 及注释 KH=1.9 载荷系数 K K K K K KA V H H1 . 2 5 1 . 1 1 . 3 1 1 . 9 3.42K 0 . 2 3 5 2669 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 01 350PT N m mn 6 5 4 8 .5 7TI 弹性系数 ZE查课本表 12 12 1 8 9 . 8Z M P aE 节点区域系数HZ查课本图 12 16 2.5ZH接触最小安全系数limSH查课本表 12 14 1 .0 5limS H 总工作时间 th8 3 0 0 1 6 3 8 4 0 0t h hh 应力循环次数 NL96 0 6 0 1 1 4 3 0 3 8 4 0 0 3 . 3 0 1 01N n tLh 9 93 . 3 0 1 01 1 . 3 2 1 02 . 52 1N LNiL nts 10 接触寿命系数 ZN查课本图 12-18 121 .0NNZZ接触应力H6 7 0 1l i m 1 11 1 . 0 5l i mZHNH S H 1H=638.1 6 2 0 1l i m 22 1 . 0 5l i mZHNH S H 2H=590.5 小齿轮大端分度圆的直径1d1d 24 . 7 13 21 0 . 5 0 . 3Z Z ZKT EHHR 24 . 7 3 4 . 2 6 6 4 1 7 . 6 1 8 9 . 8 2 5 0 . 8 9 53 2 5 9 0 . 50 . 3 1 0 . 5 0 . 3 2 . 5 =45.84 演算圆周速度及 KFAtb 1 0 . 5 411ddmR =（ 1-0.5 0.3） 45.84=39mm 3 . 1 4 3 9 3 5 0116 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnm mvs =0.714m/s 2 2 6 4 1 7 . 614 5 . 91TFNt d m =329.1N 122 1 c o s1dRbRR= 0 .3 5 422 1 0 .9 2 818.46mm 1 . 2 5 3 2 9 . 1 2 2 . 3 / 1 0 0 /1 8 . 4 6KFAt N m m N m mb 确定传动主要尺寸 大端模数 m m =11dZ =45.8416 =2.865 取 m=3 nts 11 实际大端分度圆的直径 2 . 5 2 01 1 1d m z 1d=48mm 2 . 5 5 02 2 2d m z 2d=120mm 锥距 R 22122mR Z Z= 223 16 402 64.62R m m 齿宽 b 0 . 3 1 9 3 . 8 7bRR 19.39b m m 按齿根弯曲疲劳强度计算 齿形系数 YFa查课本图 12-30 1YFa=2.66 2YFa=2.31 应力修正系数 YFa查课本表 12-22 1YFa=1.64 2YFa=2.02 重合度系数 Y0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 1 . 7 0 7Y Y=0.71 齿间载荷分布系数 KF查课本表 12-10 110 . 7 1K YF KF = 1.44 载荷系数 K K K K K KA V F F1 . 2 5 1 . 1 0 1 . 4 4 1 . 9 3.088K 弯曲疲劳极限limF查课本表 12 23( )c 600l i m 1 M p aF lim2F=570Mpa 弯曲最小安全系数limSF查课本表 12-14 limSF=1.60 应力循环次 NL6 0 6 0 1 3 5 0 3 8 4 0 01N n tLh 88 .0 6 1 01N L 88 . 0 6 1 01 2 . 52 1N LNiL 83 .2 3 1 02N L 弯曲寿命系数 YN查课本图 12-24 1YN=2YN=1.0 尺寸系数 YX查课本图 12.25 XY=1.0 许用弯曲应力Fl i m 1 11 l i mYYF N XF S F nts 12 6 0 0 1 . 1 1 . 01 . 6 0 M P a1F=420.1MPa l i m 2 22 l i mYYF N XF S F 5 7 0 1 . 1 1 . 01 . 6 M P a2F=396.7MPa 验算 4 . 7 1 1 11 2 2 3 21 0 . 5 11K T Y Y YF a S aFZ m iRR 4 . 7 3 . 8 8 6 4 1 7 . 6 1 . 6 4 2 . 6 6 0 . 7 12 2 3 20 . 3 1 0 . 5 0 . 3 1 6 2 . 5 2 . 5 1 1 5 5 .4 2 M p a 1F1.2 10 齿轮端面与内机壁距离 22 10 机盖，机座肋厚 mm,1 85.0,85.0 11 mm8 轴承端盖外径 2D DD 2 +（ 55.5）3d70 77 82 八 键的设计 1.高速轴键的设计与校核 根据1 2 8 , 1 9 8 3 7 . 6 2d m m T N m m 计手册 第四章 ，选用 / 1096GB T 键 8 6 45 圆头普通平 键（ A型） ， 课本 第七章 表 7.1铸钢 的许用 挤压应力 1 0 0 1 2 0 M P a :p14 4 1 9 8 3 4 . 6 2 1 0 . 1 22 2 4 0 7T M P a M P ad l h p所 以 键 的强度 满足。 所选键为 1 0 8 4 0b h l 强度合格； 2.中间轴键的设计与校核 根据27 5 , 8 6 5 7 8 . 1 0d m m T N m m g查 手册 第四章，选用 / 1096GB T 63键 20 12 圆头 普通 平 键 （ A型） ， 本表 7.1铸钢料的许用挤压应力 1 0 0 1 2 0p :； 4 4 8 6 5 7 8 . 1 0 6 . 57 0 6 3 1 2 pT M P a M P ad l h nts 34 所选键 的度满足。 3.低速轴键的设计与校核 根据27 5 , 2 4 8 3 4 4 . 9 2d m m T N m m g查设 手册 第四章，选用 / 1096GB T 键 902 14圆头 普通 平 键 （ A型） ， 查课本表 7.1铸钢料的许用挤压应力 1 0 0 1 2 0p :4 4 2 5 9 3 4 4 . 9 2 1 0 . 9 87 5 9 0 1 4 pT M P a M P ad l h 所选键 的强度满足。 九 减速器的各部位附属零件的设计 . 1窥视 孔盖与窥视孔： 在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔 , 大小只要够手伸进操作可。 以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙 ,了解啮合情况 .润滑油也由此注入机体内 . 2放油螺塞 放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便于放 油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封。 3油标 油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量 .因此要安装于便于观察油面及油面稳定之处即低速级传动件附近；用带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确定。 4通气器 减速器运
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