機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計-帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級圓柱齒輪減速器設(shè)計.doc

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1、計 算 項 目 及 內(nèi) 容主要結(jié)果目錄第一章 設(shè)計任務(wù)書2第二章 傳動方案的擬定3第三章 電動機(jī)的選取計算3第四章 V帶選擇6第五章 齒輪設(shè)計7第六章 軸的設(shè)計與校核13第七章 軸承的校核22第八章 鍵的選擇24第九章 聯(lián)軸器的選擇24第十章 潤滑與密封25第十一章 設(shè)計小節(jié)25第十二章 參考資料28第一章設(shè)計任務(wù)書：一、課程設(shè)計題目設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大，空載啟動。減速器小批量生產(chǎn)。使用期限10年，兩班制工作。運(yùn)輸帶容許速度誤差為5%。原始數(shù)據(jù)：第1組：運(yùn)輸帶拉力F=2300N，運(yùn)輸帶速度v=1.5m/s，卷筒直徑D=400mm。原

2、始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶拉力F(N)運(yùn)輸帶速度v(m/s)卷筒直徑D(mm)第1組23001.5400二、課程設(shè)計內(nèi)容、傳動方案的分析、電動機(jī)的選擇、與傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)的計算；、傳動零件（如齒輪、帶傳動），軸系零件的設(shè)計；、連接件、密封、潤滑條件的選擇；、裝配草圖的設(shè)計；、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計；、裝配圖和零件圖的設(shè)計；9、設(shè)計計算說明書的編寫。三、課程設(shè)計的要求、減速器裝配圖一張（號圖紙）；、零件工作圖兩張（中間傳動軸零件圖，齒輪零件圖）；、設(shè)計計算說明書一份（包括總結(jié)）；、時間：12月221月9號。課程設(shè)計完成后進(jìn)行答辯。第二章傳動方案的分析與擬定本設(shè)計采用帶傳動和單級圓柱齒輪傳動，傳動見圖如圖。第三章

3、電動機(jī)的選取計算一、電動機(jī)的選?。?、選擇電動機(jī)類型：按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三項異步電動機(jī)，電壓380V2、選擇電動機(jī)容量：運(yùn)輸帶拉力F=2300N，運(yùn)輸帶速度v=1.5m/s， 工作機(jī)所需功率為：=傳動裝置的總效率：=V帶傳動效率，深溝球軸承傳動效率（一對），直齒圓柱齒輪傳動效率=0.97，聯(lián)軸器傳動效率=0.995，卷筒傳動效率=0.96= 電動機(jī)輸出功率為：所選電動機(jī)額定功率為4kw3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：=V帶傳動比常用范圍為，單級圓柱齒輪減速器傳動比，總傳動比范圍，總傳動比范圍，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍：選擇同步轉(zhuǎn)速為1000r/min，電動機(jī)型號為：Y132M1

4、-6，滿載轉(zhuǎn)速960r/min總傳動比為：選取，則，所以二、各級轉(zhuǎn)速計算：三、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)電動機(jī)：軸1（高速軸）： 軸2（低速軸）： 軸各軸的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率：將上述參數(shù)匯成表格：軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/N.m轉(zhuǎn)速n/（r/min）輸入輸出輸入輸出電動機(jī)1軸2軸3.803.6543.763.61107.36494.84106.29489.909603380370.40第四章 V帶選擇一、定V帶型號和帶輪直徑： 工作情況系數(shù)：查表得， 計算功率： 選帶型號：選A型 小帶輪直徑：查相關(guān)手冊，取 大帶輪直徑： （設(shè)） 大帶輪轉(zhuǎn)速：二、求中心距和帶長

5、 中心距： 取 =700mm 取帶長Ld=2240mm 。 四、小輪包角：包角驗算合格。四、求帶根數(shù)：由表11.8，由表11.7， 由表11.12，由表11.10， 帶速： 傳動比： 五、求軸上載荷： 初拉力： 軸上的壓力：小帶輪大帶輪小帶輪包角直徑125355轉(zhuǎn)速960338.03帶型號A中心距729帶長2240帶速 6.283傳動比2.84帶根數(shù)3軸上載荷1096.7第五章 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計 功率小，采用8精度閉式軟齒面，按解除疲勞強(qiáng)度設(shè)計中心距，按彎曲疲勞強(qiáng)度校核，因傳動尺寸無嚴(yán)格限制，小批量生產(chǎn)，故小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度270HBS，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB

6、S，計算步驟如下：一、齒面接觸疲勞計算：1、初步計算： 轉(zhuǎn)速： 接觸疲勞極限設(shè)計，查圖表可得： 2、強(qiáng)度設(shè)計： 傳動中有輕微沖擊，載荷平穩(wěn)，取K=1.1齒寬系數(shù)，初選螺旋角為3、中心距、模數(shù)及螺旋角的確定： 取， 圓整法面模數(shù)確定中心距圓整中心距齒寬 二、齒根彎曲疲勞計算 當(dāng)量齒數(shù)： 查表可得：小齒輪齒形系數(shù) 大齒輪齒形系數(shù) 強(qiáng)度校核合格。三、齒輪的圓周速度校核 滿足8精度要求。四、齒輪各參數(shù)的計算 1、小齒輪： 分度圓直徑 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 端面齒厚： 2、大齒輪： 分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 斷面齒厚： 傳動無過載，故不作靜強(qiáng)度校核。齒輪1齒輪2模數(shù)2.52.5法向

7、壓力角螺旋角分度圓直徑55.0265.0齒頂高2.52.5齒根高3.1253.125齒頂圓直徑60270齒根圓直徑48.85258.85標(biāo)準(zhǔn)中心距160傳動比4.80第六章 軸的設(shè)計與校核一、高速軸的設(shè)計：1、高速軸材料的選擇： 由于小齒輪較小，則高速軸設(shè)計為齒輪軸，選材與小齒輪材料相同，為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，系數(shù)A選105， 2、初步估算軸頸： 因軸上有鍵槽，故增大4%，圓整為25mm。3、初選深溝球軸承：6307，d=35mm，D=72mm，B=17mm4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： A 計算小齒輪的受力情況： 切向力： 軸向力： 徑向力： B 根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出軸的

8、結(jié)構(gòu)，如圖6-1-1：圖6-1-1C、計算軸的受力： 受力圖見圖6-1-2：圖6-1-2D、 計算軸承的支反力： Z方向的支反力： X方向的支反力： E、扭矩校核：如圖6-1-3所示： 圖6-1-3 扭矩校核合格。 F、畫軸彎矩圖：簡易法做出彎矩圖，如下，YZ面內(nèi)彎矩圖：，見圖6-1-4；XY面彎矩圖：，見圖6-1-5;合成彎矩圖：，見圖6-1-6 ；圖6-1-4圖6-1-5圖6-1-6 當(dāng)量彎矩的計算：材料40Cr，許用應(yīng)力值：用插入法由表查得： 應(yīng)力校正系數(shù)：當(dāng)量彎矩 其中與扭矩合成的當(dāng)量彎矩圖，見圖6-1-7，： 圖6-1-7 G、校核軸頸的危險截面：危險截面取圖6-1-1中所示，1、2

9、、3、4四個危險截面，計算軸徑： （鍵槽處以應(yīng)力集中，故軸徑應(yīng)增大4%）二、低速軸的設(shè)計：1、低速軸材料的選擇： 選材為45鋼，調(diào)質(zhì)處理， 系數(shù)A取115，2、初步估算軸徑： 有鍵槽存在，增大4%， 圓整到45mm3、初選深溝球軸承：6311，D=10，B=214、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：A、計算齒輪受力： 切向力： 軸向力： 徑向力： B、 根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出軸的結(jié)構(gòu)，如圖：6-2-1圖6-2-1各軸徑如圖6-2-1所示。 C、受力圖如圖6-2-2圖6-2-2D、靜力分析，計算各軸承的支反力： X方向受力： Z方向受力： E、扭矩校核作扭矩圖如圖6-2-3所示。圖6-

10、2-3 扭矩校核合格。 F、畫軸彎矩圖：簡易法做出彎矩圖，如下，YZ面內(nèi)彎矩圖：，見圖6-2-4；XY面彎矩圖：，見圖6-2-5;合成彎矩圖：，見圖6-2-6 ； 圖6-2-4圖6-2-5圖6-2-66、畫軸轉(zhuǎn)矩圖 軸受轉(zhuǎn)距： 轉(zhuǎn)距圖：見圖6-2-8圖6-2-87、許用應(yīng)力 許用應(yīng)力值：表查得：， 應(yīng)力校正系數(shù)：8、畫當(dāng)量彎矩圖 當(dāng)量轉(zhuǎn)距：，見圖 當(dāng)量彎矩： 當(dāng)量彎矩圖：見圖6-2-9圖6-2-99、校核軸頸 軸頸：第七章 軸承的校核：一、1軸軸承的校核：1、初選軸承型號為6307，其主要參數(shù)：2、計算當(dāng)量動載荷： 齒輪為圓柱齒輪，軸承不受軸向力。所以， 當(dāng)量動載荷 軸承1所受軸向力： 軸承2

11、所受軸向力： 只需校核軸承2即可（因載荷變化不大，工作溫度在以下，查表得）3、軸承壽命計算： 軸承2的壽命為：約為3.4年，為安全起見，每3年更換一次二、2軸軸承校核1、初選軸承型號為6311，其主要參數(shù)：2、計算當(dāng)量動載荷： 齒輪為圓柱齒輪，軸承不受軸向力。所以， 當(dāng)量動載荷 軸承1所受軸向力： 軸承2所受軸向力：（因載荷變化不大，工作溫度在以下，查表得）3、軸承壽命計算： 軸承的壽命為：58400h不需要更換第八章 鍵的選擇一、1軸上的鍵：由于軸轂連接為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸直徑為，軸段長，鍵長，查手冊得：時，鍵寬，鍵高二、2軸上的鍵：1、與齒輪連接處： 與

12、齒輪連接處為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸頸為，軸段長,鍵長，查手冊得：時，鍵寬，鍵高。2、與聯(lián)軸器連接處： 與齒輪連接處為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸頸為，軸段長,鍵長，查手冊得：時，鍵寬，鍵高。第九章 聯(lián)軸器的選擇 因軸2轉(zhuǎn)速不高（），因此選用凸緣聯(lián)軸器。軸頸為選用YL9型聯(lián)軸器。主動端鍵為軸2上的鍵，為A型，從動端選擇鍵為B型，因此選擇的聯(lián)軸器標(biāo)記為： 聯(lián)軸器第十章 潤滑與密封一、齒輪的潤滑齒輪采用浸油潤滑。當(dāng)齒輪圓周速度時，圓柱齒輪浸入油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x。軸承潤滑采用潤滑脂，潤滑脂的加入量為

13、軸承空隙體積的，采用稠度較小潤滑脂。二、滾動軸承的潤滑由于軸承周向轉(zhuǎn)速大于500r/min，所以采用油潤滑。三、潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置為小型機(jī)床齒輪箱，選用L-AN22潤滑油。四、密封方法的選取 防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?。選用嵌入式端蓋易于調(diào)整，內(nèi)圈采用封油圈進(jìn)行密封；油尺處以及排油孔處用石棉橡膠紙密封；視孔蓋處用石棉橡膠紙密封。第十一章 設(shè)計小節(jié)為期三周的課程設(shè)計終于在緊張的節(jié)奏中接近尾聲，三周的時間，同學(xué)們都受益匪淺，它是繁忙的，但更是充實的。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，是機(jī)械設(shè)計課程的最后一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們車輛工程專業(yè)第一次也是最重

14、要的一次較全面地運(yùn)用兩年來所學(xué)各方面機(jī)械類知識進(jìn)行實踐性訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，它牽涉到了兩年來所學(xué)的有關(guān)機(jī)械類方面課程如畫法幾何及工程制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)以及精密機(jī)械與儀器設(shè)計的內(nèi)容，還牽涉到了以前所學(xué)習(xí)的材料力學(xué)、流體力學(xué)等課程內(nèi)容，可以說它是對兩年多來前面所學(xué)各課程的一個很好總結(jié)，更是一個前所未有的實踐性挑戰(zhàn)！三周的時間，是漫長的?？梢钥闯?，一天天，同學(xué)們大都是一步步熬過來的，由于像對軸，齒輪以及鍵的選材等部分內(nèi)容比較難，這要花費(fèi)我們一部分時間去一點(diǎn)一點(diǎn)兒的查找資料學(xué)習(xí)，在加上校核的反復(fù)性，說是熬過來的一點(diǎn)兒也不為過。但三周的時間，也是短暫的。超負(fù)荷的工作量，讓我們從早上8點(diǎn)到晚上將近10點(diǎn)

15、除了吃飯把所有的時間都泡在了專業(yè)設(shè)計教室中，但仍然感覺時間是那么的不夠用。無論如何，沒有人放棄，大家都堅強(qiáng)的挺了過來。課程設(shè)計共分為三個階段：第一階段：根據(jù)所選設(shè)計方案及數(shù)據(jù)進(jìn)行電動機(jī)，減速器等各部件的選擇，并對所選各零件進(jìn)行選材處理；對所設(shè)計各軸、齒輪進(jìn)行各種周向、軸向力校核，看是否滿足要求，該階段是一個往復(fù)的過程，需要花費(fèi)大量時間進(jìn)行多次校核處理，所以花費(fèi)時間要比原計劃的多些，其地位極其重要，因為第二階段一張裝配圖、兩張零件圖的繪制要以此為依據(jù)，另外，第三階段寫設(shè)計說明書的各種數(shù)據(jù)也均來自這些運(yùn)算中。第二階段：在電腦上運(yùn)用AutoCAD將所設(shè)計方案中減速器部分繪制于圖紙上，另外，還要再選擇

16、自己設(shè)計方案中另外兩個零件（一般選擇一個齒輪一根軸）分別繪制。它沒有因為第一階段的出色完成而變得容易，特別是對裝配圖的繪制，為了使自己所設(shè)計方案能更好的繪制于圖紙上，為了使其分布更為合理，大部分同學(xué)對第一階段所算些許數(shù)據(jù)都進(jìn)行了或多或少的改正、重新選擇、重新校核處理，該階段原打算一周完成，但它是檢驗成績是否合格最為重要的依據(jù)。第三階段：根據(jù)前兩階段的設(shè)計如實寫下說明書，設(shè)計的各項目都要書寫清楚，另外，進(jìn)行第一階段中所查各種資料全稱要注于設(shè)計說明欄中。當(dāng)然，該階段的進(jìn)行同自己在第一階段中所處理各數(shù)據(jù)及第二階段所繪制裝配圖以及零件圖相匹配。三周的課程設(shè)計，要談感受，沒有人說自己認(rèn)識不深刻的，它不但

17、花去了我們大量的勞力精力，更耗費(fèi)了大量的腦力精力，但相應(yīng)的，我們得到的也很多。通過這次課程設(shè)計，使我們學(xué)到了很多僅靠課本不能學(xué)到的知識，還學(xué)到了些以前沒有講過的知識；另外，加深了對以前學(xué)過的相關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識，對今后的社會實踐及就業(yè)無疑起到重要作用。三周的時間，大家是繁忙的，但更是充實的。第十二章 參考資料1邱宣懷.機(jī)械設(shè)計M.北京：高等教育出版社，1997.2何銘新，錢可強(qiáng).機(jī)械制圖M.北京：高等教育出版社，2004.3吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.北京：高等教育出版社，1992.4王大康，盧頌峰.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計M.北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2000.5席偉光，楊光，李波.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2003.=3.59kw=0.898選8級精度所以：合成彎矩