塔式起重機(jī)行走部減速器裝置設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)題 目 塔式起重機(jī)行走部減速器裝置設(shè)計(jì) （分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器） 指導(dǎo)教師 陳光柱 周曉謀 院 系 徐海學(xué)院 班 級(jí) 機(jī)自08-3 學(xué) 號(hào) 22080946 姓 名 樊 明 冬 完成時(shí)間 2010年1月12日 目錄一設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)二、傳動(dòng)方案擬定. 三、電動(dòng)機(jī)的選擇. 四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 九、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算 十、聯(lián)軸器的選擇.十一、潤(rùn)滑與密封.十二、參考文獻(xiàn)計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果一 、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1工作條件與技術(shù)要求：運(yùn)動(dòng)速度允許誤差為5。；工作情況：減速裝置可以正反轉(zhuǎn)，有輕微沖擊，傳動(dòng)零件工作總時(shí)數(shù)10000小時(shí)，檢修周期500小時(shí)小修，2000小時(shí)大修；工作環(huán)境：室內(nèi)，清潔；制造條件：一般機(jī)械廠(chǎng)，單件小批量生產(chǎn)。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定傳動(dòng)裝置的類(lèi)型，畫(huà)出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖；（2）選擇電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；（3）傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）繪制減速器裝配圖草圖和裝配圖各1張（A0）;（5）繪制減速器齒輪及軸的零件圖各1張（A2） 2原始數(shù)據(jù)運(yùn)行阻力F（KN）：1.8運(yùn)行速度V（m/s）：0.7車(chē)輪直徑D (mm)：400啟動(dòng)系數(shù)： =1.3二、傳動(dòng)方案的擬定輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入減速器3，在經(jīng)聯(lián)軸器4傳至齒輪5，帶動(dòng)車(chē)輪6工作。=10000hF=1800NV=0.7m/sD=400mm=1.3分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器三、電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)輸出功率計(jì)算方法：已知工作機(jī)上作用力F(N)和線(xiàn)速度v(m/s)時(shí)：（kw）式中為總效率式中傳動(dòng)系統(tǒng)中每一個(gè)傳動(dòng)副（帶、鏈、齒輪、蝸桿）、軸承、聯(lián)軸器等的效率查表得：齒輪傳動(dòng)效率1=0.97（一對(duì)）球軸承效率2=0.99聯(lián)軸器傳動(dòng)效率3=0.98開(kāi)式齒輪傳動(dòng)效率=0.96=0.7382運(yùn)行速度：v=0.7m/s運(yùn)行阻力：F=1.8(KN)P=kw電動(dòng)機(jī)所需額定功率p查表16-2得選取的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y系列1000r/min電動(dòng)機(jī)的具體牌號(hào)為：Y132S-6額定功率為3kw，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為960r/min已知: 運(yùn)行速度v=0.7m/s 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為960r/min則：工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為 =33.44r/min四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比已知電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為n及工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為時(shí)，總傳動(dòng)比等于：=28.71總傳動(dòng)比等于各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積，即開(kāi)式齒輪傳動(dòng)比選對(duì)分流式二級(jí)齒輪減速器，為保證其高低速級(jí)大齒輪浸油深度大致相近，其傳動(dòng)比要滿(mǎn)足下式：4.48式中高速級(jí)傳動(dòng)比3.2五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算從減速器的高速軸開(kāi)始各軸命名為軸、軸、軸。1）各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算第軸轉(zhuǎn)速n=960（r/min）第軸轉(zhuǎn)速n= n/ =214.29（r/min）第軸轉(zhuǎn)速n= n/ =66.96（r/min）第軸轉(zhuǎn)速n= n/=66.96（r/min）車(chē)輪軸 n車(chē)= n/=33.482（r/min）式中n電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速, r/min電動(dòng)機(jī)至第軸傳動(dòng)比 -第軸至第軸，,第軸至第軸，第軸至第軸, 第軸至車(chē)輪傳動(dòng)比2）各軸功率計(jì)算第軸功率 P= P 2.9106(KW)第軸功率 P= P2.72(KW)第軸功率 P= P (KW)第軸功率 P= P (KW)車(chē)輪軸 P 車(chē)= P(KW)3）各軸扭矩計(jì)算第軸扭矩 T=9500 P/ n=28.95(N.m)第軸扭矩 T=9500 P/ n=121.22(N.m)第軸扭矩 T=9500 P/ n=370.82(N.m)第軸扭矩 T=9500 P/ n=360.26(N.m)車(chē)輪軸扭矩 T車(chē)=9500 P 車(chē)/ n車(chē)=690.82(N.m)4)各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩列表軸號(hào)轉(zhuǎn)速n(r/min)輸出功率P(KW)輸出扭矩T(N.m)電機(jī)軸960329.849602.9128.95214.292.72121.2266.962.6370.8266.962.53360.26車(chē)輪軸33.4822.42690.82六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.2選 小齒輪40cr調(diào)質(zhì)鋼 大齒輪45正火鋼許用接觸應(yīng)力（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-6，=解除疲勞極限（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-4=700接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-7得小齒輪循環(huán)次數(shù)N1=60.nj.=5.76（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-5得=1.05=1.15接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)取=1.25則=1.05/1.25=588=1.15/1.25=506則 =588許用彎曲應(yīng)力 （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-12，彎曲疲勞極限 （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-7，雙向傳動(dòng)乘以0.7=378=294彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-8彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-9(設(shè)模數(shù)m小于5mm)=1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)=2則=189=147確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按估取圓周速度V=2.5010（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）參考表6.7、表6.8選取公差組8級(jí)因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。小輪分度圓直徑，（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-15得齒寬系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）參考表6.9=0.8按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置小輪齒數(shù)=39大輪齒數(shù)=.i=174.72圓整174， 齒數(shù)比u=4.46小輪轉(zhuǎn)矩 =28.95初定螺旋角載荷系數(shù)-使用系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查表6.3.25-動(dòng)載系數(shù) 由推薦值 1.051.4-齒間載荷分配系數(shù) 1.01.2-齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.01.2=1.815材料彈性系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查表6.4 鍛鋼 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)查圖6-3 重合度系數(shù) 由推薦值0.750.88 ， =0.87螺旋角系數(shù)故=36.116法面模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)中心距=108.88圓整a=109分度圓螺旋角12.295分度圓直徑圓周速度v=/60000=2.0158m/s齒寬b=28.84圓整 =29mm大輪齒寬=29小輪齒寬 （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-16得當(dāng)量齒數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查表6.5 小輪大輪齒形系數(shù) 小輪 大輪不變位時(shí)，端面嚙合角端面模數(shù)mm重合度重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)選0.89 大齒分度圓直徑根圓直徑 頂圓直徑 /2、低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.2選 小齒輪40cr調(diào)質(zhì)鋼 大齒輪45正火鋼許用接觸應(yīng)力（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-6，=解除疲勞極限（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-4=700接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-7得小齒輪循環(huán)次數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-5得=1.15=1.25接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)取=1.25則=644=550則 =550許用彎曲應(yīng)力 （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-12，彎曲疲勞極限 （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-7，雙向傳動(dòng)乘以0.7彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-8彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-9(設(shè)模數(shù)m小于5mm)=1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)=1.4則因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按估取圓周速度（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）參考表6.7、表6.8選取公差組8級(jí)小輪分度圓直徑，（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-15得齒寬系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）參考表6.9（1）按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置（2）小輪齒數(shù)（3）大輪齒數(shù)， 取（4）齒數(shù)比（5）小輪轉(zhuǎn)矩（6）初定螺旋角（7）載荷系數(shù)-使用系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查表6.3.25-動(dòng)載系數(shù) 由推薦值 1.051.4P=kw電動(dòng)機(jī)的型號(hào)Y132S-64.483.2=700N1=60.nj.=5.76=1.05=1.15=1.25=1.05/1.25=588=1.15/1.25=506=378=294=1=189=147=0.8=39=174=1.815a=10912.295 =29mm=700=1=1.4-齒間載荷分配系數(shù) 1.01.2-齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.01.2材料彈性系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查表6.4 鍛鋼 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)查圖6-3 重合度系數(shù) 由推薦值0.750.88 ，故法面模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)中心距圓整a=156mm分度圓直徑圓周速度齒寬大輪齒寬 小輪齒寬 （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-16得應(yīng)力修正系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查表6.5 小輪大輪齒形系數(shù) 小輪大輪重合度重合度系數(shù)故 大齒分度圓直徑根圓直徑 頂圓直徑 a=156mm 3、開(kāi)式齒輪計(jì)算：（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）表6.2選 小齒輪40cr鋼表面淬火 大齒輪45鋼表面淬火由于是開(kāi)式齒輪傳動(dòng)所以只校核彎曲疲勞強(qiáng)度，并將模數(shù)增加10%20%許用彎曲應(yīng)力 （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-12，彎曲疲勞極限 （由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-7，雙向傳動(dòng)乘以0.7 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-8彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）查圖6-9(設(shè)模數(shù)m小于5mm)=1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)=2則因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按估取圓周速度（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）參考表6.7、表6.8選取公差組8級(jí)小輪分度圓直徑，（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）由式6-15得齒寬系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計(jì)課本）參考表6.9按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置小輪齒數(shù)大輪齒數(shù)， 取齒數(shù)比傳動(dòng)誤差比=2000h 故所選用軸承滿(mǎn)足壽命要求。確定使用深溝球軸承619072軸II上的軸承選擇與計(jì)算由軸II的設(shè)計(jì)已知，初步選用圓錐滾子軸承32006，由于受力對(duì)稱(chēng)，故只需要校核一個(gè)。其受力=516.74N，=0，=10/3，n=214.29r/min1）查滾動(dòng)軸承樣本課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（表13.3）知圓錐滾子軸承32006的基本額定動(dòng)載荷C=35800N，基本額定靜載荷=46800N2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P 因?yàn)?0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù)Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按機(jī)械設(shè)計(jì)課本（表13-6），取P=（X+Y）=619.5N3）驗(yàn)算軸承壽命 50000000h=2000h 故所選用軸承滿(mǎn)足壽命要求。確定使用圓錐滾子軸承32006 故所選用軸承滿(mǎn)足壽命要求。確定使用深溝球軸承6210。3輸出軸上的軸承選擇與計(jì)算由軸的設(shè)計(jì)知，初步選用圓錐滾子軸承32011，由于受力對(duì)稱(chēng)，只需要計(jì)算一個(gè)，其受力=1665.1 N，=0，=10/3 ，轉(zhuǎn)速n=66.96/min1）查滾動(dòng)軸承樣本課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（表13.3）知圓錐滾子軸承32011的基本額定動(dòng)載荷C=80200N，基本額定靜載荷=61800N 2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P 因?yàn)?0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù)Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（P表13-6），取=1.0，則 P=（X+Y）=1998.08N3）驗(yàn)算軸承壽命 =3700000h=2000h 故所選用軸承滿(mǎn)足壽命要求。確定使用圓錐滾子軸承32011。九、鍵連接的選擇與校核計(jì)算1輸入軸與聯(lián)軸器的鍵連接 1) 由軸I的設(shè)計(jì)知初步選用鍵A850，=28.95 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課程設(shè)計(jì)課本（表11.1）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b/2=42mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =8.MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵A8502齒輪2（2）與軸II的鍵連接 1) 由軸II的設(shè)計(jì)知初步選用鍵1025，=60.61 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課程設(shè)計(jì)課本（表11.1）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=15mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =57.73MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵A8253齒輪3與軸II的鍵連接 1) 由軸II的設(shè)計(jì)知初步選用鍵1060，=121.22 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=50mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =31.9MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵A10604齒輪4與軸III的鍵連接1) 由軸III的設(shè)計(jì)知初步選用鍵1852，=370.82 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=52mm-18mm=34mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.511mm=5.5mm。由式可得 =66.09MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵18525聯(lián)軸器與軸III的鍵連接 1) 由軸III的設(shè)計(jì)知初步選用鍵1280，=/2=310.82/2 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=80mm-12mm=68mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =32.5MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵A1280十，連軸器選擇1輸入軸（軸I）的聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸I的設(shè)計(jì)，選用HL2型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（35鋼），其尺寸如下表所示型號(hào)T（）（r/min）（mm）L（mm）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）TL2315560025560.2532輸出軸（軸III）的聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸III的設(shè)計(jì)，選用HL4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（35鋼），其尺寸如下表所示型號(hào)T（）（r/min）（mm）L（mm）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）HL41250400042903.4十一、減速器附件設(shè)計(jì)1視孔蓋 選用A=120mm的視孔蓋。2通氣器 選用通氣器（經(jīng)兩次過(guò)濾）M271.53油面指示器 根據(jù)課程設(shè)計(jì)書(shū)表15.9，選用2型油標(biāo)尺M(jìn)164油塞 根據(jù)課程設(shè)計(jì)書(shū)表15.12，選用M141.5型油塞和墊片5起吊裝置 根據(jù)課程設(shè)計(jì)書(shū)表15.13，箱蓋選用吊耳d=18mm6定位銷(xiāo) 根據(jù)課程設(shè)計(jì)書(shū)，選用銷(xiāo)GB117-86 A6307起蓋螺釘 選用螺釘M820十二、潤(rùn)滑與密封1齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于高速級(jí)大齒輪浸油深度不小于10mm，取為油深h=75mm。，選用全損耗系統(tǒng)用油 L-AN22。2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 由于軸承的=96000160000 =21419160000 =6696160000 故選用脂潤(rùn)滑，選用滾動(dòng)軸承脂ZGN69-23密封方法的選取 由于凸緣式軸承端蓋易于調(diào)整軸向游隙，軸I，軸II及軸III的軸承兩端采用凸緣式端蓋十三、參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)：課程上機(jī)與設(shè)計(jì)程志紅主編機(jī)械設(shè)計(jì)程志紅主編幾何量公差與檢測(cè)甘永立主編 =1=2m =3.975=5=140=1425.1N531.3N= 115N17.08mm=1361.3 N=507.2N=110.51 N=30mm=3129.3N=1138,97N39.96mm=2000hP=（X+Y）=1826.8NP=（X+Y）=619.5NP=（X+Y）=1998.08N=8.MPa=66.09MPa總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主要課程之一，它要求我們能結(jié)合課本的學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)和技術(shù)知識(shí)，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和機(jī)器的具體工作條件，去設(shè)計(jì)合用的零部件及簡(jiǎn)單的機(jī)械，起到從基礎(chǔ)課程到專(zhuān)業(yè)課程承先啟后的橋梁作用，有對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作者進(jìn)行基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)的啟蒙作用。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程是艱辛而又充滿(mǎn)樂(lè)趣的，在這短暫的二個(gè)星期里，我們不僅對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)的基本過(guò)程有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，即