機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計之減速器(附圖).(word文檔良心出品)

1、機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說 明 書課題名稱： 精壓機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名： 薛 傲 學(xué)號： 專 業(yè)： 材料成型及其控制工程 班級： 11材控1 成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 2013年6月28日 目錄1 傳動系統(tǒng)方案設(shè)計與分析22 傳動裝置的總體設(shè)計31.電動機(jī)的選擇3 2.傳動比的分配4 3.計算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)43 傳動零件設(shè)計計算51.帶傳動的設(shè)計52.齒輪傳動的設(shè)計74 軸系結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計111.軸的設(shè)計與彎扭合成強(qiáng)度計算112.滾動軸承的選用與驗(yàn)算133.聯(lián)軸器的選用154.鍵連接的選擇155 潤滑方式的選擇166 箱體的設(shè)計177 減速器裝配圖和零件圖218 總結(jié)239

2、 參考文獻(xiàn)24計算說明 圖1 帶式輸送機(jī)的傳動裝置簡圖1、 電動機(jī)；2、三角帶傳動；3、減速器；4、聯(lián)軸器；5、傳動滾筒；6、皮帶運(yùn)輸機(jī)一 傳動系統(tǒng)方案設(shè)計與分析設(shè)計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動（1） 工作條件：使用年限8年，工作為2班工作班制，載荷變動較大，運(yùn)輸帶速度允許誤差5%。（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1500N；輸送帶速度V=1.8m/s;滾筒直徑D=250mm。2 傳動裝置的總體設(shè)計1. 電動機(jī)的選擇電動機(jī)類型的選擇：Y系列三相異步電動機(jī)電動機(jī)功率選擇;(1） 傳動裝置的總功率：n總=n帶*n軸承*n軸承*n齒輪*n聯(lián)軸器*n滾筒 =0.96*0.98*0.98*0.97*0

3、.99*0.96=0.885(2) 電機(jī)所需的工作功率：P工作=PV/(1000n總）=1500*1.8/(1000*0.885)=3.05KW確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：計算滾動工作轉(zhuǎn)速n筒=60*1000V/(3.14D) =60*1000*1.8/(3.14*250) =137.51r/min 根據(jù)書中推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍Ia=35.取V帶傳動比I1=24，則總傳動比理時范圍為Ia=620.故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為Id=Ia*n筒=（620)*137.51=825.062750.2r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000和1500r/min.根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有

4、關(guān)書籍查出有三種適用的電動機(jī)型號：因此有三種傳支比方案，綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸.重量.價格和帶傳動.減速器的傳動比，可見應(yīng)選n=1000r/min。 確定電動機(jī)型號 根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為Y132M1-6 其主要性能：額定功率：4KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。2.傳動比的分配 （1）總傳動比：i總=n電動/n筒=960/137.51=6.98 (2) 分配各級傳動比取齒輪i齒輪=3（單級減速器i=36合理）因?yàn)閕總=i齒輪*i帶所以 i帶=i總/i齒輪=6.98/3=2.333.傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)(1) 計算各軸轉(zhuǎn)速n0=n電機(jī)=960

5、r/minnI=n0/i帶=960/2.33=412.02(r/min)nII=nI/i齒輪=137.34（r/min)nIII=nII=137.34（r/min)計算各軸的功率P0=P工作=3.05KWPI=P0n帶=3.05*0.96=2.928KWPII=PI*n齒*n承=2.783KWPIII=PII*n承*n聯(lián)=2.70KW（3）計算各軸扭矩TO = 9550Po/n0=95503.05/960 =30.34 NmT1 = 9550PI/nI=95502.928/412.02 =67.87 NmTII=9550PII/nII=95502.783/137.34=193.52 NmTII

6、I=9550PIII/nIII=95502.70/137.34=187.75 Nm3 傳動零件設(shè)計計算.V帶傳動的設(shè)計計算1).確定計算功率Pc由于每天工作時間T=24h，運(yùn)輸裝置載荷變動大，由表8.21查得工作情況系數(shù)KA=1.4，故Pca=KAP1=1.43.05kW =4.27kW2).選擇V帶的帶型根據(jù)Pca,n0由圖8-12選擇A型V帶。3).確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由表8-12，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=100mm 。 按式（8-13）驗(yàn)算帶速:=dd1nI/(601000)=100960/60000=5.03m/s因?yàn)?m/s30m/s,故帶速合適。 4).計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑d

7、d2 根據(jù)式(8-15a)則dd2=n1/n2*dd1 = 960/412.02100=233mm按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=236mm 5).確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Lo根據(jù)式0.7(dd1+dd2)a2(dd1+dd2) 算得235.2a1200 7).計算帶的根數(shù)z 單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1，查課本1表8.18得 dd1=100mm.n1=960r/min, 查表得P0=2.47+（2.83-2.47）(960-800)/(980-800)=2.79KWi1時單根V帶的額定功率增量. P0Kbn1(1-1/Ki)=0.KW查1表，得Ki=1.1373,則P00.960（

8、1-1/1.1373）=0.119KW由表8.4得，帶長修正系數(shù)KL=0.99，表8.11包角系數(shù)Ka=0.97ZPC/(P0+P0)KKL4.27/(2.79+0.119) 0.970.991.53 取Z2根8)計算軸上壓力由課本8.6表查得q0.10kg/m，單根V帶的初拉力：F0500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2500x4.27/2x5.03(2.5/0.97-1)+0.10x5.032 337.28N則作用在軸承的壓力FQFQ2ZF0sin(1/2)22337.28sin(164.13/2)1336.203N9)計算帶輪的寬度BB（Z-1）e+2f（2-1）15+21035 m

9、m10) 結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果選用A型V帶，中心距a=500mm，帶輪直徑dd1=100mm ，dd2=236mm，軸上壓力FQ1241.48N.齒輪傳動設(shè)計計算（1）選擇齒輪材料與熱處理：所設(shè)計齒輪傳動屬于閉式傳動，通常齒輪采用軟齒面。選用價格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度229-286HBW；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為169-217HBW；精度等級：精壓機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選8級精度（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計該傳動為閉式軟齒面，主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。設(shè)計公式為：d1 76.43KT1(U+1)/duH

10、2) 1/3表10.11載荷系數(shù)K 查課本1表 K1.1 轉(zhuǎn)矩TI T1 = 9550PI/nI=95502.928/412.02 =67870 Nmm解除疲勞許用應(yīng)力H Hlim ZNT/SH按齒面硬度中間值查1Hlim1600Mpa Hlim2550Mpa接觸疲勞壽命系數(shù)Zn：按一年300個工作日，每天24h計算，由公式N60njLh 計算N160412.0210300241.779x109N2N1/i齒1.779x109 /2.337.635108查1課本圖曲線1，得 ZNT11 ZNT21.06按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SH1.0H1Hlim1ZNT1/SH600x1/1600 Mp

11、aH2Hlim2ZNT2/SH550x1.06/1583Mpa故得：H 583Mpa計算小齒輪分度圓直徑d1由1課本表13-9 按齒輪相對軸承對稱布置,取 d1.0 U2.33將上述參數(shù)代入下式d176.43KT1(U+1)/duH2) 1/351.94mm 取d156.25 mm計算圓周速度V nId1（601000）412.023.1456.25（601000）1.21msV6ms 故取8級精度合適（3）確定主要參數(shù)齒數(shù) 取Z125 Z2Z1i齒252.3358.25=59模數(shù) md1Z156.25252.25分度圓直徑d1m Z2252.2556.25mm d2m Z2592.25132

12、.75mm中心距a（d1+ d2）2（56.25+132.75）294.5mm齒寬 bd*d11.056.2556.25mm取b260mm b1b2+5 mm65 mm(4)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒形系數(shù)YF 查1課本表10.13 YF12.65 YF22.18應(yīng)力修正系數(shù)YS查1課本表10.14YS11.59 YS21.80 許用彎曲應(yīng)力F FFlim YNT/SF由課本1圖10.25 按齒面硬度中間值得Flim1210Mpa Flim2 190Mpa由課本1圖 得彎曲疲勞壽命系數(shù)YNT：YNT1YNT21按一般可靠性要求，取彎曲疲勞安全系數(shù)SF1.3計算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為F1Flim1 Y

13、NT1/SF2101/1.3162MpaF2 Flim2 YNT2/SF 1901/1.3146Mpa校核計算F12kT1YF1YS1/ （bm2Z1）21.1678702.651.59/（602.25225）82.85Mpa F1F22kT1YF2YS2/ （bm2Z1）82.851.82.18/(1.592.65)77.16Mpa F2故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(5)齒輪的幾何尺寸計算 齒頂圓直徑dada1 d1+2ha56.25+662.25mmda2d2+2ha132.75+6138.75mm 齒全高h(yuǎn) h(2 ha*+c*)m(2+0.25)2.255.06 mm 齒根高h(yuǎn)f（ha*

14、+c*）m1.252,252.81mm 齒頂高h(yuǎn)a ha*m 12.252.25mm 齒根圓直徑dfdf1d1-2hf62.25-7.554.75mmdf2d2-2hf132.75-7.5125.25mm (6)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)。大齒輪的有關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑d60mm輪轂直徑D11.6d601.696mm輪轂長度L1.2d1.26072mm輪緣厚度0(3-4)m9-12mm 取010mm輪緣內(nèi)徑D2da2-2h-20125.25-25.062095.13 mm 取D2 95mm腹板厚度C(0.2-0.3)b12-18mm取C18mm腹板中

15、心孔直徑D00.5(D1+D2)0.5(96+95)95.5mm腹板孔直徑d045-25mm 取d020mm齒輪倒角取C24 軸系結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計 1. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，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確定軸各段直徑和長度d1Ao(P1/n1)1/3=（103126）(2.928/412.02)1/3=（19.824.2）mmd2Ao(P2/n2)1/3=（103126）(2.783/137.34)1/3=（28.134.4mmd3Ao(P

16、3/n3)1/3=（103126）(2.7/137.34)1/3=（27.834）mm選取聯(lián)軸器類型聯(lián)軸器的孔徑,由表查得Ka=1.3,則聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca=KaTIII=1.3187.75=244.075 Nmm.按計算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件,查GB/T 5014-2003選用TL3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為1000 Nmm,半聯(lián)軸器孔徑d=50mm,故取d-=50mm,半聯(lián)軸器長度L=112mm,由于半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1應(yīng)該小于L,所以取L-=110mm右段需要制一個軸肩,高約未4故取d-=50+42mm=58mm根據(jù)課程設(shè)計，當(dāng)軸肩用于軸上零件定位和承受內(nèi)力

17、時，應(yīng)具有一定高度，軸肩差一般可取610mm。用作滾動軸承內(nèi)圈定位時，軸肩的直徑應(yīng)按軸承的安裝尺寸取。如果兩相鄰軸段直徑的變化僅是為了軸上零件裝拆方便或區(qū)分加工表面時兩直徑略有差值即可，例如取15mm也可以采用相同公稱直徑而不同的公差數(shù)值?？紤]滾動軸承的裝拆，選用深溝球滾動軸承型號為“6212”，由標(biāo)準(zhǔn)查得裝滾動軸承D直徑為110mm，寬為22mm，取齒輪距箱體內(nèi)壁距離a=15mm,考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動軸承位置時,應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=8mm.則因此輸入軸由小端到大端可以設(shè)計出各段軸的直徑，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15mm，通過密封

18、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，所以輸出軸由小端到大端可以設(shè)計出各段軸的直徑分別為：42mm，50m，55mm，60mm，68mm 55mm根據(jù)課程設(shè)計表3-1，表4-1以及圖4-1，得取10mm, 1取8mm,齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離：1=10mm齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離：2=10mm因?yàn)辇X輪的圓周速度V=1.21m/s1.52.0 m/s選用彈性套柱聯(lián)軸器查表得可算得m=22mm e=12mm所以可以設(shè)計出各段軸的長度，分別為65mm 66mm 37mm 58m 12mm 20mm軸上零件的周向固定齒輪、大帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接.齒輪處軸由表查得

19、平鍵bh=1811mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為63mm,為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇配合為H7/n6,同樣,大帶輪與軸的連接選用平鍵bh=149mm,長32mm,配合為過渡配合H7/k6確定軸上圓角與倒角尺寸查表,軸左端倒角為245o,右端倒角為245o.軸肩處圓角半徑見圖紙標(biāo)注. 軸的校核計算對于輸入軸校核：TIII=9550PIII/nIII=95502.70/137.34 =187.75Nm Ft=2TIII/d1=375.49/=3080.8N Fr= Fttan=1150N繪制軸受力簡圖（a）繪制垂直面彎矩圖（b）FAY=FBY=Fr/2=593N MC1=FAYL/

20、2=36.194Nm繪制水平面彎矩圖（c）FAZ=FBZ=Ft/2=1614.4N MC2=FAZL/2=56.22Nm繪制合彎矩圖（d）MC=(MC12+MC22)1/2=72.54Nm繪制扭矩圖（e）T=9.55（P1/n1）=61.16Nm繪制當(dāng)量彎矩圖（f）Mec=Mc2+（T）2 1/2=168.36Nm校核危險截面C的強(qiáng)度e=Mec/0.1d3=49.8MPa57600h預(yù)期壽命足夠。計算輸出軸承初選軸承為深溝球軸承，型號為6211，基本額定動載荷Cr43.2KN計算當(dāng)量載荷由于是深溝球軸承，且只承受徑向載荷，則P= Fr=Fttan=2965軸承壽命計算 根據(jù)條件；由于是球軸承，

21、則Lh=72000h，預(yù)期壽命足夠。3聯(lián)軸器的選擇軸是通過聯(lián)軸器與軸相連接的軸，軸的直徑最小處與聯(lián)軸器連接，d=45mm,轉(zhuǎn)矩T=446NM，因帶式直運(yùn)輸機(jī)中齒輪的單向傳動，有微量沖擊結(jié)合此條件，選用彈性聯(lián)軸器。查表（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）得出，選用H4型彈性套柱聯(lián)軸器，其主要參數(shù)如下：公稱扭矩710。主動軸孔直徑45mm,從動軸軸也選用45mm.Y型軸孔長度L=112mm,A=65。 型號公稱轉(zhuǎn)矩T(Nm)許用轉(zhuǎn)速n(r/min)軸孔直徑d(mm)軸孔長度L(mm)材料軸孔類型YLD10710360045112HT200Y4.鍵的選擇校核計算（1）主動軸外伸端d=30mm，考慮到鍵在軸中部安裝，故選

22、鍵10x70 (GB/T1096-2003)b=10mm h=8mm L=70mm選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力p=100 MPap= 4TI/dhL =4x104.45x1000/34x8x(70-10) =25.6 MPap故所選鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。（2）從動軸外伸端d=45mm，考慮到鍵在軸中部安裝，故選鍵14x100 (GB/T1096-2003)b=14mm h=9mm L=100mm選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力p=100 MPap= 4TI/dhL =4x402.92x1000/45x9x(100-14) =46.3 MPap故所選鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。（3）與齒輪聯(lián)接處d=60mm，考慮到鍵在軸

23、中部安裝，故在同一方為母線上。選鍵16x63 (GB/T1096-2003)b=16mm h=11mm L=63mm選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力p=100 MPap= 4TI/dhL =4x402.92x1000/60x11x(63-16) =52 MPap故所選鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。五潤滑方式的選擇l)潤滑方式1.齒輪=1.21m/s12 m/s應(yīng)用噴油潤滑,但考慮成本及需要。選用浸油潤滑。2.軸承采用潤滑脂潤滑。2)潤滑油牌號及用量1.齒輪潤滑選用100號機(jī)械油，最低最高油面矩（大齒輪）1020mm，需油量為1.5L左右。2.軸承潤滑選用ZL-3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜。3)密

24、封形式1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處結(jié)合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙，墊片進(jìn)行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋間的間隙，由于=3m/s，故選用半粗羊毛氈加以密封。4.軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部。六箱體的設(shè)計1、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1）箱體材料的選擇與毛坯種類的確定根據(jù)減速器的工作環(huán)境,可選箱體材料為灰鑄鐵HT200。因?yàn)殍T造箱體剛性好、外形美觀、易于切削加工、能吸收振動和消除噪音,可采用鑄造工藝獲得毛坯。2）箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和裝配尺寸見下表： 單位：mm名

25、稱符號結(jié)構(gòu)尺寸計算或取值依據(jù)結(jié)果箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱座凸緣厚度12箱蓋凸緣厚度12底座凸緣厚度20箱座上的肋厚7箱蓋上的肋厚7軸承旁凸臺高度56軸承旁凸臺半徑16軸承座的外徑114122172地腳螺釘直徑和數(shù)目166通孔直徑20沉頭座直徑45底座凸緣尺寸2523連接螺栓軸承旁連接螺栓直徑.軸承旁連接螺栓直徑12通孔直徑13.5沉頭座直徑26凸緣尺寸2016箱座、箱蓋連接螺栓直徑軸承旁連接螺栓直徑8通孔直徑9沉頭座直徑18凸緣尺寸1512定位銷直徑6軸承蓋螺釘直徑8視孔蓋螺釘直徑6箱體外壁至軸承座端面的距離42大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離10齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離主動齒輪端面距箱體內(nèi)壁距離11

26、.5從動齒輪端面距箱體內(nèi)壁距離14油面高度齒輪浸入油中至少一個齒高，且不得小于10mm，這樣確定最低油面?？紤]油的損耗，中小型減速器至少還有高出510mm 。58箱座高度1902、減速器附件（1）窺視孔和視孔蓋在傳動嚙合區(qū)上方的箱蓋上開設(shè)檢查孔，用于檢查傳動件的嚙合情況和潤滑情況等，還可以由該孔向箱內(nèi)注入潤滑油。（2）通氣器安裝在窺視孔板上，用于保證箱內(nèi)和外氣壓的平衡，一面潤滑油眼相體結(jié)合面、軸伸處及其他縫隙滲漏出來。（3）軸承蓋軸向固定軸及軸上零件，調(diào)整軸承間隙。這里使用凸緣式軸承蓋，因其密封性能好，易于調(diào)節(jié)軸向間隙。（4）定位銷為了保證箱體軸承孔的鏜削精度和裝配精度，在減速器的兩端分別設(shè)置一個定位銷孔。（5）油面指示裝置在箱座高速級端靠上的位置設(shè)置油面指示裝置，用于觀察潤滑油的高度是否符合要求。（6）油塞用于更換潤滑油，設(shè)在與設(shè)置油面指示裝置同一個面上，位于最低處。（7）起蓋螺釘設(shè)置在箱蓋的凸緣上