機械設(shè)計課程設(shè)計,一減速器設(shè)計

1、課程設(shè)計說明書 課程名稱：一級V帶直齒輪減速器 設(shè)計題目：帶式輸送機傳動裝置的設(shè)計 院 系：材料科學(xué)與工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 專業(yè)班級：鍛壓 08-1 指導(dǎo)教師：吳雪峰 機械設(shè)計課程設(shè)計 設(shè)計題目：帶式輸送機傳動裝置的設(shè)計 內(nèi)裝： 1. 設(shè)計計算說明書一份 2. 減速器裝配圖一張（A1） 3. 軸零件圖一張（A3） 4.齒輪零件圖一張（A3） 鍛壓系08-1班級 設(shè)計者： 指導(dǎo)老師：吳雪峰 完成日期： 成績： 課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目 帶式輸送機傳動裝置的設(shè)計 學(xué)生姓名 所在院系材料學(xué)院專業(yè)、班級、鍛壓08-1班 設(shè)計要求： 輸送機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)，空載啟動，卷筒效率為0.96，輸

2、送 帶工作速度允許誤差為 5%，每年按300個工作日計算，使用年限為10 年，大修期3年，兩班制工作（每班按 8h計算）；在專門工廠小批量生 產(chǎn)。 學(xué)生應(yīng)完成的工作： 1 編寫設(shè)計計算說明書一份。 2 .減速器部件裝配圖一張 （A0或A1）; 3.繪制軸和齒輪零件圖各一張。 參考文獻閱讀： 1機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 2機械設(shè)計圖冊 3機械設(shè)計手冊 4.機械設(shè)計 工作計劃： 1. 設(shè)計準備工作 2. 總體設(shè)計及傳動件的設(shè)計計算 3. 裝配草圖及裝配圖的繪制 4. 零件圖的繪制 5. 編寫設(shè)計說明書 任務(wù)下達日期： 任務(wù)完成日期： 指導(dǎo)教師（簽名）：學(xué)生（簽名）： 帶式輸送機傳動裝置的設(shè)計 摘 要

3、： 齒輪傳動是應(yīng)用極為廣泛和特別重要的一種機械傳動形式，它可以用來在空 間的任意軸之間傳遞運動和動力，目前齒輪傳動裝置正逐步向小型化，高速化，低噪 聲，高可靠性和硬齒面技術(shù)方向發(fā)展，齒輪傳動具有傳動平穩(wěn)可靠，傳動效率高（一 般可以達到 94%以上，精度較高的圓柱齒輪副可以達到 99%），傳遞功率范圍廣（可以 從儀表中齒輪微小功率的傳動到大型動力機械幾萬千瓦功率的傳動）速度范圍廣（齒 輪的圓周速度可以從 0.1m/s 到 200m/s 或更高，轉(zhuǎn)速可以從 1r/min 到 20000r/min 或 更高），結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便等優(yōu)點。因此，它在各種機械設(shè)備和儀器儀表中被廣泛 使用。本文設(shè)計的就是一

4、種典型的一級圓柱直齒輪減速器的傳動裝置。其中小齒輪材 料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度約為 240HBS,大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度約為 215HBS,齒輪精度等級為8級。軸、軸承、鍵均選用鋼質(zhì)材料。 關(guān)鍵詞： 減速器、齒輪、軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器 目錄 機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書 1. 一、課程設(shè)計任務(wù)書1 二、摘要和關(guān)鍵詞 2 2. 一、傳動方案擬定 3 各部件選擇、設(shè)計計算、校核 二、電動機選擇 3 三、計算總傳動比及分配各級的傳動比 4 四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算6 五、傳動零件的設(shè)計計算 7 六、軸的設(shè)計計算 10 七、滾動軸承的選擇及校核計算 12 14 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計

5、算 13 九、箱體設(shè)計 機械設(shè)計課程設(shè)計 設(shè)計題目： 帶式輸送機傳動裝置的設(shè)計 內(nèi)裝： 1. 設(shè)計計算說明書一份 2. 減速器裝配圖一張（ A） 3. 軸零件圖一張（ A） 4. 齒輪零件圖一張（ A） 系班級 設(shè)計者： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 成績： 計算過程及計算說明 一、傳動方案擬定 工作條件：原始數(shù)據(jù)：輸送機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)，空載啟 動，卷筒效率為0.96,輸送帶工作速度允許誤差為5%,每年按 300個工作日計算，使用年限為10年，大修期3年，兩班制工作 （每班按8H計算）；在專門工廠小批量生產(chǎn)。 二、電動機選擇 1、電動機類型的選擇：丫系列三相異步電動機 2、電動機功率選擇：

6、（1）傳動裝置的總功率： 3 H總=H帶XH軸承XH齒輪XH聯(lián)軸器X H滾筒 =0.96 X 0.9 83x 0.9 7X 0.9 9X 0.96 H 總=0.83 =0.83 （2）電機所需的工作功率： P工作 =FV/ （1000H 總） =2500X 1.5/ （1000X 0.83） =4.52KW D P工作 =4.52KW 3、確定電動機轉(zhuǎn)速： 計算滾筒工作轉(zhuǎn)速: N 筒=60X 1000V/ n D N滾筒 =95.5R/MIN =60X 1000X 1.5/ n X 300 =95.5R/MIN 按手冊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 I a=36。取V

7、帶傳動比I 1=24，則總傳動比理時范圍為 I a=624故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 N d=I aXN筒 N 筒=(624)X 95.5=5732292R/MIN 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000、和1500R/MIN。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機型號：因此 有三種傳支比方案：由 機械設(shè)計手冊查得。綜合考慮電動機和傳動裝 置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第2方案比較適 合，則選 N=1000R/MIN。 4、確定電動機型號 根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機 型號為Y132M2-6 。 其主要性能：額定功率：5.5KW

8、滿載轉(zhuǎn)速960R/MIN, 三、計算總傳動比及分配各級的傳動比 電動機型號 Y132M2-6 1、總傳動比：I總=N電動/N筒=960/95.5=10.05 2、分配各級傳動比 (1) 據(jù)指導(dǎo)書，取帶I帶=2.3(V帶傳動比I i=24合理) I 總=8.87 據(jù)手冊得 I齒輪=3.86 I 帶=2.3 (2) IT總=1齒輪X I帶 -I 齒輪=1 總/I 帶=10.05/2.3=4.37 四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 1、計算各軸轉(zhuǎn)速（R/MIN） N=N 電機=960R/MIN Ni=N/I 帶=960/2.3=417.39（R/MIN） N =960R/MIN Ni =417.39R/M

9、 IN Nii =108.13R/M IN Ni =Ni/I 齒輪=417.39/4.37=95.5（R/MIN） 2、計算各軸的功率（KV） R =P工作 X H 帶=4.52 X 0.96=4.34KW Pi =R X H 軸承 X H 齒輪=4.34 X 0.9 8 X 0.97=4.13KW Rii =Ri X H 軸承 X H 聯(lián)軸器 =4.13 X 0.9 7X 0.9 9=3.97KW Pi=4.92KW Pii =4.67KW Piii =4.48KW 3、計算各軸扭矩（N M T 工作 =9550X 4.52/960=44.96 Ti= T 工作X H 帶 X I 帶=44.

10、96 X 2.3 X 0.96=99.3 N M Tii = T i X I 齒輪 X H 軸承 X H 齒輪 =99.3 X 4.37 X 0.98 X 0.97=412.50 N M Tiii =Ti X H軸承X H聯(lián)軸器 Ti=112.6NM Tii =412.15N- M =412.50 X 0.97 X 0.99=396.13 N M 五、傳動零件的設(shè)計計算 1.確定計算功率Pc Tiii =395.67N- M 由課本表8-7得：Ka=1.1 Pc=KaP=1.1 X 5.5=6.05KW 2. 選擇V帶的帶型 根據(jù)Pc、Ni由課本圖9-12得：選用A型 3. 確定帶輪的基準直徑

11、Db并驗算帶速V。 1) 初選小帶輪的基準直徑Dbi由課本表9-8，取小帶輪的基準直徑 Db=100MM 2) 驗算帶速V。按課本式(8-13)驗算帶的速度 v=n DbN/ (60 X 1000) =n X 100X 1000/ (60X 1000) =5.24M/S 在5-30M/S范圍內(nèi)，帶速合適。 3) 計算大齒輪的基準直徑。計算大帶輪的基準直徑DD2 DD=I 帶Dd=2.3 X 100=230MM 由課本表9-8，圓整為DDF250MM 4. 確定帶長和中心矩 1) 根據(jù)課本式0.7(D d+ Dd2) A 1200 (適用) 6.確定帶的根數(shù)Z 1)計算單根V帶的額定功率Pro

12、由DD1=100M佛口 N=1000R/MIN根據(jù)課本表8-4A得 F0=0.97KW 根據(jù)N=960R/MIN, I帶=2.3和A型帶，查課本表(9-4 )得Po=0.11KW 根據(jù)課本表9-5得K=0.96 根據(jù)課本表8-2得K.=0.99 由課本P83式(9-12 )得 【Pr = ( F0+APo)XKaXKl= (0.97+0.11 ) X 0.96 X 0.99=1.026KW 2)計算V帶的根數(shù)乙 Z=PCA【Pr 】=6.05/1.026=5.90 圓整為 6 根 7. 計算單根V帶的初拉力的最小值(Fo)min 由機械設(shè)計課本表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量 Q=0.11KG/

13、M由式 (5-18 )單根V帶的初拉力： Z=6 (F)min =500 (2.5- K A) Pd /ZVKa +QV2 =500 X( 2.5-0.96 ) X 6.05/ (0.96 X 6X 5.24 ) +0.11 X 5.24 2N =157.37N 應(yīng)使帶的實際初拉力Fq(Fq) MINo 8. 計算壓軸力Fp Fq=157.37N 壓軸力的最小值為 (Fq) min=2Z ( Fq) min SIN ( A 1/2 ) =2X 6X 157.37 X SIN ( 163.47 /2 ) =1870N 2、齒輪傳動的設(shè)計計算 1選定齒輪材料及精度等級及齒數(shù) 1) 機器為一般工作機

14、器，速度不高，故選用 7級精度(GB 10095- 88)。 ( Fq ) min =1870N 2) 材料選擇。由表課本表10-1選擇小齒輪為45號鋼(調(diào)制)和大 齒輪材料為45鋼(淬火)硬度為280HBS 3 )選小齒輪齒數(shù) Z1=24,大齒輪齒數(shù) Z2=24X 4.37=104.88，取 105o 2按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 由設(shè)計計算公式(10-9A) 221/3 D 2.32(KTU+1)Ze/ dU藝 h| ) (1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù)Kt=1.3 2) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 =9.55 X 10由機械設(shè)計課本表10-7選取齒寬系數(shù) d=1.0 由機械設(shè)計課本

15、表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8MPA2 由機械設(shè)計課本TU 10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強 度極限工HLIM 1=550MPA打齒輪的接觸疲勞強度極限 工HLIM 2=500MPA 6)由機械設(shè)計課本式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N. N_1=60NJLH=60X 417.39 X 1X( 16X 300 X 10) =1.202 X 109 N_2=N_1/I=9.874 X 108/4.37=2.751 X 108 7)由圖機械設(shè)計課本10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) Khn1=0.92Khn2=0.96 XP1/N1 I 齒=4.37 乙=24 乙=77 T1=

16、137041N-M M A hlimz1=600MPA A hlimz2=550MPA =9.55 X 106X 4.34/417.39=99300 N- MM :二 h 1= KhN1；二 HLIM /S=0.92 X 550/1.0MPA =506MPA ；h 2= Khn2；him/S=0.96 X 500/1.0MPA =480MPA 計算 1)試算小齒輪分度圓直徑DD1,代入；h較小的值 Ze )=2 323卩3* 99300 * 5.37/189.8 “H 二. N_1=9.874 X 108 8 Nb=2.558 X 10 Khn=0.96 Khn=0.98 t T1 u 1 -

17、 u 2 4.37( 480 ) =67.66mm 2）計算圓周速度V。 V= n DMN/ （ 60 X 1000 ） =3.14 X 71.266 X =1.28M/S 3）計算齒寬Bo B=O dD=1 X 71.266MM=71.266MM 4）計算齒寬與齒高之比B/Ho 模數(shù)：M=DZ1=71.266/24=2.969MM 齒高：H=2.25M=2.25X 2.969=6.68MM B/H=10.67 5）計算載荷系數(shù)。 根據(jù)V=1.28M/S, 7級精度，課由本圖 Kv=1.07 ; 直齒輪， 由課本表 由課本表 342.86/( 60X 1000 ) 10-8查得動載荷系數(shù) Kh

18、/=Kfa=1 : 10-2 10-4用插值法查得8級精度、小齒輪相對支承非對稱布置 時，Khb=1.316 由B/H=10.67 , Khb=1.316查課本表10-13得Kfb=1.28 :故載荷系數(shù) K=KaX KvX KhaX Kfb=1X 1.07 X 1X 1.316=1.408 6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由課本式（ 10A） D= D1t（K/Kt） 1/3 =71.266 X （1.408/1.3）1/3 =73.187MM 7）計算模數(shù) M M=D/Z仁73.187/24=3.05MM 3.按齒根彎曲強度設(shè)計 由課本式（10-5 ）得彎曲強度的設(shè)計公式 M

19、2KT1*AYs（込2 藝 f） 1/3 （1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1） 由課本圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限工fe=500MPA 大齒輪的彎曲疲勞強度極限工fe石380MPA 2） 由課本圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) Kfn=0.85 K fn2=0.88 3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由課本式（10-12 ）得 藝 F 1= Kfn1 藝 fe/S=0.85 X 500/1.4=303.57MPA 藝 f 2= Kfn2藝 fe/S=0.88 X 380/1.4=238.86MPA 4）計算載荷系數(shù)K K=K aX KvX KfaX Kfb=1X

20、 1.07 X 1X 1.28=1.37 二 H i=506MPA ”- H 2=480MPA D=71.266MM M=2.5MM Yfa=2.65 Ysa=1.58 Yfa2=2.226 Ysa2=1.764 5) 取齒形系數(shù)。 由課本表 10-5 查得 Yfai=2.65 Yfa2=2.226 M 2.22MM 6) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由課本表 10-5 查得 Ysai=1.58 Ysa=1.764 7) 計算大、小齒輪的 Y Ysa/工f Wai Y sa/藝 f 1=2.65 X 1.58/303.57=0.01379 *A2 Ysa九藝 F 2=2.226 X 1.764/238.

21、86=0.01644 大齒輪的數(shù)值大。 8) 設(shè)計計算 M 2 X 1.37 X 1.37 X 105 X 0.01644 /(1 X 242) 1/3 =2.2MM 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)M大于齒根彎曲疲 D=75MM D2=290MM A=183MM B2=75MM B=80MM 勞強度計算的模數(shù)M的大小重腰取決于彎曲強度的承載能力，而齒 面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù) 的乘積)有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.2并就近圓整為標準 值M=2.5MM按接觸強度的的分度圓直徑D=73.187，算出小齒輪的 齒數(shù) Z1=D/M=73.187/2.5

22、=30 大齒輪的齒數(shù) 乙=3.86 X 30=116 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊 湊，避免浪費。 4.幾何尺寸計算 (1) 計算分度圓直徑 D 1= Z1M=3(X 2.5=75MM D2= Z1M=11X 2.5=290MM (2) 計算中心距 A= (D+ D2) /2= (75+290) /2=183MM (3) 計算齒輪寬度 B= d D1=1X 75=75MM取 B=75MM, B=80MM 六、軸的設(shè)計計算 輸出軸的設(shè)計計算 1、兩軸輸出軸上的功率 P、轉(zhuǎn)數(shù)N和轉(zhuǎn)矩T Pi 輸=4.67 X 0.98=4.58KW N=N/I=417.39/3.8

23、6=108.13R/MIN Ft2=2011N Fr2=826N Ft1=2401N Fr=729N T2=397656N MM Pi 輸=4.92 X 0.98=4.82 KW Ni=417.39 R/MIN =100871 N- MM 2、求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑為D=355MM Ft2=2/D2=2 X 397656/355=2011N Fr2= FT2TAN20 =2011X 0.3642=825N Din2=39.04MM DMin1=25.32MM 因已知低速大齒輪的分度圓直徑為D=84MM Ft1=2T1/D1=2X 100871/84=2401N Fr=

24、Ft1TAN20 =2401X 0.3642=729N 4、初步確定軸的最小直徑 先按課本式(15-2)初步估算軸課本表15-3，取A0=112，于是得 6n2= Ao (Pl 輸/ N2) 1/3=112X(4.58/108.13 ) 1/3=39.04MM 1/31/3 6ni= Ao (P1 輸/ N 1) =112X( 4.82/417.39 )=25.32MM 5、聯(lián)軸器的選擇 為了使所選輸出軸的最小直徑與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，故選聯(lián)軸器的型 號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩TcA=KaT2,查課本表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 31.3，貝U TcA= KaT2=1.3 X 397656=

25、516952.8 N- MM 深溝球軸承 213，其尺寸 DX DX T=65MM X 120MMK 23M M 按照計算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器工程轉(zhuǎn)矩條件，查機械設(shè)計手冊， 選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630000 N- MM聯(lián)軸器的 孔徑D=38MM半聯(lián)軸器長度 L=82MM半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L1=58MM 6、軸承的選擇 初步選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參 照工作要求，由軸承產(chǎn)品目錄中初步取0基本軸隙組、標準京都記得深 溝球軸承 213,其尺寸 DX DX T=65MX 120MX 23MM的最小直徑。選取 的材料為45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)

26、。 7、軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。由課本表 6-1查得平 鍵截面BX H=20MM12MM鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 63MM同時為了 保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪轂與軸配合為H7/N6; 同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為12MM 8MM576OOH Lh2=106C3/(60NP23)=106x 44.8 X 1O6 3/6O X 7O.8 X (1.5 X 1466.25) 3 15 =1.99 X 10 H576OOH 預(yù)期壽命足夠 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 由課本式(6-1 ) 藝 p=2TX 1O3/ (KLD 確定上式中各系數(shù) Ti=100.871N-M Tii =397.656N- M K=0.