【機(jī)械制造行業(yè)】單級減速器機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書

1、隨心編輯,值得下載擁有! YOUR COMPA NY NAME IS HERE 專業(yè)I專注I精心I卓越 【機(jī)械制造行業(yè)】單級減速 器機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 說明書 Please en ter your compa nys n ame and contentv 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 計 算 說 明 書 設(shè)計題目： 設(shè)計者： 指導(dǎo)老師 設(shè)計時間： 設(shè)計單位： 目 錄 課程設(shè)計任務(wù)書2 設(shè)計要求2 設(shè)計步驟2 1. 傳動裝置總體設(shè)計方案2 2. 電動機(jī)的選擇3 3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 4 4. 齒輪的設(shè)計6 5. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計8 附：兩根軸的裝配草圖16 6. 鍵聯(lián)接設(shè)計18

2、7. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計19 8潤滑密封設(shè)計20 四設(shè)計小結(jié) 20 五參考資料 21 一 課程設(shè)計任務(wù)書 課程設(shè)計題目： 設(shè)計帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（簡圖如下） 1 輸送帶 2 滾筒 3 聯(lián)軸器 4 減速器 5 V 帶傳動 6 電動機(jī) 1. 設(shè)計條件： 1）機(jī)器功用 由輸送帶運(yùn)送物料，如：沙石，磚，煤炭，谷物等； 2）工作情況單項(xiàng)運(yùn)輸，載荷輕度振動，環(huán)境溫度不超過 40 C； 3）運(yùn)動要求 輸送帶運(yùn)動速度誤差不超過 7% ； 4）使用壽命 8 年，每年 350 天，每天 8 小時； 5）檢修周期 一年小修，三年大修； 6）生產(chǎn)廠型 中小型機(jī)械制造廠； 7 ）生產(chǎn)批量 單件小批量生產(chǎn); 2原始數(shù)據(jù)： 運(yùn)

3、送帶工作拉力F/KN 運(yùn)輸帶工作速度v/（m/s） 卷筒直徑D/mm 5 1.2 190 設(shè)計要求 1. 減速器裝配圖一張。（三視圖，A1圖紙） 2. 繪制軸、齒輪零件圖各一張。（A3圖紙） 3. 設(shè)計計算說明書一份。 三.設(shè)計步驟 1.傳動裝置總體設(shè)計方案 1）外傳動機(jī)構(gòu)為V帶傳動。 2）減速器為一級展開式圓柱齒輪減速器。 3）方案簡圖如下圖： 1輸送帶；2 滾筒；3 聯(lián)軸器； 4減速器；5 V帶傳動；6 電動機(jī) 4）該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動，由于 V帶有緩沖吸振能力，采用 V 帶傳動能減小振動帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以 采用V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價格

4、便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。 減速器部分一級圓柱齒輪減速，這是一級減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。原動機(jī)部 分為丫系列三相交流異步電動機(jī)。總體來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求， 適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高 2 、電動機(jī)的選擇 1）選擇電動機(jī)的類型 按工作要求和工作條件選用 Y 系列三相籠型異步電動機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié) 構(gòu)，電壓 380V 。 2 ）選擇電動機(jī)的容量 工作機(jī)的有效功率為 從電動機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為 由機(jī)械設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表 9-1 可知： ： V 帶傳動效率 0.96 ：滾動軸承效率 0.99 （球軸承） ：齒輪傳動效率 0

5、.97 （7 級精度一般齒輪傳動） ：聯(lián)軸器傳動效率 0.99 （彈性聯(lián)軸器） ：卷筒傳動效率 0.96 所以電動機(jī)所需工作功率為 3）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 按表 5-1 推薦的傳動比合理范圍，一級圓柱齒輪減速器傳動比而工作機(jī) 卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、 質(zhì)量及價格等因素， 為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊， 決定選用同步轉(zhuǎn)速為750的電動機(jī)。 根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表 16-2選 定電動機(jī)型號為丫160L-8。其主要性能如下表： 電動機(jī)型號 額定功率/kw 滿載轉(zhuǎn)速/(r/mi n) Y160L-8 7.5 720 2.0 2.

6、0 3.計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比 (1) .總傳動比為 (2) 分配傳動比 考慮潤滑條件等因素，初定 1) .各軸的轉(zhuǎn)速 錯誤!未找到引用源。軸 錯誤!未找到引用源。軸 錯誤!未找到引用源。軸 卷筒軸 2) .各軸的輸入功率 錯誤!未找到引用源。軸 錯誤!未找到引用源。軸 錯誤!未找到引用源。軸 卷筒軸 3) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為： 錯誤!未找到引用源。軸 錯誤!未找到引用源。軸 錯誤!未找到引用源。軸 卷筒軸 將上述計算結(jié)果匯總與下表，以備查用 軸名 功率 P/kw 轉(zhuǎn)矩 T/(N mm) 轉(zhuǎn)速 n/(r/mi n) 傳動比 效率 錯誤！ 6.98 720 2 0.

7、95 未找到 引用 源。軸 錯誤！ 6.63 360 未找到 3 0.96 引用 源。軸 錯誤！ 6.37 120 未找到 1 0.98 引用 源。軸 卷筒軸 6.24 120 4. 齒輪的設(shè)計 1）選定材料及確定許用應(yīng)力 （1）按簡圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 （2）材料選擇。由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 11-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）， 硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（正火），硬度為240HBS，,，二者材料硬 度差為60HBS。 （3）由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表11-5,取， 2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 設(shè)齒輪按7既精度制造，取載荷系數(shù)為1.3。齒寬系數(shù)（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 11-6）小齒輪上

8、的轉(zhuǎn)矩 取Z=188（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表11-4） 齒數(shù)取，則 模數(shù) 齒寬取, 按機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表4-1取m=3.75mm,實(shí)際的 中心距 3）驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)圖11-8和圖11-9可得） 校驗(yàn)： 校驗(yàn)合格 4）計算齒輪圓周速度 5）齒頂高、齒根高和齒高等計算 6 ）基圓直徑 匯總計算結(jié)果如下表: 小齒輪（mm） 大齒輪（mm） 分度圓直徑d 93.75 281.25 齒頂咼 3.75 3.75 齒根高 4.6875 4.6875 齒全高h(yuǎn) 8.4375 8.4375 齒頂圓直徑 101.25 288.75 齒根圓直徑 84.375 271.875 基圓直徑 88.1 26

9、4.3 中心距a 187.5 傳動比i 3 5. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計 （一）.高速軸的設(shè)計 I .輸在軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知： n .求作用在齒輪上的力 因已知高速小齒輪的分度圓直徑 圓周力: 徑向力: 軸向力: m .初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，正火處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 14-2，取，于是，由 于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑，取，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取。 IV .齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1) .為了滿足帶輪的軸向定位要求，1段右端需制出一軸肩，故取2段的直徑； 2) .初步選擇滾動軸承。因軸承同時

10、受有徑向力和軸向力的作用，故選用角 接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊選取單列角接觸球軸承7009AC，其 尺寸為，故。 3) .由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端 4的直徑，。軸肩高度，故取，則軸 肩處的直徑。 4) .軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)。根據(jù)軸承 端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面 間的距離，故。 5) .根據(jù)安裝時齒輪中心要在一條線上，可得 至此，已初步確定了軸的各段和長度 1段 d1=35mm L1=50mm 2段： d2=d 1+7=42m m L2=41mm 3段 d3= L3=33mm d2+3=45mm 4

11、段 d4= d3+5=50mm L4=77mm z z 5段 d5= d4+5=58mm. L5=7.5mm Faz 6段 d6=51 mm L6 =7 mm 7段 d7=d 3=45mm L7 =14mm F AY Fr J Ft M C1 (2).軸上零件的周向定位 由機(jī)械設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表ii-i查得 M C2 .,11)11 |血|1, M C nlf s. T =1 平鍵 連接。按平鍵截面。齒輪與軸的連接，選用平鍵截面，滾動軸承與軸的周向定位 是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 (3) .確定軸上圓角和倒角尺寸 參考機(jī)械設(shè)計表15-2，取軸端圓角 V .求軸上的載荷

12、首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖，再根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和 扭矩圖。 L=124.5mm 1) 求垂直面的支撐反力 2）求水平面的支撐反力 3）繪制垂直面的彎矩圖 4）繪制水平面的彎矩圖 5）求合成彎矩圖 6）求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 7）求危險截面的當(dāng)量彎矩 從圖可以看出面 a-a 面最危險，其當(dāng)量彎矩為： 取折合系數(shù)，代入上式得 8）計算危險截面處的軸的最小直徑 軸的材料為 45 鋼，正火處理，由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 14-1 查得由表 14-3 查 得 考慮到鍵槽對軸的削弱，將最小直徑加大 5% 而實(shí)際設(shè)計的危險截面處的 因此該軸符合要求 （二）.低速軸的設(shè)計 I 輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩

13、 由上可知， n 求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 圓周力： 徑向力： 軸向力： 川.初步確定軸的最小直徑 材料為 45 鋼，正火處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 14-2 ，取，于是，由 于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。 為了使所選的軸直徑與聯(lián) 軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計表 14-1 ，取，則： 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用 HL4 型彈性柱銷聯(lián) 軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與 軸配合的轂孔長度 IV .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1) .根據(jù)軸向定位的要求

14、確定軸的各段直徑和長度 1) .為了滿足辦聯(lián)軸器的軸向定位要求，1段右端需制出一軸肩，故取2段的 直徑；左端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈 只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故第 1段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取 2) .初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角 接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊選取單列角接觸球軸7011AC，其尺 寸為，故。 3) .取安裝齒輪處的軸端第 4段的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒 定位。已知齒輪輪轂的跨度為 75mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸 端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，

15、齒輪的軸向定位軸肩， 取。軸環(huán)寬度，取。 4) .軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定，由軸承外徑 D=90mm 得，而，總寬度為)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂 的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 5) .根據(jù)安裝時齒輪中心要在一條線上，有設(shè)計軸的草圖可得 至此，已初步確定了軸的各段和長度。數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下表: 1段 d1=45mm L1=110mm 2段： d2=d 1+7=52m L2=41mm m 3段 d3= d2+3=55mm L3=36mm 4段 d4= d3+5=60mm L4=72mm 5段 d5= d4+5=65mm. L5=7.5

16、mm 6段 d6=d 4 = 60 mm L6 =7 mm 7段 d7=d 3=55mm L7 =16 mm (2) .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。按由機(jī)械設(shè)計課程上機(jī) 與設(shè)計表11-1查得齒輪與軸的連接，選用平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工， 長為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為。滾動軸承與軸的周向定位是由 過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 (3) .確定軸上圓角和倒角尺寸 參考機(jī)械設(shè)計表15-2，取軸端圓角。 V .求軸上的載荷 L=122.5mm,K=106mm 1)求垂直面的支撐反力 3）求水平面的支撐反力 4）求 F 點(diǎn)在支點(diǎn)產(chǎn)生的反

17、力 4）繪制垂直面的彎矩圖 5）繪制水平面的彎矩圖 6）F 力產(chǎn)生的彎矩圖 危險截面 F 力產(chǎn)生的彎矩為： 7）求合成彎矩圖 8）求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 9）求危險截面的當(dāng)量彎矩 從圖可以看出面 a-a 面最危險，其當(dāng)量彎矩為： 取折合系數(shù)，代入上式得 9) 計算危險截面處的軸的最小直徑 軸的材料為 45 鋼，正火處理，由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 14-1 查得由表 14-3 查 得 考慮到鍵槽對軸的削弱，將最小直徑加大 5% 而實(shí)際設(shè)計的危險截面處的 因此該軸符合要求 附：兩根軸的裝配草圖如下 (三) .滾動軸承的校核 軸承的預(yù)計壽命 I計算輸入軸承 (1) .已知，兩軸承的徑向反力 由選定的角接觸球軸承 7

18、009AC ，軸承內(nèi)部的軸向力 (2) .因?yàn)椋?故， (3) .，查手冊可得 由于，故 ; ,故 (4) .計算當(dāng)量載荷、 由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 16-9 ，取，則 (5) .軸承壽命計算 由于，取，角接觸球軸承，取， 查手冊得 7009AC 型角接觸球軸承的，則 故滿足預(yù)期壽命。 n.計算輸出軸承 (1) .已知，兩軸承的徑向反力 由選定的角接觸球軸承 7011AC ，軸承內(nèi)部的軸向力 (2) .因?yàn)椋?故， (3) .，查手冊可得 由于，故 ; ,故 (4) .計算當(dāng)量載荷、 由機(jī)械設(shè)計表 13-6 ，取，則 (5) .軸承壽命計算 由于，取，角接觸球軸承，取， 查手冊得 7006A

19、C 型角接觸球軸承的，則 故滿足預(yù)期壽命。 6. 鍵聯(lián)接設(shè)計 I 帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核 軸徑，輪轂長度，查手冊，選 A 型平鍵，其尺寸為 ， (GB/T 1095-2003) 現(xiàn)校核其強(qiáng)度： , /9/6666666 查手冊得，因?yàn)椋舒I符合強(qiáng)度要求。 n 輸入軸與齒輪間鍵的選擇及校核 軸徑，輪轂長度，查手冊，選 A 型平鍵，其尺寸為 ， (GB/T 1095-2003) 現(xiàn)校核其強(qiáng)度： , 查手冊得，因?yàn)椋舒I符合強(qiáng)度要求。 m 輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核 軸徑，輪轂長度，查手冊，選 A 型平鍵，其尺寸為 ， (GB/T 1095-2003) 現(xiàn)校核其強(qiáng)度： , 查手冊得，因?yàn)椋?/p>

20、故鍵符合強(qiáng)度要求。 IV .輸出軸與大齒輪間鍵的選擇及校核 軸徑，輪轂長度，查手冊，選 A 型平鍵，其尺寸為 ， (GB/T 1095-2003) 現(xiàn)校核其強(qiáng)度： , 查手冊得，因?yàn)椋舒I符合強(qiáng)度要求。 7. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 減速器的箱體采用鑄造 (HT200 )制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量， 大端蓋分機(jī)體采用配合 . 1. 機(jī)體有足夠的剛度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。 因其傳動件速度小于 12m/s ，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起， 齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封， 聯(lián)接凸

21、緣應(yīng)有足夠的寬度， 聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)， 其 表面粗糙度為 3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性 . 鑄件壁厚為 8mm ，圓角半徑為 R=10mm. 體外型簡單，拔模方便 . 4. 對附件設(shè)計 A 視孔蓋和窺視孔： 在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以 便于能伸入進(jìn)行操作， 窺視孔有蓋板， 機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊， 有便于機(jī)械 加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用 M8 緊固 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油， 放油孔用螺塞堵住， 因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊， 由機(jī)械加工成螺塞頭部 的支承面，并

22、加封油圈加以密封。 C 油標(biāo)： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出 .。 D 通氣孔： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺 視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡 . E位銷： 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度， 在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各 安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度 . F 吊鉤： 在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體 . 8. 潤滑密封設(shè)計 對于單級圓柱齒輪減速器， 因?yàn)閭鲃友b置屬于輕型的， 且傳速較低， 所以其 速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用 SH0357-92 中的 50 號潤滑，裝 至規(guī)定高度。油的深度為 H+ ，H=30 =34 。所以 H+=30+34=64 。 從密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封， 凸緣應(yīng)有足夠的寬度， 連接 表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過刮研。 而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大， 并均勻布置， 保證部分面處的密封性。 軸承端蓋采用嵌入式端蓋， 易于加工和安 裝