機(jī)械設(shè)計(jì)--同軸式二級(jí)圓柱齒輪---課程設(shè)計(jì)任務(wù)書綜述

1、設(shè)計(jì)目錄1、設(shè)計(jì)任務(wù)書 12、傳動(dòng)方案的擬定及說明 43、電動(dòng)機(jī)的選擇 44、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 55、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 56、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 87、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 14&鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 169、 連軸器的選擇 1610、減速器附件的選擇 1711、潤滑與密圭寸 1812、設(shè)計(jì)小結(jié) 1813、參考資料目錄 18機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器1 電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器；3 齒輪減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5鼓輪；6 聯(lián)軸器工作的情況：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)三 原始的數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩T （N m） : 850鼓輪的直徑 D（mm）： 350運(yùn)

2、輸帶速度 V（m/s）： 0.7 帶速允許偏差（） ： 5 使用年限（年） ： 5 工作制度（班 / 日）： 2四 設(shè)計(jì)的內(nèi)容1. 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；2. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3. 軸的設(shè)計(jì)4. 滾動(dòng)軸承的選擇5. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫五 設(shè)計(jì)的任務(wù)1 減速器總裝配圖一張2 齒輪、軸零件圖各一張3 設(shè)計(jì)說明書一份六 設(shè)計(jì)的進(jìn)度1、第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算2、第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)3、第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫傳動(dòng)方案的擬定及說明由題目所知傳動(dòng)機(jī)

3、構(gòu)類型為： 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器。 故只要對(duì)本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分 析論證。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是： 減速器橫向尺寸較小， 兩大吃論浸油深度可以大致相同。 結(jié)構(gòu)較 復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸承潤滑較困難。電動(dòng)機(jī)選擇1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié) (IP44)系列的電動(dòng)機(jī)。2電動(dòng)機(jī)容量的選擇1) 工作機(jī)所需功率 PwPw = 3.4kW2) 電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd= Pw/ nn=n聯(lián)n軸承n齒n聯(lián)n軸承=.94Pd= 3.76kW3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇nd=( i1 i2in ) nw初選為同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動(dòng)

4、機(jī)4電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定由表20- 1查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M1-6,其額定功率為 4kW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min?；痉?合題目所需的要求。計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配1計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nm 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 nw 可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為：i = nm/nwnw= 38.4i=25.142合理分配各級(jí)傳動(dòng)比由于減速箱是同軸式布置，所以i1 = i2。因?yàn)?i = 25.14，取 i= 25, i1=i2=5速度偏差為0.5%0.01468=2.43 2 1.96 cos2 14 0.88 191 V1x202 x1.62mn=2.54幾何

5、尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距d1 cos 3z1 -=32.9，取 z仁33mnz2=165Z1 - Z2 mna - =255.07mm2 cos 3a圓整后取255mm2）按圓整后的中心距修正螺旋角 +Z2 m-。，”3 =arcos - =13 550”2a3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1 二 - =85.00mm cos 3d2 二 Z2m- =425mm cos 34）計(jì)算齒輪寬度b= $ dd1 b=85mmB仁90mm , B2=85mm5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm ,而又小于 500mm,故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。軸的設(shè)計(jì)計(jì)算擬定

6、輸入軸齒輪為右旋II軸：1 初步確定軸的最小直徑=34.2mmd Ao3P = 1263 3*84V N 1922 求作用在齒輪上的受力2TFt仁=899Ndtan a nFr1=Ft =337N cospFa仁Fttan p =223N ;Ft2=4494NFr2=1685NFa2=1115N3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案I II mvi vti VII】i. 1-11段軸用于安裝軸承30307，故取直徑為35mm。ii. II-III段軸肩用于固定軸承，查手冊(cè)得到直徑為44mm。iii. III-IV段為小齒輪，外徑 90mm。iv. IV-V段分隔兩齒輪，直徑為55mm。v

7、. V-VI段安裝大齒輪，直徑為40mm。vi. VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為 35mm。2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1. 1-11段軸承寬度為22.75mm，所以長度為 22.75mm。2. II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm，軸承和箱體的間隙4mm，所以長度為16mm。3. III-IV段為小齒輪，長度就等于小齒輪寬度90mm。4. IV-V段用于隔開兩個(gè)齒輪，長度為120mm。5. V-VI段用于安裝大齒輪，長度略小于齒輪的寬度，為83mm。6. VI-VIII 長度為 44mm。4. 求軸上的載荷1 Fn FieFjdrffnrnrFllS1 F

8、刊一 Fr3F直FJrDll 11 II IBWlbirnTn207.563.5Fr1=1418.5NFr2=603.5N查得軸承30307的Y值為1.6Fd仁443NFd2=189N因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪旋向都是左旋。故：Fa1=638NFa2=189N5. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1）判斷危險(xiǎn)截面由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面2）截面IV右側(cè)的二皿=17.5M P a W截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 t = 丁2 = 7.64MPaWtet 15.98b = m T7.99MPa2 2由于軸選用40cr，調(diào)質(zhì)處理，所以二 b 二 735MPa，二 4 二 386MPa ,、二 260MP

9、a。(2P355 表 15-1 )a）綜合系數(shù)的計(jì)算r2D由丄 = 0.045 , =1.6經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)d55d力集中為=2.23，?=1.81，（2P38附表3-2經(jīng)直線插入）軸的材料敏感系數(shù)為二0.85，禮-0.87，（2P37 附圖 3-1） 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為k；,1 q,1） =2.05k廣 1 q C -1） =1.70查得尺寸系數(shù)為；廠=0.72，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為；二0.76，（2P37 附圖 3-2）（2P39 附圖 3-3）軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：._ = ： = 0.92，（2P40 附圖 3-4） P 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即q 1，則綜合系

10、數(shù)值為K雖丄 -1 =2.93%唁k 1K1=2.11b）碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為-：二0.1，匚二0.05c）安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為= 6.92K .a 宀.m-24.66S ；_-S.S；2-s2-6.661.5 =S故軸的選用安全。I軸：1 作用在齒輪上的力FH仁FH2=337/2=168.5Fv仁F v2=889/2=444.52初步確定軸的最小直徑dal=17.9mm3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）確定軸上零件的裝配方案VII2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度d）由于聯(lián)軸器一端連接電動(dòng)機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為25mm。

11、e）考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2.5mm，所以該段直徑選為30。f）該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2mm的圓角，則軸承選用30207 型，即該段直徑定為 35mm。g）該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為40mm。h）為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá) 5mm，所以該段直徑選為 46mm。i）軸肩固定軸承，直徑為 42mm。j）該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm。2）各段長度的確定各段長度的確定從左到右分述如下：a）該段軸安裝軸承和擋油盤，軸承寬18.25mm,該段長度定為18.25mm。b）該段為軸環(huán)，寬度不小于7mm，定為11mm。c）該段安

12、裝齒輪，要求長度要比輪轂短2mm，齒輪寬為 90mm，定為88mm。d）該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取13.5mm、軸承與箱體內(nèi)壁距離取4mm （采用油潤滑），軸承寬18.25mm，定為41.25mm。e）該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝 尺寸，定為57mm。f）該段由聯(lián)軸器孔長決定為42 mm4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度W=62748N.mmT=39400N.mm45鋼的強(qiáng)度極限為 匸p =275MPa，又由于軸受的載荷為脈動(dòng)的，所以:=0.6。M；（訂3）2W=43MPa :二 p23III軸1 作用在齒輪上的力FH仁FH2=4494/2=2247NFv仁

13、 Fv2=1685/2=842.5N2初步確定軸的最小直徑da1=51.4mm3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸上零件的裝配方案I廠、丨丨III III IVV VI 皿2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度I-IIII-IVIV-VV-VIVI-VIIVII-VIII直徑607075877970長度105113.758399.533.255. 求軸上的載荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6. 彎扭校合W =0.1d3 =0.1 603 =21600mm3CJM； CT,W-51.2MPa 卡 p滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算I軸：1.求兩軸承受到的徑向載荷5、軸承30206的校核1)徑向力F

14、r二 F：1 F；1 =168.52)派生力F dArArA -52.7N，F(xiàn)dBrB咀=52.7N2Y2Y3)軸向力由于 Fa1 - FdB =223 52.7 =275.7N FdA，所以軸向力為FaA =223，F(xiàn)aB =52.74)當(dāng)量載荷由于 FaA =1.32 e， FaB =0.31 ：e,F rAF rB所以 XA =04，YA =1.6，XB =1，YB =0。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為fp =1.2，故當(dāng)量載荷為Pa = fp(XAFrA YAFaA) =509.04N Pb = fpgFrB YBFaB) = 202.225)軸承壽命的校核106 Cr 戸7Lh()

15、=3.98 107h 24000h60厲 PaII軸：6、軸承30307的校核1) 徑向力FrA = Fh i Fvi = 1418.5NFrbF2 F；2 = 603.5N2) 派生力F rAF rBFdA-= 443N , FdB-=189N2Y2Y3) 軸向力由于 Fa1 - FdB 二 892 189 = 1081N FdA ,所以軸向力為FaA =638N , FaB =189N4) 當(dāng)量載荷由于電=0.45 e，矗=0.31 ： e，F(xiàn)rAFrB所以 XA =04，Ya =1.6，XB =1，YB =0。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為f -1.2，故當(dāng)量載荷為Pa 二 fpgFrA

16、 YaFra) =1905.84NPb 二 fp(XBFrB YbFrb 724.2N5) 軸承壽命的校核106 Cr 聲7Lh( )；=1.50 107h 24000h60q FAIII 軸：7、軸承32214的校核1）徑向力丿 22-FrA =印1 Fv1 =842.5NFrbF；2Fv22 = 842.5N2)派生力F rAF rBFdA= 294.6N，F(xiàn)dB咀 294.6N2YdB 2Y3）軸向力由于 Fa1 亠 FdB = 294.6 T115 = 1409.6NFdA ,所以軸向力為 FaA =1115N , FaB =294.6N4）當(dāng)量載荷由于 FaA =1.32 e, Fa

17、B = 0.34 ： e,F rAF rB所以 Xa =0.4 , Ya =1.5, Xb =1 , Yb =0。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為fp =1.2，故當(dāng)量載荷為Pa 二 fpgFrA YaFra） =2317.87N Pb 二 fpgFrB YBFaB）=1011N5）軸承壽命的校核106 crLh（ ）； =56.1 107h 24000h60 n1 PA鍵連接的選擇及校核計(jì)算代號(hào)直徑（mm）工作長度(mm)工作咼度(mm)轉(zhuǎn)矩（N m）極限應(yīng)力(MPa)高 速 軸8X 7X 60 （單頭）25353.539.826.012X 8X 80 （單頭）4068439.87.32中 間

18、 軸12X 8X 70 （單頭）4058419141.2低 速 軸20X 12X 80 （單頭）75606925.268.518X 11X 110 （單頭）601075.5925.252.4由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為二p =110MPa，所以上述鍵皆安全。連軸器的選擇由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。、高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為KA =1.5，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Tea 二 KAT1 =1.5 39.8 =59.7N m所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4 (GB4323-84 )，但由于聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連,其孔徑受電動(dòng)機(jī)

19、外伸軸徑限制，所以選用TL5( GB4323-84)其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩=125N m軸孔直徑 d1 = 38mm， d2 = 25mm軸孔長 L = 82mm， L 60mm裝配尺寸A = 45mm半聯(lián)軸器厚b =38mm(1P163 表 17-3)( GB4323-84)三、第二個(gè)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為KA =1.5，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Tca =KAT3 =1.5 925.2 =1387.8N m所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器 TL10( GB4323-84)其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩二2000N m軸孔直徑d1二d2 = 63mm軸孔長 L =142mm， L1 = 107mm裝配尺寸A =80mm半聯(lián)軸器厚b = 58mm(1P163 表 17-3)( GB4323-84)減速器附件的選擇通氣器，采用 M18 X 1.5由于在室內(nèi)使用，選通氣器(一次過濾) 油面指示器選用游標(biāo)尺M(jìn)16起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞選用外六角油塞及墊片 M16 X 1.5潤滑與密封一、齒輪的潤滑 采用浸油潤滑， 由于低速級(jí)周向速度為