機(jī)械課設(shè)減速器

1、一、課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)某一帶式運(yùn)輸機(jī)用一級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)二班制、連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限10年，運(yùn)輸帶速度允差5。根據(jù)下列已知設(shè)計(jì)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。f（kn）v（m/s）d（mm）室內(nèi)環(huán)境最高溫度動(dòng)力來源滾筒效率2.21.645035三相交流380/220伏0.96圖1 帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置示意圖f：運(yùn)輸帶拉力； v：運(yùn)輸帶速度； d：卷筒直徑二、課程設(shè)計(jì)目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程最后一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是機(jī)械類及近機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較為全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。本課程設(shè)計(jì)的主要目的是：1培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)際問題

2、的能力；2培養(yǎng)學(xué)生掌握一般機(jī)械傳動(dòng)裝置、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)步驟；3達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊(cè)和規(guī)范等）的能力。4本課程設(shè)計(jì)時(shí)間：本學(xué)期 三 傳動(dòng)方案的分析 機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳

3、動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。 減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用ht200灰鑄鐵鑄造而成。 傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì) (一) 電動(dòng)機(jī)選擇 1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 2、電動(dòng)機(jī)功率選擇： 傳動(dòng)裝置的總效率：查表1取皮帶傳動(dòng)效率0.96，軸承傳動(dòng)效率0.99，齒輪傳動(dòng)效率0.97，聯(lián)軸器

4、效率0.99。=0.96*0.993*0.97*0.99=0.8945工作機(jī)所需的輸入功率pw： pw=(fwvw)/(1000w)式中，fw=2 .2kn=2200n，vw=1.6m/s，w=0.96，代入上式得pw=(2200*1.6)/(1000*0.96)=3.67 kw電動(dòng)機(jī)的輸出功率： po= pw /=3.67/0.8945=4.10kw 選取電動(dòng)機(jī)額定功率pm，使電動(dòng)機(jī)的額定功率pm（11.3）po ，由查表得電動(dòng)機(jī)的額定功率p5.5kw。 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： nw=60*1000v/（d）=6010001.6/（450）=68r/min 由推薦的傳動(dòng)比合

5、理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍i1=36。取v帶傳動(dòng)比i2=24，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為i=624。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n=（624）68=4081632r/min。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上計(jì)算，符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有750r/min 、1000r/min和1000r/min，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速機(jī)的傳動(dòng)比，最終確定同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為y132m-6 ，滿載轉(zhuǎn)速960r/min 。 主要參數(shù)：額定功率5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速9600r/min，電動(dòng)機(jī)質(zhì)量84kg。(二) 計(jì)算傳動(dòng)

6、裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比 1、總傳動(dòng)比：i =960/68=14.112、分配各級(jí)傳動(dòng)比： 因i= i1* i2，根據(jù)有關(guān)資料，單級(jí)減速器i=36合理，這里取i1 =4.7，i2=15/5=3。(三) 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1、各軸轉(zhuǎn)速（r/min） 軸 n1=nm/i 2=960/3=320 r/min軸 n2= n1/ i1= nw =68 r/min 2、計(jì)算各軸的功率（kw） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率po=3.67kw 軸 pi=3.670.96=3.5232kw 軸 p= p12=3.52320.99*0.97=3.5232kw0.990.97=3.38kw （1為軸承傳動(dòng)效率，2為

7、齒輪傳動(dòng)效率，3聯(lián)軸器傳動(dòng)效率）卷筒軸 pj= p*1*3=3.38kw0.990.99=3.313kw 3、計(jì)算各軸扭矩（nmm） 軸 ti=9550pi/ni=95503.67/320=109.53nm 軸 t=9550p/n=95503.5232/68=494.80nm 卷筒軸tj=9550pj/nj=95503.38/68=474.69nm 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理后列于下表：表3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表參數(shù)軸名電動(dòng)機(jī)軸軸軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n/rmin-19603206868功率p/kw3.673.52323.3863.313轉(zhuǎn)矩t/nm54.71109.53494.80474.69傳動(dòng)比i3

8、4.71四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1、確定計(jì)算功率工作情況系數(shù)查文獻(xiàn)1表11.5知： =1.1。=1.13.67=4.037kw2、選擇帶型號(hào)根據(jù)pc =5.126kw，nm960r/min，查文獻(xiàn)1圖11.15，初步選用普通z型帶。3、選取帶輪基準(zhǔn)直徑查文獻(xiàn)1表11.6選取小帶輪基準(zhǔn)直徑=80mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑=3*（1-0.01）*80=237.6mm。式中，為帶的滑動(dòng)率，通常?。?%2%），查表后取=250mm。大帶輪轉(zhuǎn)速=320 r/min4、驗(yàn)算帶速v4.02 m/s在525m/s范圍內(nèi)，帶充分發(fā)揮。5、v帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距求根據(jù)文獻(xiàn)1中式11.20，初定=495

9、mm取。由文獻(xiàn)1中式11.2帶長(zhǎng)由文獻(xiàn)1中圖11.4定相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld=1600mm，再由式（11.3）計(jì)算實(shí)際中心距=534.054mm6、驗(yàn)算包角，由式（11.4）得=160.9o，合適7、確定v帶根數(shù)z帶速v=4.02m/s實(shí)際傳動(dòng)比i=n1/n2=3.157查表11.8單根v帶功率=0.36kw；查表11.7包角系數(shù)=0.953；查表11.12帶長(zhǎng)度系數(shù)=1.16，查表11.10，則由公式得=9.65故選10根帶。8、確定帶的張緊力f0（單根帶）查表11.4得q=0.06kg/m，故可由式（11.21）得單根v帶的張緊力=71.03 n軸上載荷=2*10*54.71*sin80.45

10、o=1037.5614 n（二）齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選擇齒輪材料及精度等級(jí) 根據(jù)工作要求，考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面，齒面硬度=350hbs。小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)，hb1=220；大齒輪：45鋼，正火，hb2=190。查文獻(xiàn)1表12.14，得=1.1，=1.4。查文獻(xiàn)1圖12.17和12.23知=555mpa，=530mpa；=190mpa，=180mpa。故：1=/=504.5mpa，2=/=481.8mpa；1=/=135.7 mpa，2=/=128.5 mpa。由于硬度小于350hbs，屬軟齒面，所以按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度。2、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算（略）設(shè)齒輪按

11、8級(jí)精度制造。查文獻(xiàn)1表12.10，12.13，取載荷系數(shù)k=1.2，=0.4。3、確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)（略）以上內(nèi)容可參照文獻(xiàn)1中，p234內(nèi)容。（三）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、按扭矩初算軸徑 選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度217255hbs，文獻(xiàn)1表16.2取c=110，初步確定軸的直徑 110*（3.5232/320）1/3 =24.8。由于軸端開鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故需增大軸徑5%7%，取=26.04選d1=26mm 初步確定軸的最小直徑=40.15mm,同樣增大軸徑5%7%，取=42、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的定位，固定和裝配 由于本設(shè)計(jì)中為單級(jí)減速器，因此可將齒輪安排在箱體中央，

12、相對(duì)兩軸承對(duì)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套筒定位，采用過渡配合固定。軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承依次從右面裝入。 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度（略）軸：軸：五、滾動(dòng)軸承的選擇 (一) 計(jì)算輸入軸承選用30207型角接觸球軸承，其內(nèi)徑d為35mm,外徑d為72mm，寬度t為18.25mm。 (二) 計(jì)算輸出軸承選30211型角接球軸承，其內(nèi)徑d為55mm，外徑d=100mm，寬度t為22.755mm。 六、鍵聯(lián)接的選擇 本設(shè)計(jì)均采用：普通圓頭平鍵。普通平鍵用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對(duì)軸向移動(dòng)。構(gòu)造：兩側(cè)面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳遞扭矩型式：大齒輪處選擇圓頭a型（常用）；為防轉(zhuǎn)、鍵（指端銑刀加工）與槽同形、鍵頂上面與轂不接觸有間隙，聯(lián)軸器與帶輪處均選擇c型鍵。1、輸出軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 鍵的類型及其尺寸選擇： 帶輪傳動(dòng)要求帶輪與軸的對(duì)中性好，故選擇c型平鍵聯(lián)接。 裝配圖中該鍵零件選用gb1096-79系列的鍵1256，查得：鍵寬b=12，鍵高h(yuǎn)=8，并根據(jù)軸長(zhǎng)確定鍵長(zhǎng)。 七、箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算 箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，采用ht200灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸（略） 八、軸承端蓋 略八、減速器的附件的設(shè)計(jì) 1、擋