機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)鏈板式輸送機(jī)機(jī)傳動(dòng)裝置的二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

1、目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2二、傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析與擬定2三、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算2四、計(jì)算傳動(dòng)裝置分配各級(jí)傳動(dòng)比3五、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算4六、聯(lián)軸器的擇5七、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5八、軸的計(jì)算11九、軸承的選擇和計(jì)算13十、鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算13十一、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)、密封類型的選擇和裝油量計(jì)算14十三、減速器箱體設(shè)計(jì)16十四、設(shè)計(jì)小結(jié)17十五、參考文獻(xiàn)19 計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)鏈板式輸送機(jī)機(jī)傳動(dòng)裝置的二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器2原始數(shù)據(jù)(1).鏈條曳引力f=6000n(2).鏈條速度v=0.35m/s(3).鏈條節(jié)距p=125mm(4).鏈輪齒數(shù)z=6(5).每日工作時(shí)

2、數(shù) h=16h(6).傳動(dòng)工作年限 5年(7).開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)比i=43工作條件 傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，有輕微的振動(dòng)，起動(dòng)載荷為名義載荷的1.5倍， 主軸轉(zhuǎn)速允許誤差為。二、傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析與擬定由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)高速級(jí)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再由低速級(jí)齒輪經(jīng)聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給開(kāi)式齒輪，再由開(kāi)式齒輪傳給鏈輪。閉式齒輪傳動(dòng)瞬時(shí)速比穩(wěn)定，傳動(dòng)效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，用于速度較高或載荷較重的傳動(dòng)。三、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算1選擇電動(dòng)機(jī)的類型及原因：選擇y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380v。此類型電動(dòng)機(jī)是按照國(guó)際電工委員會(huì)(iec)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)性能

3、好、工作可靠、價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體、無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。2傳動(dòng)裝置的總效率：按表2-3確定各部分效率： 聯(lián)軸器的效率 軸承的效率 齒輪傳動(dòng)的效率 鏈輪效率 3電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇： 根據(jù)題意要求選擇同步轉(zhuǎn)速720r/min，額定功率4kw,故選擇y160m1-8 ，查表2.1，電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比列于下表方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電機(jī)轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速y160m1-84750720由表2.3查取電動(dòng)機(jī)軸外伸端尺寸：h=160mmm d=42mm e=110mm f=12mm g=37mm.四、計(jì)算傳動(dòng)裝置分配各級(jí)傳動(dòng)比1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比：2分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳

4、動(dòng)比：由題目可知開(kāi)式齒輪傳動(dòng)比則減速器內(nèi)的傳動(dòng)比為 低速級(jí)傳動(dòng)比高速級(jí)傳動(dòng)比 五、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算輸入功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩(1)0軸（電機(jī)軸）： (2) 軸 (3)軸(4)軸(5) 軸 (6）輸出軸 輸出功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩將上述運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果匯總下 軸名參數(shù)傳動(dòng)比i效率轉(zhuǎn)速n(r/min)輸入功率p(kw）輸入轉(zhuǎn)矩t() 軸0.957202.7937.01 軸30.952402.76109.83 軸2.240.94106.992.62233.86 軸0.94106.992.47220.47輸出軸40.9426.752.32592.676、 聯(lián)軸器的選擇 根據(jù) 用于高速軸查附表

5、3.1 和附表3.4彈性柱銷hl3聯(lián)軸器 軸孔直徑 30 32 35 38mm根據(jù) 用于低速軸查附表3.1和附表3.5十字滑塊聯(lián)軸器 軸孔直經(jīng) 20 25 30 mm七、減速器傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：一、高速級(jí)：（1） 選擇齒輪材料采用軟齒面閉式齒輪傳動(dòng) 由表11.8查得：小齒輪選用40，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為240260hbs。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217255hbs。 由表11.20 選8級(jí)精度 齒面粗糙度 （2） 確定許用應(yīng)力 由表11.9查得： 由表11.25查得： 小齒輪接觸疲勞極限 大齒輪接觸疲勞極限 查圖11.28得： 許用接觸應(yīng)力： 依據(jù)：當(dāng)大小齒輪都

6、是軟齒面時(shí)，考慮到小齒輪齒根較薄，彎曲強(qiáng)度較低，且受載次數(shù)較多，故在選擇材料和熱處理時(shí)，一般使小齒輪齒面硬度比大齒輪高2050hbs。硬齒面齒輪的承載能力較高，但需專門(mén)設(shè)備磨齒，常用于要求結(jié)構(gòu)緊湊或生產(chǎn)批量大的齒輪。當(dāng)大小齒輪都時(shí)硬齒面時(shí)，小齒輪的硬度應(yīng)略高，也可和大齒輪相等。（3）齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：設(shè)齒輪按8級(jí)精度選擇齒寬系數(shù) 查表11.19得 =1 選擇載荷系數(shù)k 查表11.10得 k=1.1小齒輪上的轉(zhuǎn)矩小齒輪分度圓直徑 齒輪的模數(shù)取,則 模數(shù) 根據(jù)表11.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2mm 齒輪幾何尺寸的計(jì)算 取 中心距 (4) 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù) 查表11.12得 應(yīng)力修正系數(shù) 查

7、表11.13得 由表11.9查得 許用彎曲應(yīng)力 查圖11.26 查圖11.27得： 許用彎曲應(yīng)力： （5）齒輪的圓周速度 根據(jù)表11.21可知，選用8級(jí)精度實(shí)合適的。幾何尺寸計(jì)算： 2、 低速級(jí)： 由表11.8得 材料： 小齒輪 45鋼調(diào)質(zhì) 硬度217-255hbs 大齒輪 45鋼調(diào)質(zhì) 硬度217-255hbs 由表11.20 選用8級(jí)精度 齒面粗糙度 查表11.10 載荷系數(shù)k=1.1 查表11.19 齒寬系數(shù) 小齒輪上轉(zhuǎn)矩 齒數(shù)， 圓整 實(shí)際傳動(dòng)比 誤差 許用接觸應(yīng)力 查圖11.25得 查表11.9得 查圖11.28得 小齒輪分度圓直徑： 由表11.3 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4mm 主要尺寸 取

8、 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 齒形系數(shù) 查表11.12 應(yīng)力修正系數(shù) 查表11.13 許用彎曲應(yīng)力 由圖11.26 得 由表11.9 得 由圖11.27 得 齒輪的圓周速度 由表11.21 知 選8級(jí)精度最合理 幾何尺寸計(jì)算： 8、 軸的計(jì)算功率kw轉(zhuǎn)速r/min轉(zhuǎn)矩nmi 軸2.9472037.01 軸2.76240109.83 軸2.62106.99233.86i軸1 材料的選擇 由表16.1 查得 用45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理， 由表16.3得 2估算軸的最小直徑 根據(jù)表11.6，=107-118為取值范圍 估算軸的直徑： 因?yàn)檩S上開(kāi)有一個(gè)鍵槽，考慮到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削落，應(yīng)增大軸徑，此時(shí)軸徑應(yīng)增

9、大3%-5% 查設(shè)計(jì)手冊(cè) 軸段上有聯(lián)軸器需要定位，因此軸段應(yīng)有軸肩， 軸段安裝軸承，必須滿足內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故 軸段 軸段軸段按彎扭合成強(qiáng)度校核軸頸圓周力 徑向力水平 垂直 合成 當(dāng)量彎矩 校核 九、軸承的選擇和計(jì)算 因?yàn)榭紤]到軸承主要承受徑向載荷及較小的軸向載荷，選取深溝球軸承。 根據(jù)初估軸承處的軸的直徑，由表4.2進(jìn)行軸承型號(hào)的選擇高速軸：選取軸承類型6204 基本尺寸 6210 基本尺寸 低速軸：選取軸承類型6206 基本尺寸 計(jì)算軸承的徑向力 高速軸 低速軸 軸承的壽命計(jì)算校核 查表17.8 x=1 查表17.9 附表4.2 高速軸 n 軸承工作時(shí)間 142356.7h 合格十、鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)

10、和強(qiáng)度校核 軸i上零件的軸向固定：聯(lián)軸器及齒輪處均采用a型普通平鍵連接，參考表5.25，gb/t1095、1096-2003。聯(lián)軸器上鍵為；齒輪處鍵為。許用擠壓應(yīng)力 鍵、軸和輪轂的材料都是45鋼，由表，查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值。校核聯(lián)接大齒輪和低速軸的鍵 聯(lián)接大齒輪和低速軸的鍵采用普通a型平鍵。尺寸為。鍵的工作長(zhǎng)度為。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 故滿足擠壓強(qiáng)度要求。3校核聯(lián)接低速軸與聯(lián)軸器的鍵 聯(lián)接低速軸與聯(lián)軸器的鍵采用普通a型平鍵。尺寸為。鍵的工作長(zhǎng)度為。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 故滿足擠壓強(qiáng)度要求。十一、減速器潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)、密封類型的選擇和裝油量計(jì)算軸承潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑油牌號(hào)的選擇低速

11、軸上軸承：高速軸上軸承：軸承均采用脂潤(rùn)滑。選用通用鋰基潤(rùn)滑脂（gb7324-87），牌號(hào)為zgl1。其有良好的耐水性和耐熱性。適用于-20至120寬溫度范圍內(nèi)各種機(jī)械的滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承及其他摩擦部位的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂的裝填量不宜過(guò)多，一般不超過(guò)軸承內(nèi)部空間容積的1/32/3。齒輪潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)的選擇和裝油量的計(jì)算閉式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑方法采用浸油潤(rùn)滑。在齒輪傳動(dòng)時(shí)，就把潤(rùn)滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)也將油甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸入油中油的深度不宜超過(guò)高速級(jí)大齒輪的一個(gè)齒高，亦不應(yīng)小于10mm，不得超過(guò)低速級(jí)大齒輪分度圓半徑的1/3。為避免齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，應(yīng)

12、使大齒輪齒頂距油池底面的距離不小于3050mm?，F(xiàn)取為密封類型的選擇（）軸外伸處的密封設(shè)計(jì)為防止?jié)櫥瑒┩饴┘巴饨绲幕覊m、水分和其他雜質(zhì)滲入，造成軸承磨損或腐蝕，應(yīng)設(shè)置密封裝置。軸承為脂潤(rùn)滑，選用氈圈油封，材料為半粗羊毛氈。（）剖分面的密封設(shè)計(jì)在剖分面上涂水玻璃，以防止漏油。十二、減速器箱體設(shè)計(jì)減速器箱體是支承和固定軸系部件、保證傳動(dòng)零件正常嚙合、良好潤(rùn)滑和密封的基礎(chǔ)零件，因此，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。為提高箱體強(qiáng)度，采用鑄造的方法制造。為便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體采用剖分式結(jié)構(gòu)，由箱座和箱蓋組成，剖分面取軸的中心線所在平面,箱座和箱蓋采用普通螺栓連接，圓柱銷定位。減速器箱體是支承和固定軸系

13、部件、保證傳動(dòng)零件正常嚙合、良好潤(rùn)滑和密封的基礎(chǔ)零件，因此，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。為提高箱體強(qiáng)度，采用鑄造的方法制造。減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 首先保證足夠的箱體壁厚，箱座和箱蓋的壁厚取。其次，為保證減速器箱體的支承剛度，箱體軸承座處要有足夠的厚度，并設(shè)置加強(qiáng)肋，且選用外肋結(jié)構(gòu)。為提高軸承座孔處的聯(lián)接剛度，座孔兩側(cè)的連接螺栓應(yīng)盡量靠近（以避免與箱體上固定軸承蓋的螺紋孔干涉為原則）。為提高聯(lián)接剛度，在軸承座旁聯(lián)接螺栓處做出凸臺(tái)，要有一定高度，以留出足夠的扳手空間。由于減速器上各軸承蓋的外徑不等，各凸臺(tái)高度設(shè)計(jì)一致。 另外，為保證箱座與箱蓋的聯(lián)接剛度，箱蓋與箱座聯(lián)接凸緣應(yīng)有較大的厚度。為保證箱體密封

14、，除箱體剖分面聯(lián)接凸緣要有足夠的寬度外，合理布置箱體凸緣聯(lián)接螺栓，采用對(duì)稱均勻布置，并不與吊耳、吊鉤和定位銷等發(fā)生干涉。油面位置及箱座高度的確定對(duì)于圓柱齒輪，通常取浸油深度為一個(gè)齒高，對(duì)于多級(jí)傳動(dòng)中的低速級(jí)大齒輪，其浸油深度不得超過(guò)其分度圓半徑的1/3。為避免傳動(dòng)零件傳動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，應(yīng)使大齒輪齒頂圓距油齒底面的的距離不小于3050mm。取45mm。箱體結(jié)構(gòu)的工藝性由于采用鑄造箱體，所以要注意鑄造的工藝要求，例如注意力求壁厚均勻、過(guò)渡平緩，外形簡(jiǎn)單；考慮液態(tài)金屬的流動(dòng)性，箱體壁厚不應(yīng)過(guò)薄，砂形鑄造圓角半徑??；為便于造型時(shí)取模，鑄件表面沿拔模方向設(shè)計(jì)成的拔模斜度，以

15、便拔模方便。箱體與其他零件的結(jié)合處，如箱體軸承座端面與軸承蓋、窺視孔與視孔蓋、螺塞等處均做出凸臺(tái)，以便于機(jī)加工。設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)形狀時(shí)，應(yīng)盡量減小機(jī)械加工面積，減少工件和刀鋸的的調(diào)整次數(shù)。例如同一軸心線上的兩軸承座孔的直徑應(yīng)盡量一致，以便鏜孔并保證鏜孔精度，取兩軸承座孔的直徑相同。箱體的加工面與非加工面必須嚴(yán)格分開(kāi),加工處做出凸臺(tái)()。螺栓頭部或螺母接觸處做出沉頭座坑。箱體形狀力求均勻、美觀。減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)啟蓋螺釘，其上的螺紋長(zhǎng)度要大于箱蓋聯(lián)接凸緣的厚度，釘桿端部要做成圓柱形，加工成半圓形，以免頂壞螺紋。為了保證剖分式箱體軸承座孔的加工與裝配精度，在箱體聯(lián)接凸緣的長(zhǎng)度方向兩端各設(shè)一圓錐

16、定位銷。兩銷間的距離盡量遠(yuǎn)，以提高定位精度。定位銷直徑一般取，取，長(zhǎng)度應(yīng)大于箱蓋和箱座聯(lián)接凸緣的總厚度，以利于裝拆。為了拆卸及搬運(yùn)減速器，在箱蓋上裝有吊環(huán)，吊環(huán)螺釘為標(biāo)準(zhǔn)件見(jiàn)表10-11；在箱座兩端凸緣下面直接鑄出吊鉤，用于調(diào)運(yùn)整臺(tái)減速器。根據(jù)表4-1計(jì)算得鑄鐵減速器箱結(jié)構(gòu)尺寸列于下表名 稱符 號(hào)減 速 器 型 式及 尺 寸 關(guān) 系箱座壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度箱蓋凸緣厚度箱座底凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 聯(lián)接螺栓的間距150-200軸承端蓋螺栓的直徑窺視孔蓋螺釘直徑 定位銷直徑 外箱壁至軸承座端面距離c1 +c2+(510)= 55mm大齒輪頂

17、圓與內(nèi)箱壁距離1.2=12 mm，取齒輪端面與內(nèi)箱壁距離=8 mm取10mm箱蓋、箱座筋厚0.851=8.5mm0.85=8.5mm13、 設(shè)計(jì)小結(jié) 本次設(shè)計(jì)主要分為兩部分，首先是數(shù)據(jù)計(jì)算，然后是圖形的繪制。課程設(shè)計(jì)是一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，也讓我對(duì)機(jī)械這門(mén)專業(yè)有的更加深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，課程設(shè)計(jì)也讓我對(duì)書(shū)本上的知識(shí)真正做到了融會(huì)貫通。 先從數(shù)據(jù)計(jì)算說(shuō)起，老師只給了相當(dāng)少的原始數(shù)據(jù)，而我要做的是根據(jù)數(shù)據(jù)和書(shū)上的公式再加上自己的判斷制定合理的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)比等。一開(kāi)始接到課程設(shè)計(jì)的任務(wù)時(shí)看到數(shù)據(jù)就傻眼了，沒(méi)有想到，那么多繁雜的數(shù)據(jù)，僅僅只是這幾個(gè)數(shù)據(jù)所推算出來(lái)的。但我還是很快進(jìn)入了狀態(tài)，遵從老師的建議照著書(shū)上的設(shè)計(jì)例題，一點(diǎn)一點(diǎn)把數(shù)據(jù)算了出來(lái)，第一次算了六個(gè)小時(shí)，只算出了兩對(duì)齒輪的數(shù)據(jù)，后來(lái)經(jīng)過(guò)老師的檢查還有一組數(shù)據(jù)有問(wèn)題。在經(jīng)過(guò)指導(dǎo)老師的糾正之后我進(jìn)行了第二次數(shù)據(jù)的演算，最終算出了正確的齒輪尺寸。但是在進(jìn)行下一步工作的時(shí)候卻遇到了麻煩，關(guān)于軸的校核運(yùn)用到了理論力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，由于對(duì)力學(xué)知識(shí)的不足，只能先去看書(shū)，把力學(xué)的知識(shí)補(bǔ)回來(lái)再進(jìn)行計(jì)算，這讓我深刻地體會(huì)到了課程設(shè)計(jì)不只關(guān)乎機(jī)械基礎(chǔ)一門(mén)