廣東工業(yè)大學機械制造的課程設(shè)計報告

1、課程設(shè)計課程名稱機械設(shè)計題目名稱減速器設(shè)計學生學院機電工程學院專業(yè)班級 13級微電子（1）班學 號學生姓名指導教師2015年1月15日一. 計算各軸傳動參數(shù) 3二. 帶傳動設(shè)計 3三，高速級齒輪設(shè)計 5四低速級齒輪計算 9五. 軸系設(shè)計11六. 潤滑與密封方式的選擇 15八. 減速器附件的選擇 17九. 其他技術(shù)說明 18十.總結(jié)18參考文獻19致謝19一.計算各軸傳動參數(shù)筒直徑D(mm)=400 輸送帶速度 V(m/s)=1.7輸送帶拉力F(N)=2120電機功率的選擇：F1 7總：由電動機到工乍機之、間的總效率=3.604kw電動機所需功率10001000選擇電機型號為Y132S-4 型計

2、算工作機的轉(zhuǎn)速：總的傳動比：分配各級傳動比；解得：計算各軸的轉(zhuǎn)速：計算各軸的功率：計算各軸的扭矩：各軸傳動參數(shù)表項目電動機軸高速軸I中間軸U低速軸川功率 kw4.454.0053.8463.694轉(zhuǎn)速r/mi n1440720203.9780.94轉(zhuǎn)矩N mm4.35 O05傳動比i23.532.52效率0.900.960.96二.帶傳動設(shè)計1. 確定計算功率Pea由表8-8查的工作情況系數(shù) KA=1.1，故2.選擇V根據(jù)Pca，帶的類帚4.45kwm由圖8-11選用a型。3. 確定帶輪的基準直徑dd并驗算帶速v1 )初選小帶輪的基準直徑 dd1，取小帶輪的基準直徑 dd1=90mm2 )驗算

3、帶速v。因為5m s v 30m s，所以帶速適合。3 ）計算大帶輪的直徑。取標準值180mm4. 確定v帶的中心距和基準長度Ld1 ）初定中心距a0 = 400 mm2 ）計算帶的基準長度Ld ： 2a 匸他1 dd2)(dd7dd1)24a1229mm=2 400 匸(90 180)(叫90)224漢 400由表8-2選擇帶的基準長度Ld = 1250mm3）計算實際的中心距 0）4001250一12292411mm中心距的變化范圍為 392-449mm5. 驗算小帶輪上的包角016. 計算帶的根數(shù)z1）計算單根V帶的額定功率pr。由 dd1 =90mm n =1440 r min，查表得

4、 p0=1.O64kw根據(jù) =1440r min，i=2 和 A型帶，查表得：p=o.17kw。查表得 ka =0.96，kL=0.93.于是P =(F0Po) Ka Kl =(1.064 -0.17) 0.96 0.93=1.102kw2)計算帶的根數(shù)PcaZ 二Pr進:4.31.104取5根。7. 計算單根v帶的初拉力F。:120.64N% 二500 qv一500895 105 67828. 計算壓軸力Fpa1167FP =2zF0sin 丄=2 5 120.64 sin1198.65N2 29. 主要設(shè)計結(jié)論。選用A型V帶5根，帶基準長度1250mm帶輪基準直徑dd1=90mmdd2 =

5、 180mm中心距控制在 a=392-449mm單根初拉力 F0=120.64N。三. 高速級齒輪設(shè)計1. 選用精度等級，材料及齒數(shù)。1）.壓力角=20 .2）齒輪精度選用7級精度。3）材料選擇：小齒輪用 45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 240HBS大齒輪用45號鋼，正 火處理，齒面硬度 190HBS軟齒面。4）選用小齒輪齒數(shù) 乙=24，大齒輪齒數(shù)z2 = iz1 = 3.53 24 = 84.72，取z2 = 852. 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計。（1）試算小齒輪的分度圓直徑。即1 ）確定公式中的各個參數(shù)值。計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 人=5.31 104 N m試選載荷系數(shù)KHt -1.3選用齒寬系數(shù)d

6、=1 初選螺旋角2 =14 查得區(qū)域系數(shù)ZH =2.433 計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)Z.查的材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa 螺旋角系數(shù) Z，_ cos： f：cos14 : 0.985 計算接觸疲勞許用應(yīng)力Ah 1。由表查的小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為 二H lim1 = 550MPa 二H lim2二370MPa計算應(yīng)力次數(shù)小齒輪 2 =60m jLh =60 720 （2 8 300 8）=1.6589 10998大齒輪 N2 /i =1.6589 109/3.53 =4.6994 108查的接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1 =0.93, KHN2 =1.04取失效概率為1%安

7、全系數(shù)為S=1.所以 kH J =KHN1Hlim1 =.93漢55=511.5MPaS1取兩者中較小的I- 2 =384.8MPa試算小齒輪分度圓直徑（2 ）調(diào)整分度圓直徑1 ）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。 圓周速度V。 齒寬b。2 ）計算實際載荷系數(shù)Kh 查的使用系數(shù)Ka =1 根據(jù)v和7級精度，查的動載系數(shù)Kv =1.074 齒輪的圓周力 Ft1=2 &31 102.211 103N，d1t48.029查表得齒間載荷分配系數(shù)用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置是K =1.419則載荷系數(shù)為Kh = KaKvKh :K =1 1.07 1.4 1.419=2.1263) 按實際

8、載荷系數(shù)算的的分度圓直徑Ky =1.34畑10.99dl皿忙=48.029呻TT 374mm= d1 cos - / z1 = 57.374 cos 14 /24 ： 2.320mm及相應(yīng)齒輪模數(shù)按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計(1) 試算齒輪模數(shù)，即1 )試確定公式中的各參數(shù)值。 試選載荷系數(shù)KFt=3 計算彎曲疲勞強度的重合度 計算彎曲疲勞強度的螺旋角系數(shù)計算-F 1 o當量齒數(shù)zv1 =/cos3 1 =24/cos314 =26.27 ,zv2 二 z2/cos3 - - 85/ cos314 =93.05查圖得齒形系數(shù)YFa1 =2.62YFa2 =2.21由圖查的應(yīng)力修正系數(shù)查得小齒輪和大齒

9、輪的齒根彎曲疲勞系數(shù)分別是Flim J - 380MPa由表查的彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1 =0.87 KFn2 =0.92取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 得因為大齒輪的大于小齒輪的，所以取2)計算模數(shù)(2) 調(diào)整齒輪模數(shù)1) 計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。 圓周速度v 齒寬hb/h 齒咼及寬咼比2) 計算實際載荷系數(shù)Kf 根據(jù)v=1.371m/s , 7級精度，由圖查得動載荷系數(shù) 由查表得齒間載荷分配系KFa =1.4數(shù)用插值法得kh 1.416結(jié)合查圖得則載荷系數(shù)為3)按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模 數(shù)。從滿足彎曲疲勞強度出

10、發(fā)，從標準中就近取mn =2mm ;為了同時滿足接觸疲勞強度,按需接觸疲勞強度算的的分度圓直徑d1 = 57.374mm來計算小齒輪的齒數(shù)，即 zd1 cos ： / mn 二 57.374 cos14 / 2 = 27.83。z2 = iz = 3.53 漢 28 = 98.8499取z1 =28，則，取4. 幾何尺寸的計算。(1) 計算中心距取 a = 130mm。(2) 修正螺旋角(3) 計算大小齒輪的分度圓直徑。(4) 計算齒輪寬度 b 二 ddi =1 57.37 =57.37mm 取 b2 58mm b 63mm5.主要設(shè)計結(jié)論。齒數(shù)乙=28 z2 =99模數(shù)m = 2mm,壓力角

11、=20，螺旋角：=12.333，變?yōu)橄禂?shù) xi =0X2 = 0 ，中心距 a = 130mm，齒寬 b = 58mm bi = 63mm四. 低速級齒輪計算1. 選用精度等級，材料及齒數(shù)。1).壓力角,-20 .2) 齒輪精度選用7級精度。3) 材料選擇：小齒輪用 45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度240HBS大齒輪用45號鋼，正火處理，齒面硬度 190HBS軟齒面。4) 選用小齒輪齒數(shù) z, =24，大齒輪齒數(shù)z2=2.52 24 =60.48，取勺=602. 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計。(1)試算小齒輪的分度圓直徑。即1 )確定公式中的各個參數(shù)值。計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 T2 =1.80 105 N m

12、試選載荷系數(shù) KHt =1.3選用齒寬系數(shù)d -1 初選螺旋角一：=14 查得區(qū)域系數(shù)ZH -2.433 計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)Z.查的材料的彈性影響系數(shù) ZE=189.8MPa 螺旋角系數(shù) Z，. cos 一：二.cos14 : 0.985 計算接觸疲勞許用應(yīng)力tH 1。由表查的小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為；Hlim1 = 550MPa cHlim370MPa計算應(yīng)力次數(shù)小齒輪 N1 =60q jLh =60 203.97 (2 8 300 8) = 4.70 1088 8大齒輪 N2 =NJi =4.70 10 /2.52 =1.87 10查的接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1 =1.

13、03, KHn2=1.07取失效概率為1%安全系數(shù)為S=1.所以 kh 1 = KHN1Hlim1 = 1.03漢550 =566 5MPa1S1取兩者中較小的 Lh丨二bH 2 =395.9MPa試算小齒輪分度圓直徑（3 ）調(diào)整分度圓直徑1 ）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。 圓周速度V。 齒寬b。2 ）計算實際載荷系數(shù) Kh 查的使用系數(shù)Ka =1 根據(jù)v和7級精度，查的動載系數(shù) Kv =1.03齒輪的圓周力Ft1 =去18 104.909 103N，dit73.33查表得齒間載荷分配系數(shù) 用插值法查得7級精度小齒輪相對支承非對稱布置是K H = 1.425則載荷系數(shù)為KH =KaKvKh-

14、.Kh =1 1.03 1.4 1.425 =2.0553）按實際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑及相應(yīng)齒輪模數(shù)按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計（1）試算齒輪模數(shù)，即1）試確定公式中的各參數(shù)值。 試選載荷系數(shù)K Ft =1.3 計算彎曲疲勞強度的重合度 計算彎曲疲勞強度的螺旋角系數(shù)計算YFaYaaO當量齒數(shù)zv1 =乙/cos3 ： =24/cos314 =26.27查圖得齒形系數(shù)由圖查的應(yīng)力修正系數(shù)查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞系數(shù)分別是tFlimJ- 380MPa由表查的彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1 =0.92 KFn2=0.95取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 得因為大齒輪的大于小齒輪的，所以取3）計算模數(shù)（3

15、）調(diào)整齒輪模數(shù)1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。圓周速度v齒寬b = d d1 = 1 54.169 = 54.169mmh =?2han cn mnt =h2 1 0.252.19 =4.9275mmb/h = 10.99齒高及寬咼比2) 計算實際載荷系數(shù)Kf根據(jù)v=0.579m/s , 7級精度，由圖查得動載荷系數(shù)由查表得齒間載荷分配系數(shù)用插值法得K. =1.420結(jié)合查圖得則載荷系數(shù)為KKAKvKFaK-1 1.02 1.2 1.35=1.65243) 按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強度出發(fā)，從標準中

16、就近取mn=3mm ；為了同時滿足接觸疲勞強度，按需接觸疲勞強度算的的分度圓直徑d1 =85/4221199計算小齒輪的齒數(shù)1.35即 z = d1 cos : /mn =85.422 cos14 /327.628。取乙=28 ，貝V Z2 =iz1 =2.52 28 =70.56 取 z2 =715. 幾何尺寸的計算。(1) 計算中心距取 a = 153mm。(2) 修正螺旋角(3) 計算大小齒輪的分度圓直徑。(4) 計算齒輪寬度取b 92mm5.主要設(shè)計結(jié)論。齒數(shù)乙=28 Z2 =71模數(shù)m=3mm，壓力角=20，螺旋角13.931 ,變?yōu)橄禂?shù) 為=0X2 =0，中心距 a=153mm，齒

17、寬 b = 87 mm92mm。五. 軸系設(shè)計1.低速速軸的設(shè)計。51) 功率 p3 =3.964kw,轉(zhuǎn)速帀=80.94r/min,轉(zhuǎn)矩 T3 =4.35 10 N mm2) 作用在齒輪的力3) .初步確定軸的最小直徑?？紤]鍵槽的影響，增大 3%貝4) 各段的直徑。d1 =42mm；半聯(lián)軸器需要定位，故設(shè)計一定位軸肩，定位軸肩的高度人=（0.070.1冋h=2.944.2mm,此處安裝氈圈，查標準工作內(nèi)徑為50mm,因此d2=50mm;與軸承配合，軸承內(nèi)徑有標準系列，取 d3=55mm.同時選擇角接觸軸承，型號為7211AC;按照軸承的安裝尺寸，查手冊，h=（0.070.1）d3 =3.85

18、5.5mm,取d4 =65mm；軸環(huán)的直徑用來定位齒輪，設(shè)計一定位軸肩，取d5=70mm；該段為安裝齒輪處，取d6=60mm；一根軸兩端的軸承 同型號，取 d7=55mm。5）各段的長度。d6軸段與齒輪配合，為保證固定可靠，應(yīng)使該軸段的長度略短于齒輪輪轂寬，取L85mm ；ds軸段為軸環(huán)，長度L大于（1.52）h, h=5,取L10mm ；d4軸段根據(jù)齒輪與內(nèi)壁距離和d3軸段的長度，取L4 =83.5mm；ds軸段安 裝軸承，考慮非定位軸肩，取L3 =22m m；d2軸段外伸，按外伸軸長度的設(shè) 計方法確定L2=39mm；d1軸段安裝聯(lián)軸器，為保證固定可靠，取L1 =112mm；d7軸段，根據(jù)軸

19、承寬度和齒輪與內(nèi)壁距離，確定 d7=45.5mm。6）軸的強度校核計算軸上的載荷：載荷水平面垂直面支反力彎矩合成彎矩扭矩T=435000Nmm校核軸的強度:7）軸承壽命計算。選取7211AC,8）軸承的徑向載荷9）軸承的軸向載荷取載荷系數(shù)為1.1,軸承徑向載荷/N軸向載荷/N12819.431917.21 亍21414.352900.59e=0.68, f p =1.5，因為一=0.68 = e，= 2.02 - eFr1Fr 故 P 二 fpFr1 =4265.89N106 C 乎軸承壽命Lh( L)3二4192597h，壽命足夠。60n P2. 中間軸的設(shè)計1) 功率 P3 =3.846k

20、w,轉(zhuǎn)速 n3 =203.97r/min2) 求作用在齒輪上的力。大齒輪直徑d 202.68mm小齒輪直徑d3 = 86.56mm，3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）確定軸各段的直徑，最小直徑d蘭A；：衛(wèi)=112沁扌上264 mm = 28.193mm n 267.334）查軸承標準尺寸確定第 1段以及第5段直徑為d1=30mm同時選定軸承型號 70206AC第2段定位軸肩，直徑取d2=36mm第3段裝齒輪，直徑取85mm第4段齒輪定位軸肩d4 =40mm第五段裝齒輪，d34mn；第六段裝軸承d30mrm（2）確定軸各段的長度，按從里向外的順序進行。第1段取30mm第2段取7mm第3段取92mm第4段取1

21、0.5mm第5段取56mm第六段取41.50。4）軸的的強度校核載荷水平面垂直面支反力危險截面彎矩合成彎矩扭矩T=180000Nmm9）軸承壽命計算。選取 7206AC,10）軸承的徑向載荷軸承徑向載荷/N軸向載荷/N12792.201898.70 H23663.312548.710）軸承的軸向載荷取載荷系數(shù)為1.1,Fa1= 0.68 =e 呂=0.71 _eFr2e=0.68, fp =1.5，因為F r1故 p = fpFr1 =4188.3N軸承壽命Lh10660nC 10（詈）3= 501860h，壽命足夠。3, 高速軸的設(shè)計功率 R =4.005kw,轉(zhuǎn)速 m =720r/min轉(zhuǎn)

22、矩 T53100N mm 2）求作用在齒輪上的力。已知高速級大齒輪的分度圓直徑,3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）先按課本15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課 本取A。=112最小直徑d ZA：衛(wèi) 日仔彳葦護口口二20.199mm 考慮到鍵槽的削弱，軸徑增大3 %7 %,且最小端與帶輪軸孔配合,dmin =20.199 1.03=20.80將dmin圓整為22m第一段外伸軸取22mm；第二段查氈圈標注尺寸取 25mm；第三段安裝軸承，根 據(jù)軸承標準值取30mm；第四段定位軸承取36mm；第五段加工齒輪取57mm； 第六段為過渡段取34mm；第七段安裝軸承為30mm。（2）確

23、定軸各段的長度。第一段根據(jù)帶輪決定，取35mm；第二段取41mm；第三段根據(jù)軸承寬度取17mm； 第四段取109mm；第五段根據(jù)齒輪寬度取 63mm；第六段取7mm,第七段取 30mm。4）軸的強度校核。（1）求軸上的載荷。載荷水平面垂直面支反力彎矩合成彎矩扭矩T=53100Nmm（2）校核軸上的強度。（3）11）軸承壽命計算。選取7206AC, 12）軸承的徑向載荷11）軸承的軸向載荷取載荷系數(shù) 為1.1,軸承徑向載荷/N軸向載荷/N11470999.62506.761404.68e=0.68, f-1.5，因為 Fa1 =0.68 二 e,屜=2.77 _ePFMFr2故 P = fpFn

24、 =2205N106 C 10 軸承壽命臥（R3=602531 h，壽命足夠。六. 潤滑與密圭寸方式的選擇6.1.對于齒輪的潤滑通用的閉式齒輪傳動的潤滑方法是根據(jù)齒輪的圓周速度的大小決定的 中間軸的大齒輪速度計算是：由上面的計算可知道齒輪的線速度都大于 2m/s,因此可以用油潤滑 6.2.軸承滑方式的選擇 軸承采用濺油潤滑潤滑油應(yīng)半年重新更換或添加 63密圭寸方式的選擇JB/ZQ由于使用油潤滑，所以箱體內(nèi)部用封油盤密封，輸出輸入軸端用毛氈圈( 4406-1986)密封。七.箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計八減速器附件的選擇通氣塞罩：選用通氣螺塞M24材料為Q235名稱符號計算公式結(jié)果箱座厚度8mm箱蓋厚度8mm

25、箱蓋凸緣厚度12mm箱座凸緣厚度12mm箱座底凸緣厚度20mm地腳螺釘直徑M16地腳螺釘數(shù)目查手冊4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓 直徑M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓 直徑d2 = (0.5 0.6 ) dfM10高速軸軸承端蓋 螺釘直徑軸承外徑d=100d3=8mm螺釘數(shù)均為4中間軸軸承端蓋 螺釘直徑軸承外徑d=46d3=6mm螺釘數(shù)均為4低速軸軸軸承 端蓋螺釘直徑軸承外徑d=46d3=6mm螺釘數(shù)均為4大齒輪頂圓與內(nèi) 箱壁距離A, 1.2 a10mm齒輪端面與內(nèi)箱 壁距離氐 2 !9mm箱蓋，箱座肋厚6.8mm6.8mm軸承蓋及套杯：選用凸緣式軸承蓋，材料為HT150油面指示器：選用油標尺，材料 Q235A F窺視

26、孔與視孔蓋：選用板結(jié)構(gòu)視孔蓋，長度 =120mm材料Q235A F螺塞：選用D=30m啲螺塞，材料 Q235A起吊裝置：選用箱蓋吊耳與箱座吊耳九.其他技術(shù)說明1. 裝配前箱體與其他鑄件不加工面應(yīng)清理干凈， 除去毛邊、毛刺，并浸涂防銹漆；2. 零件在裝配前用煤油清洗，軸承用汽油清洗干凈；3. 齒輪裝配后應(yīng)用涂色法檢查接觸斑點，圓柱齒輪沿齒高不小于40%沿齒長不小于50%4. 調(diào)整、固定軸承時應(yīng)留有軸向間隙 0.050.1mm；5. 減速器內(nèi)裝L-AN22全損耗系統(tǒng)用油，油量達到規(guī)定深度；6. 減速器內(nèi)壁涂耐油油漆，減速器外表面涂灰色油漆；7. 減速器剖分面、各接觸面及密封處均不允許漏油，箱體剖分面應(yīng)涂以密封膠或 水玻璃，不允許使用其他任何填充料；8. 按試驗規(guī)程進行試驗。十.總結(jié)這次關(guān)于減速器的兩級展開式圓柱斜齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理 論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設(shè)計 的綜合素質(zhì)大有用處。通過三個星期的設(shè)計實踐，使我對機械設(shè)計有了更多的了 解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。1、機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ)，是一門綜合性相當強的技術(shù)課程，它融機械原 理、機械設(shè)計、理論力學、材料力學、公差與配合、 CAD 實用軟件、