機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)單級(jí)齒輪減速器課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：一級(jí)圓柱齒輪減速器 汽車與交通學(xué) 院 汽車服務(wù)工程 專業(yè) 班 設(shè)計(jì)者： 指導(dǎo)老師： 年 月 日機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 目 錄1、 傳動(dòng)方案分析-2二、電動(dòng)機(jī)的選擇-3三、減速器外傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-41）窄v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算-42）聯(lián)軸器的選擇-63）修正計(jì)算運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算)-6四、減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-61）斜齒輪設(shè)計(jì)- -6 2）確定各傳動(dòng)零件的主要尺寸-8五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-8（-) 軸i的設(shè)計(jì)- -8 軸ii的設(shè)計(jì)-14六、 機(jī)座箱體結(jié)構(gòu)尺寸及其附件-15七、減速器的潤(rùn)滑及密封形式選擇-17八、心得體會(huì)-17

2、九、參考文獻(xiàn)-181.設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器（如圖所示），用于碼頭運(yùn)型沙，單班制，連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，使用壽命為10年（其中帶、軸的壽命為3年以上），其原始數(shù)據(jù)如下：運(yùn)送帶工作拉力f/n5500運(yùn)輸帶速度/(m/s)1.25卷筒直徑d/mm210 一、傳動(dòng)方案分析機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一級(jí)斜柱齒輪減速器已知工作條件：滾筒直徑210mm，傳送帶運(yùn)行速度1.25m/s 。為了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和擬定傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速，即 n滾筒=rmin一般常選用同步轉(zhuǎn)速為1000rmin或1500rmin的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此

3、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為1280。二、選擇電動(dòng)機(jī)1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的y（ip44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2）電動(dòng)機(jī)容量（1）卷筒軸的輸出功率（2）電動(dòng)機(jī)輸出功率 傳動(dòng)裝置的總效率： 式中，、為從點(diǎn)凍結(jié)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。v帶傳動(dòng)=0.95；齒輪傳動(dòng)=0.97；滾動(dòng)軸承=0.98；聯(lián)軸器=0.99；則 故 選擇同步轉(zhuǎn)速為1500電動(dòng)機(jī),型號(hào)為各尺寸及主要性能如下:電動(dòng)機(jī) 型號(hào)額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min總傳動(dòng)比外伸直徑/mm外伸軸長(zhǎng)/mm中心高/mm111500146012.83642110160 3）.

4、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比（2）分配各級(jí)傳動(dòng)比取v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比則齒輪傳動(dòng)比 4）.計(jì)算運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算) 1.各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸 i軸 ii軸 iii軸 2.各軸輸入功率 i軸 ii軸 iii軸 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩 i軸 ii軸 iii軸 軸轉(zhuǎn)速輸入功率輸入扭矩i軸470.9687.6071154.250ii軸113.7407.231607.139iii軸113.7407.015589.003第三節(jié) 減速器外傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算一. v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）確定計(jì)算功率 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表138得 工作情況系數(shù)。 (2) 選取普通v帶帶型 根據(jù)

5、，由圖1315查出此坐標(biāo)點(diǎn)位于b型中，對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-9，應(yīng)不小于125，選取主動(dòng)輪的直徑 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-9取 按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度 ，帶速在525范圍內(nèi)，合適。（4）確定v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù) 初步確定 根據(jù)式（13-2）計(jì)算帶所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度 按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（13-16)計(jì)算實(shí)際中心距a （5）驗(yàn)算小帶輪上的包角由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式得 所以主動(dòng)輪上的包角合適。（6）計(jì)算v帶的根數(shù)z由式（13-15）知由 計(jì)算得：z=2.937，取z=3根。（7）計(jì)算預(yù)緊力 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（13-17）知

6、 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-1得q=0.17kg/m,故由上式計(jì)算得：（8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（13-18）得 （9）帶型根數(shù)輪轂長(zhǎng)型式孔徑b3130400137407635070實(shí)心43二聯(lián)軸器的選擇由于是低速軸,采用彈性柱銷聯(lián)軸器選用公稱轉(zhuǎn)矩為1000n型號(hào)為tl9彈性柱銷聯(lián)軸器。三.修正計(jì)算運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算) 軸號(hào)轉(zhuǎn)速r/min功率/kw扭矩n/mi軸470.9687.607153.093ii軸113.7407.231607.123iii軸113.7407.015589.030第四節(jié) 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 一. 斜齒輪設(shè)計(jì) 1. 選定齒

7、輪類型,精度等級(jí),材料及齒數(shù) 1> 大小齒輪都選用軟齒面,由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1選小齒輪為45鋼調(diào)質(zhì),齒面硬度197-286hbs,大齒輪為45鋼表面正火，齒輪硬度為156-217hbs, 。查表11-5得 則： 2> 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，選用8級(jí)精度等級(jí) 2. 按輪齒接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 1> 齒輪按8級(jí)精度制造。取載荷系數(shù)k=1.2（表11-3），齒寬系數(shù)（表11-6）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩初選螺旋角齒數(shù)取,實(shí)際傳動(dòng)比為。 模數(shù)取中心距圓整后取實(shí)際中心距，螺旋角此時(shí)： 齒寬則（3） 驗(yàn)算輪齒的彎曲強(qiáng)度 查圖（11-9）、（11-8）的齒形系數(shù)則有： 安全 4. 計(jì)算圓周速 ，對(duì)照

8、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-2，選用8級(jí)精度制造時(shí)合宜的。二、 確定各傳動(dòng)零件的主要尺寸名稱符號(hào)公式數(shù)值端面模數(shù)5.2螺旋角15.37分度圓直徑110458.920齒頂高5齒根高6.25全齒高11.5頂隙1.25齒頂圓直徑120468.920齒根圓直徑97.5446.420中心距295五）、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸i的設(shè)計(jì) 軸i的功率 , 轉(zhuǎn)速 , 轉(zhuǎn)矩 , , 求作用在齒輪上的力 因已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑 則 初步確定軸的最小直徑 按式15-2初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為鋼,調(diào)質(zhì)處理 . 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 易知，為滿足v帶輪的軸向定位要求,i-ii軸段右斷需制出

9、一定位軸肩,故取;根據(jù)v帶輪的選擇且軸端應(yīng)內(nèi)縮，故取. 初步選擇角接觸球軸承 參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初選角接觸球軸承7211ac,其尺寸為，a=28.6,考慮到擋油板取. 齒輪處,軸i應(yīng)做成齒輪軸，,對(duì)齒輪內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁距離為,且軸承至箱體內(nèi)壁距離為,所以. 由于可求得箱體內(nèi)壁寬度為,則 根據(jù)軸承外徑,取螺釘直徑,則軸承端蓋的各尺寸可計(jì)算如下: 由,取,可算得. 初選 . 軸上零件的周向定位 大v帶輪與軸的周向定位采用a型平鍵聯(lián)接,可選用平鍵為,大v帶輪與軸的配合為. . 確定軸上圓角和倒角尺寸 參照表15-2取軸端倒角,各軸肩處的圓角半徑見附圖一. （1） 求垂直面的支承反力

10、。 （2）求水平面的支承反力（圖c）(3)f力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力（圖d）(4)會(huì)垂直面的彎矩圖（圖b(5)繪水平面得彎矩圖（圖c）(6)f力產(chǎn)生的彎矩圖（圖d）a- a截面f力產(chǎn)生的彎矩為：(7)求合成彎矩圖（圖e）考慮到最不利的情況，把與直接相加(8)求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖f）(9)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩（圖g）從圖（g）可見，a-a截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)，代入上式可得(10)計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料選用45鋼調(diào)制處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-3查得,則考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d增大5%，故 . 校核軸承壽命 計(jì)算派生軸向力 軸向力為： 由于,所以

11、軸有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以軸承1被壓緊，,軸承2被放松, 根據(jù),查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-11得,載荷較平穩(wěn),查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-9，取,則有 計(jì)算載荷壽命 由于,角接觸球軸承,動(dòng)載荷,由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-8查得溫度系數(shù)則壽命 . 鍵聯(lián)接強(qiáng)度的校核 根據(jù)所選平鍵查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-10得鍵的許用擠壓應(yīng)力, 所以鍵合格 軸ii的設(shè)計(jì) 求軸ii的功率 , 轉(zhuǎn)速 , 轉(zhuǎn)矩 , , 求作用在齒輪上的力 已知齒輪的分度圓直徑 初步確定軸的最小直徑 按式15-2初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為鋼,調(diào)質(zhì)處理 此軸的最小直徑顯然是安裝軸承處的最小直徑,由此可選角接觸的軸承7212ac,其尺寸為,a=30.

12、8mm 2) 根據(jù)裝配方案確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 取安聯(lián)軸器的軸徑, 軸應(yīng)內(nèi)縮一些,取 可選7212ac型角接觸球軸承,其尺寸, 故 ,?？紤]軸承內(nèi)端至箱體內(nèi)壁距離,則可得 取，齒輪左制一定位軸肩,則軸環(huán)直徑,由箱體內(nèi)壁間距可求得 根據(jù)軸承外徑,取螺釘直徑,則軸承端蓋的各尺寸可計(jì)算如下: 由,取,可算得.初選3) 軸向零件的周向定位 聯(lián)軸器與軸的周向定位采用a型平鍵聯(lián)接,選用平鍵為,齒輪輪轂與軸的配合為。4) 確定軸上的圓角和倒角尺寸查課程設(shè)計(jì)書表11-5得軸端倒角,各軸肩圓角半徑見圖5）根據(jù)所選a平鍵查表6-1得鍵的許用擠壓應(yīng)力均為 因?yàn)?均合格.第六節(jié)、 機(jī)座箱體結(jié)構(gòu)尺寸及其附件

13、1.箱體材料的選擇與毛坯種類的確定根據(jù)減速器的工作環(huán)境,可選箱體材料為灰鑄鐵ht200.由于鑄造箱體剛性好,得到的外形美觀,灰鑄鐵鑄造的箱體還易于切削、吸收振動(dòng)和消除噪音等優(yōu)點(diǎn),可采用鑄造工藝獲得毛坯.2.箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算名稱符號(hào)圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度b15箱蓋凸緣厚度15箱座底凸緣厚度箱座上的肋厚箱蓋上的肋厚m1軸承旁凸臺(tái)高度軸承旁凸臺(tái)半徑，取22軸承蓋（即軸承座）外徑，地腳螺栓數(shù)目n單級(jí)：6地腳螺栓螺栓直徑m24螺栓通孔直徑30螺栓沉頭座直徑60地腳凸緣尺寸3530軸承旁連接螺栓直徑軸承旁連接螺栓直徑通孔直徑22沉頭座直徑40剖分面凸緣尺寸2824箱座、箱蓋

14、連接螺栓直徑，螺栓間距：連接螺栓通孔直徑15.5沉頭座直徑30凸緣尺寸2218定位銷孔直徑，取9.9軸承蓋螺釘直徑視孔蓋螺釘直徑.4吊環(huán)螺釘直徑20箱體外壁至軸承座端面距離，取46大齒輪齒頂圓與箱底內(nèi)壁的距離，取12齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離 ，取10 3.箱座高度的確定： 3.減速器的附件 1）檢查孔與檢查孔蓋 為檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、接觸斑點(diǎn)、側(cè)隙和向箱體內(nèi)傾注潤(rùn)滑油,在傳動(dòng)嚙合區(qū)上方的箱蓋上開設(shè)檢查孔2）通氣器減速器工作時(shí),箱體溫度升高,氣體膨脹,壓力增大,對(duì)減速器各接縫面的密封很不利,故常在箱蓋頂或檢查孔蓋上裝有通氣器3）油塞為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污,在箱體底部最低位置設(shè)有排油孔,通

15、常設(shè)置一個(gè)排油孔,平時(shí)用油塞及封油圈堵住4）定位銷為了保證箱體軸承座孔的鏜制和裝配精度,需在箱體長(zhǎng)度方向兩側(cè)各安裝一個(gè)圓錐定位銷第七節(jié)、減速器的潤(rùn)滑及密封形式選擇 由于齒輪圓周速度均小于12m/s;故采用脂潤(rùn)滑。 軸承端蓋與軸之間密封采用毛氈圈。第八節(jié)、心得體會(huì)通過此次為時(shí)三周的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了不少的知識(shí)，主要心得體會(huì)有以下幾點(diǎn) 1）此次課程設(shè)計(jì)將一學(xué)期來學(xué)習(xí)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容融合在了一起，不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的鞏固也是知識(shí)的一種實(shí)踐。 2）設(shè)計(jì)的內(nèi)容較以前的實(shí)驗(yàn)更正規(guī)，更系統(tǒng)，也更龐大，鍛煉了我們處理復(fù)雜問題的能力。3）此次設(shè)計(jì)經(jīng)過反復(fù)計(jì)算 設(shè)計(jì) 繪制，是對(duì)耐心和毅力的磨練 4）設(shè)計(jì)的過程中涉及到許多國家標(biāo)準(zhǔn)，這不得不要求我們熟悉國家標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也必須學(xué)會(huì)如何根據(jù)要求合理的選擇國家的標(biāo)準(zhǔn)零件，也是對(duì)日后工作的一種實(shí)習(xí)的認(rèn)識(shí)。 5）設(shè)計(jì)的過程中難免遇到困難和挫折，主要是和同學(xué)討論和向老師請(qǐng)教，在這三周內(nèi)，韋丹柯老師給了不少指導(dǎo)，解決了我們不少的困惑，同時(shí)對(duì)我們的所學(xué)的知識(shí)起了一定的升華作用，在此表示感謝！第九節(jié)、參考文獻(xiàn)1 王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn)主編，機(jī)械設(shè)計(jì)(基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)（第二版），北京：高等教育出版社，20092 楊可楨、程光蘊(yùn)、李仲生主編，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）.北京