機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)模板(減速器設(shè)計(jì))

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)單級(jí)斜齒輪圓柱齒輪減速器 學(xué) 校：大連海洋大學(xué)專 業(yè)：輪機(jī)工程 學(xué) 號(hào)：1703130103 姓 名：張* 指導(dǎo)教師：曹麗娟 設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)單級(jí)齒輪減速器運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：工作條件：輸送機(jī)連續(xù)工作，單向傳動(dòng)，載荷變化不大，空載啟動(dòng)，使用期限10年，單班制工作，輸送帶允許誤差為5%。設(shè)計(jì)工作量：1.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份（A4紙20頁(yè)以上，約6000-8000字）；2.主傳動(dòng)系統(tǒng)減速器裝配圖（主要視圖）1張（A2圖紙）；3.零件圖（軸或齒輪軸、齒輪）2張（A3圖紙）。專業(yè)科：趙斌 教研室：郭新民 指導(dǎo)教師：張鋒 開(kāi)始日期 20*年5月 5日 完成日期 20*年 6月 30

2、 日設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果及結(jié)論第一節(jié)  設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)用單級(jí)圓柱齒輪減速器。已知輸送拉力F=1200N，帶速V=1.7m/s，傳動(dòng)卷筒直徑D=270mm。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命八年（每年工作300天），兩班制，帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。設(shè)計(jì)工作量：1、減速器裝配圖1張（A0圖紙）2、零件圖2張（輸出軸及輸出軸上的大齒輪A1圖紙）（按1：1比例繪制）3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份（25業(yè)）第二節(jié) 、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明傳動(dòng)方案如第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù)書（a）圖所示，1為電動(dòng)機(jī)，2為V帶，3為機(jī)箱，4為聯(lián)軸器，5為帶，6為卷筒。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表21可知，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為24，

3、斜齒輪的傳動(dòng)比為36，而且考慮到傳動(dòng)功率為 KW，屬于小功率，轉(zhuǎn)速較低，總傳動(dòng)比小，所以選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的單級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)方式。 第三節(jié) 、電動(dòng)機(jī)的選擇1.傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算(1) 選擇電動(dòng)機(jī)類型.選用三相異步電動(dòng)機(jī),它們的性能較好,價(jià)廉,易買到,同步轉(zhuǎn)有3000,1500,1000,750r/m四種,轉(zhuǎn)速低者尺寸大;為了估計(jì)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)算起驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速nw 經(jīng)過(guò)分析，任務(wù)書上的傳動(dòng)方案為結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、制造成本也比較低的方案。（2）選擇電動(dòng)機(jī) 1）卷筒軸的輸出功率2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率PP/傳動(dòng)裝置的總效率0.96×

4、;0.98×0.98×0.99×0.960.86故PP/=2.125/0.86=2.4KW單級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)P=2.4KW4）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選擇范圍。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2-1查得V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i24，單級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)比i36，則電動(dòng)機(jī)可選范圍為nnw×i×i7212406r/min 故選擇1500r/min轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表20-1選定電動(dòng)機(jī)Y100l-2-45）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表20-1、表20-2可查出Y100l-2-4型電

5、動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸 滿載轉(zhuǎn)速1430r/min第四節(jié) 、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（一）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和傳動(dòng)比分配（1）       總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為in/nw1430/12011.91（2） 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配ii×i式中i，i分別為帶傳動(dòng)和單級(jí)圓柱減速器的傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取i2.3，則單級(jí)圓柱減速器傳動(dòng)比為ii/ i11.91/2.35.18。（二）運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算（1）各軸轉(zhuǎn)速  

6、; n0n1430r/min   n1n0/ i11430/2.3622 r/min   n2n0/ （i×i）120 r/min（2）各軸輸入功率   P0P2.4kW   P1P0×2.4×0.962.31 kW   P2P1×滾×齒2.3×0.98×0.982.21kW（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 0 軸  T09550 P0/ n0=9550×2.4/1430=16.0

7、3 N·m 軸  T19550 P1/ n1=9550×2.31/622=35.47 N·m軸  T29550 P2/ n2=9550×2.21/120=175.88 N·m1500r/min轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。 第五節(jié)、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)確定計(jì)算功率 工作情況系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-9 =1.0 （單班制、每天工作8小時(shí)） =1.0×2.4=2.4KW選擇帶型號(hào)根據(jù)Pc =2.4，n1430r/min，查圖初步選用 普通A型帶選取帶輪基準(zhǔn)直徑查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-12選取小帶輪基準(zhǔn)直徑=90

8、mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑1430÷622×90（1-0.02）=202.9mm式中為帶的滑動(dòng)率，通常取（1%2%），查表后取=200mm驗(yàn)算帶速v=6.74m/s在5m/s范圍內(nèi)，帶充分發(fā)揮。（5）V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心距aa0 =1.5（90+200）=435mm取a0 =435，符合0.7（ +）< a0<2（ +）由式（13-2）帶長(zhǎng)=1332.3mm按表13-2定相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1400mm，再由式（13-16）計(jì)算實(shí)際中心距 =435+（1400-1332）/2=469mm（6）驗(yàn)算包角，由式（13-1）得=>，合適（7）求確定v帶根數(shù)z因=9

9、0mm，n1430r/min，帶速v=6.74m/s，得實(shí)際傳動(dòng)比=2.28 Po=1.07kw查表得單根v帶功率增量=0.17KW，包角修正系數(shù)=0.96，帶長(zhǎng)修正系數(shù)=0.96，則由公式得Pc =2.4KW普通A型帶=90mm=200mmV=6.74m/sLd=1400mma=469mm故選2根帶。（8）確定帶的初拉力F0（單根帶）查表13-1得q=0.10kg/m，故可由式（13-17）得單根V帶的初拉力 =146.157N 作用在軸上的壓力=2×5×146.157×sin/2=1447N（9）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)GB-10412-89得帶

10、輪緣寬度B=80mm2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（1）選擇材料與熱處理根據(jù)工作要求,采用齒面硬度<=350HBS，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1得 小齒輪選用40Cr,調(diào)質(zhì),硬度為250HBS 大齒輪選用ZG35SiMn,調(diào)質(zhì),硬度為220HBS 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-7C得680 MPa ，510MPa， 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4得SH =1.1，所以680/1.1MPa618MPa 510/1.1MPa539MPa由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-10C得240 Mpa，160Mpa。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4得SF =1.4，所以240/1.4MPa171MPa 160/1.4MPa114.3MPa（2）按齒面

11、接觸強(qiáng)度計(jì)算 設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造。取載荷系數(shù)K=1.2（表11-3），齒換系數(shù)=0.4。 小齒輪上的扭距 T19550 P1/ n1=9550×6.38/626=35.47 N·m按式（11-5）計(jì)算中心距=109mm取a=110mm齒數(shù) 取z36，z5.18×36186.5，則取z =186，實(shí)際傳動(dòng)比i=5.16mn=2a·cos /(Z1+Z2)=2×190×cos/（36+205）=1.25mm按表4-1，取mn=1.5，去定螺旋角 = arccos mn · (Z1+Z2) / 2a= 齒寬b=a=0.

12、4×190=76mm，取b2=76mm，b1=84mm（3）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù):Zv1=Z1/cos3 =41.8 ，Zv2=Z2/cos3 =238.1查圖11-9得YF1=2.44 , YF2=2.13，所以F2= F1 ·YF2/ YF1 = 61.5Mpa< F2 =114.3Mpa （4）求圓周速度VV=d1n1/(60×1000)=1.86m/S 對(duì)照表11-2可知選8級(jí)精度是合宜的。（5）齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑中心距a=190mm大齒輪齒寬b2=76mm小齒輪齒寬b1=84mm 通過(guò)對(duì)減速器結(jié)構(gòu)的分析，可知小齒輪左旋，大齒

13、輪右旋比較合適。 第六節(jié)、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 初步確定軸的最小直徑1軸的材料選擇，45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-2查得C=110，=6.38KW，626 r/min初步確定1軸的最小直徑 23.8由于軸端開(kāi)鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故需增大軸徑5%7%取=25mm2軸的材料也選45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-2查得C=110，=6.13KW，111 r/min初步確定2軸的最小直徑=41.9mm,由于軸端開(kāi)鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故需增大軸徑5%7%，取=452由齒輪的旋向分析2軸受力情況 （1）由以上計(jì)算分析可知道，大齒輪右旋，徑向力、圓周力、軸向力大小如下：N（2）2軸受力情況如（3-1）圖所示（3）求

14、垂直面的支承反力N（4）求水平面的支承反力（5）繪制垂直面的彎距圖（3-2）=1817×0.142/2=129.9Nm=-570×0.143/2=-40.8（6）繪制水平面的彎距圖（3-2）（7）求合成彎距（8）危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎距由圖（3-4）可見(jiàn)，截面a-a最危險(xiǎn)，其轉(zhuǎn)距=527.4Nm當(dāng)量彎距如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變力，取折合系數(shù)a=0.6，代入上式（9）校核直徑軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表14-1查得=650 MPa，由表14-3查得=60MPa考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大4%，故d=1.04×39.2=40.76故軸符合強(qiáng)度要求 第七節(jié)、滾動(dòng)

15、軸承的選擇及計(jì)算1、軸承的安裝方案軸1和軸2的軸承均采用正裝（面對(duì)面） ，其原因在于正裝軸承（面對(duì)面）適合于傳動(dòng)零件位于兩支承之間，軸承反裝（背靠背）適合于傳動(dòng)零件處于外伸端，而且支承跨距不大，故采用兩端固定式。軸承類型選為角接觸球軸承。入下圖所示： 正裝（面對(duì)面） 反裝（背靠背）2、 軸承的校核（1）軸承的預(yù)期壽命取為L(zhǎng)h=14400h，由前面的計(jì)算知道，=1247N，=1056N 2軸的工作轉(zhuǎn)速n2=111r/min，初選軸承7211AC，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表15-6得到基本額定動(dòng)載荷Cr=38.8KN，基本額定靜載荷Cor=31.8KN 由表16-13查得軸承的內(nèi)部軸向力為：因?yàn)镕2

16、+Fa2 F1所以Fa1= F2+ Fa2=2230.2NFa1= F1=1174.2N（2）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷由表16=13查得e=0.68而查表16-12得，X1=0.41，Y1=0.87，X2=1，Y2=0，所以P1X1Fr1Y1Fa1=0.41×24410.87×2230.2=2941.1NP2X2Fr2Y2Fa2=1726.8N（3）軸承壽命的校核因?yàn)檩S的結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，進(jìn)P1較大，故以它來(lái)校核軸承的壽命第八節(jié)、鍵聯(lián)接選擇及校核1， 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(wú)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

17、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2， 鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核1） 已知參數(shù)：1軸軸徑d25 mm，帶輪輪轂寬度為70mm扭矩T1=97.33Nm 載荷有輕微沖擊2軸安裝大齒輪處軸徑d60 mm，齒輪輪轂寬度為76mm扭矩T=527.4Nm 載荷有輕微沖擊安裝聯(lián)軸器處軸徑d45 mm，；聯(lián)軸器輪轂寬度為112mm扭矩T=527.4Nm 載荷有輕微沖擊鍵材料為45鋼2) 失效形式： 壓潰（鍵、軸、轂中較弱者靜聯(lián)接）磨損（動(dòng)聯(lián)接）鍵的剪斷（較少）校核擠壓強(qiáng)度條件為： 許用擠壓應(yīng)力 Mpa ，表5-1

18、 P113T扭矩（Nmm）h高度 l工作長(zhǎng)度 l=L-b （A型鍵L公稱長(zhǎng)度） d軸徑（mm）3）計(jì)算安裝帶輪處的鍵：安裝大齒輪處的鍵：安裝聯(lián)軸器處的鍵：所以，三個(gè)鍵均符合要求。第九節(jié)、聯(lián)軸器的選擇與校核1、由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。初選HL4聯(lián)軸器45×112 GB5014-85其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑， 軸孔長(zhǎng)， 許用轉(zhuǎn)速由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表17-1，可知道工作系數(shù)故計(jì)算轉(zhuǎn)距故聯(lián)軸器滿足要求第十節(jié)、減速器附件的選擇1、箱體及附件選擇箱體設(shè)計(jì)（mm）名稱符號(hào)參數(shù)設(shè)計(jì)原則箱體壁厚100.04a+d >8箱蓋壁厚1100.85>8凸緣厚度箱

19、座b151.5箱蓋b1151.51底座b2252.5箱座肋厚m8.50.85箱蓋肋厚m18.50.851地腳螺釘型號(hào)df18取M20單級(jí)齒輪減速器，0.036a+12數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d114.13取M160.75 df箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑尺寸d211.3取M12（0.5-0.6）df觀察孔蓋螺釘C2d4（0.3-0.4）df凸臺(tái)高度h結(jié)構(gòu)而定凸臺(tái)半徑R1= C2箱體外壁至軸承蓋座端面的距離l140C1+ C2+(510)注釋：a：中心距之和，a190mm 2、附件為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油

20、、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。 名稱規(guī)格或參數(shù)作用窺視孔視孔蓋145×112為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。圖中檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。材料為鑄鐵通氣器通氣螺塞M12×1.25減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。材料為Q235軸承蓋凸緣式軸承蓋六角螺栓（M8）固定軸系部件的

21、軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。圖中采用的是凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。材料為HT150定位銷M6×35為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。中采用的兩個(gè)定位圓錐銷，安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，對(duì)稱箱體應(yīng)呈對(duì)稱布置，以免錯(cuò)裝。材料為45號(hào)鋼油面指示器油標(biāo)尺M(jìn)12檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器，采用2型 油塞M14×1.5換油時(shí)，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部，油池的最低位置處開(kāi)設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住，油塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈（耐油橡膠）。材料為Q235起蓋螺釘M8×30為加強(qiáng)密封效果，通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開(kāi)蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置，加工出1個(gè)螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動(dòng)啟箱螺釘便可將上箱蓋