說明書機(jī)械畢業(yè)課程設(shè)計(jì)

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)一 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)1. 二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器該方案由于齒輪相對(duì)軸承為不對(duì)稱布置，故齒向載荷分配不均， 對(duì)軸剛度要求較高， 且展開式布置長(zhǎng)度方向過長(zhǎng)，在傳送帶的工作方向占用太多空間；2. 二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器該方案長(zhǎng)度方向尺寸較小，兩級(jí)齒輪直徑接近，有利于浸油潤(rùn)滑；3錐齒輪減速器該方案錐齒輪的傳動(dòng)對(duì)齒輪的制造安裝要求較高，不符合一般機(jī)械制造廠，小批量生產(chǎn)的條件；4.單級(jí)蝸桿減速器蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比大，適用于高速級(jí)，但傳動(dòng)效率低；結(jié)合設(shè)計(jì)條件及減速器工作環(huán)境，選用二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器。二 電動(dòng)機(jī)選擇1.工作機(jī)參數(shù)題號(hào)參數(shù)4運(yùn)輸帶工作拉力

2、 FKN2.5運(yùn)輸帶工作速度 v(ms)1.1卷筒長(zhǎng)度 Dmm60012.工作條件本減速器使用的原動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)。 通用的電動(dòng)機(jī)為Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)， Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)，B 級(jí)絕緣，工作環(huán)境溫度不超過+40°C，相對(duì)濕度不超過95% ，額定電壓 380V，頻率 50HZ 。其安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲底、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。故選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。3.計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率由計(jì)算：帶拉力 F=2.5KN，帶速 V=1.1ms,滾

3、筒直徑 D=400mm，滾筒長(zhǎng)度 L=600mm.則 工作機(jī)工作功率 PwFV2.5 1.1 kw 2.86kw1000 W0.96根據(jù)工作環(huán)境，查表，可得：a) 選擇凸緣聯(lián)軸器，查表可得：其效率為；b) 固定各傳動(dòng)軸的滾動(dòng)軸承為滾動(dòng)軸承，由于為直齒圓柱齒輪 ,軸向力很小 ,可以忽略 ,選用球軸承 (稀油潤(rùn)滑 ),查表 ,;c) 由于傳動(dòng)精度不太高 ,齒輪精度選用中等精度 8 級(jí)精度 (油潤(rùn)滑 ), 查表 ,;d) 攪油效率 :;2e) 固定滾筒軸采用滑動(dòng)軸承 ,潤(rùn)滑正常 .即則由以上可知 ,電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率為:22222220. 9820.97 0.8聯(lián)滾嚙攪滑0. 970. 990.

4、 97故所需的電動(dòng)機(jī)的功率為:4.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算由于齒輪傳動(dòng)中各單級(jí)傳動(dòng)比一般為35,且故601000/ min, 且 nw52. 5rD即在 472.25rmin1312.5rmin 之間綜合電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速，可確定電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速取1000rmin額定功率取 4kw，查表，型號(hào)選用 Y132M1-6.該型號(hào)電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)為：電動(dòng)機(jī)型額定功滿載轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩總傳動(dòng)比號(hào)率 KW（rmin）Y132M-649602.02.218.2電機(jī)軸尺寸 :直徑D=38mm鍵槽寬F=10mm伸出軸長(zhǎng)E=80mm槽深電動(dòng)機(jī)中心高H=132mm電動(dòng)機(jī)總長(zhǎng) L=515mm總寬 347.5mm三 傳動(dòng)系統(tǒng)的

5、參數(shù)計(jì)算與設(shè)計(jì)31.傳動(dòng)比設(shè)計(jì)與分配總傳動(dòng)比由于傳動(dòng)為二級(jí)同軸式圓柱齒輪傳動(dòng)，取故，滿足傳動(dòng)比在35 之間2.確定各軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩a) 各軸轉(zhuǎn)速n2n1960225. 8/ mini 14. 25rn3n4n253. 1r /mini 2b) 各軸輸入功率P2P1滾嚙3. 37kwP3P2滾嚙聯(lián)3. 17kwP4P3滾攪聯(lián)2. 98kwc) 各軸的轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸 TdPd35. 6N m T1 9550P134. 5N m9550n1nd綜上，傳動(dòng)參數(shù)如下：4參數(shù)功率（ KW ）轉(zhuǎn)速（ rmin）轉(zhuǎn)矩（ N·m）軸電動(dòng)機(jī)軸3.5896035.6軸3.4796034.5軸3.3722

6、5.8142.5軸3.1753.1570.1軸2.9853.1535.95四、齒輪設(shè)計(jì)由于工作條件為單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，輸送帶水平放置，且為小批量生產(chǎn)，考慮到為同軸式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩級(jí)傳動(dòng)比一致，為簡(jiǎn)化安裝及維修，兩級(jí)均采用圓柱直齒輪傳動(dòng)。同時(shí)，為使結(jié)構(gòu)更加緊湊，采用硬齒面齒輪傳動(dòng)。 由于是閉式硬齒面齒輪，其主要失效形式是輪齒彎曲疲勞折斷。1、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)首先計(jì)算高速級(jí)齒輪傳動(dòng)初選材料：小齒輪：40CrNi2Mo，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 294326HBW；大齒輪：37SiMn2MoV，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 263294HBW；根據(jù)小齒輪齒面硬度310HBW 和大齒輪齒面硬度270HBW ，按輪齒

7、接觸疲勞極限應(yīng)力圖MQ 線查得齒面接觸疲勞極限應(yīng)力為：，5按齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力圖MQ 線查得輪齒彎曲疲勞極限應(yīng)力為：，循環(huán)次數(shù) N1 60 n1th6019608 36016 2.65109;N2 60n2 th60 1225.8 8360 166.24 108 ;按壽命系數(shù)圖查得接觸壽命系數(shù)按壽命系數(shù)圖查得彎曲壽命系數(shù)查表取最小安全系數(shù)：于是H 1H lim1Z N17500.98MPa668.2MPa ;SH1.1H 2H lim2ZN 2730 1MPa663.63MPa ;SH1.1F 1EF1 YN12300.95MPa156MPa ;SF1.4F 2EF 2 YN22100.98

8、 MPa147MPa ;SF1.4按齒輪的彎曲疲勞承載能力計(jì)算齒輪的主要參數(shù)：確定計(jì)算載荷：小齒輪轉(zhuǎn)矩查表，考慮本齒輪傳動(dòng)是斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，軸承相對(duì)齒輪不對(duì)稱布置，取載荷系數(shù) K=1.2，則KT1K A K K K T11.334.5 Nm45.20 Nm6齒寬系數(shù)查表，硬齒面取，取傳動(dòng)比，32171 3104.25 12d2.5 17560.454.256 6 0故a1 4.25 60.45取 a=160mm，則由經(jīng)驗(yàn)工公式，2158.，8，取 m=0.015a=2.4,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3,則：，為使中心距以0，5 結(jié)尾，取，則反算中心距， am ( z1 z2 )3(2510

9、5)mm195mm ，22檢驗(yàn)傳動(dòng)比，傳動(dòng)比誤差為： uu'100%4.25 4.21.18% ，u4.25符合要求。選擇齒輪精度，齒輪圓周速度并考慮齒輪用途，選擇7 級(jí)齒輪精度。精確計(jì)算計(jì)算載荷查表，由于電動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，載荷均勻，以及齒輪精度，運(yùn)動(dòng)速度，查表可取，齒輪傳動(dòng)嚙合寬度查表得，齒間載荷分配系數(shù)，查表，減速器軸剛度較大，齒向載荷分布系數(shù)，KK A K K K1 1.1 1.1 1.081.317KT1K AK K K T11.3134.5 Nm45.2Nm驗(yàn)算輪齒接觸疲勞承載能力HZH ZEKFt ( u 1)Hbd1u區(qū)域系數(shù)查圖，標(biāo)準(zhǔn)齒輪,彈性系數(shù)查表得，；因大齒輪的許用

10、齒面接觸疲勞應(yīng)力值較小，故將代入，于是HZH ZEKFt (u1) 2.5 189.81.21 1000 (4.25 1) 282.23MPaH 2齒bd1u65 654.25面接觸疲勞強(qiáng)度足夠。驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞承載能力查圖，可得兩輪復(fù)合齒形系數(shù)為：,F1KFt YF11.2110004.26 26.43MPabm653F 2KFt YF 21.571000 3.95 31.8MPabm65 3F 1F 2156MPa147 MPa輪齒彎曲疲勞承載能力足夠。2、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)由于該減速器為小批量生產(chǎn)且為同軸式傳動(dòng)，為減少材料種類及生產(chǎn)成本，便于減速器的維修和維護(hù)，兩級(jí)傳動(dòng)用樣的齒輪，故對(duì)低

11、速級(jí)進(jìn)行強(qiáng)度校核如下 ;KKAKKK11.1 1.1 1.081.31KT3KAK KK T31.31 142.53Nm 186.71N m8驗(yàn)算輪齒接觸疲勞承載能力KFtu1HZHZEZ()bd3uH區(qū)域系數(shù)查圖，標(biāo)準(zhǔn)齒輪,彈性系數(shù)查表得，因大齒輪的許用齒面接觸疲勞應(yīng)力值較小，故將代入，于是HZH ZEKFt (u1) 2.5 189.84.981000 ( 4.25 1) 533.1MPaH 4bd3u75654.25齒面接觸疲勞強(qiáng)度足夠。驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞承載能力F3KF t YF 3Y 34.981000 4.26 108.8MPaF 3156MPabm653F 4KFt YF 44.9

12、81000 3.95 100.8MPaF 4147MPabm653輪齒彎曲疲勞承載能力足夠。則兩級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)幾何尺寸：名稱小齒輪大齒輪模數(shù)33分度圓直徑75315齒頂高33齒根高3.753.75全齒高6.756.759齒頂圓直徑81321齒根圓直徑67.5307.5頂隙0.75標(biāo)準(zhǔn)中心距195節(jié)圓直徑75315傳動(dòng)比 i齒寬 b7565五、聯(lián)軸器設(shè)計(jì)1、輸入軸聯(lián)軸器電動(dòng)機(jī) Y132M1-6 的參數(shù)：機(jī)座外形尺寸底腳安軸伸尺H號(hào)裝尺寸寸Y160L132根據(jù)電動(dòng)機(jī)軸和軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速（ rmin ）轉(zhuǎn)矩（ N·m）電動(dòng)機(jī)軸96035.6軸96034.5查手冊(cè)可選擇凸緣聯(lián)軸器型號(hào)為

13、GY5 ，配對(duì)型號(hào) ,其參數(shù)如下：10Y型公稱轉(zhuǎn)許 用 轉(zhuǎn)軸 孔外 徑型號(hào)軸 孔矩速直徑mm長(zhǎng)度GY5400800030，38821202、輸出軸聯(lián)軸器軸、軸的工作參數(shù)：參數(shù)轉(zhuǎn)速（ rmin）轉(zhuǎn)矩（ N·m）軸軸53.1570.1軸53.1525.95查手冊(cè)選擇凸緣聯(lián)軸器型號(hào)為GYH6 ，配對(duì)型號(hào)為其參數(shù)如下：Y 型軸孔型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑長(zhǎng)度外徑 mmGYH690060004511230六、軸的設(shè)計(jì)軸的示意簡(jiǎn)圖：軸軸軸111.軸設(shè)計(jì)軸示意簡(jiǎn)圖如上所示：（1）軸直徑設(shè)計(jì)軸材料選擇 45 號(hào)鋼，查表可得， d1A03 P1103 3.4716.88mmn960對(duì)于的軸，當(dāng)軸的同

14、一截面上開有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑應(yīng)加大5% ，則：d1 'd1(15%)16.88 1.0517.74mm取 GY5 凸緣聯(lián)軸器，軸孔直徑查表選滿足上述計(jì)算式直徑。取，（2）軸各軸段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)1）根據(jù)軸徑選擇角接觸球軸承的型號(hào)：軸承代號(hào)dDBa極限轉(zhuǎn)速7009C457516691625.820.5100002）選擇凸緣式軸承蓋，材料為HT200, 軸承外徑 D=75mm,螺釘直徑，螺釘數(shù)為 4；軸承蓋參數(shù)如下：12D0D2.5d3752.5895mm;D2D02.5d3952.58115mm;e1.2d31.2 8 9.6mm 10mm;D4D(10 15)75 1065mm;D6D(24)

15、75273mm;D5D 03d3953871mm;m10mm;3）密封圈選用氈圈密封。其參數(shù)為：軸徑 dD4053397則；;軸各軸段主要參數(shù)設(shè)計(jì)如下：1234567dmm3-404555475145lmm5656166709312、軸設(shè)計(jì)軸示意簡(jiǎn)圖：（ 1）軸直徑設(shè)計(jì)軸材料選擇 45 鋼 ，取則， d1A0 3P11033.3727.08mmn225.8對(duì)于的軸，當(dāng)軸的同一截面上開有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑應(yīng)加大5% ；13則： d1 'd1(15%)27.08 1.0528.43mm取，滿足上述計(jì)算式直徑。；d553mm; d647mm; d744mm; d840mm（2）軸各軸段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)

16、1)選擇凸緣式軸承蓋，材料為HT200, 軸承外徑 D=80mm,螺釘直徑，螺釘數(shù)為 4；凸緣式軸承蓋參數(shù)：D0D2.5d3802.58100mm;D2D02.5d31002.58 120mm;e1.2d31.2 8 9.6mm 10mm;D4D(10 15)801070 mm;D6D(24)80278mm;D5D03d310031070mm; m 8mm2）根據(jù)軸徑選擇圓錐滾子軸承的型號(hào)：軸承代號(hào)dDBa極限轉(zhuǎn)速34.32.23.7208B408018739000555則：； ； ；l550mm; l670mm; l78mm; l825mm軸各軸段主要參數(shù)設(shè)計(jì)如下：1234567814Dmm

17、4046707853474440lmm2518601050708253、軸設(shè)計(jì)軸示意簡(jiǎn)圖：（1）軸直徑設(shè)計(jì)軸材料選擇 45 鋼 ，取 ,d1A03 P110 3 8.959.12mmn57.33對(duì)于的軸，當(dāng)軸的同一截面上開有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑應(yīng)加大5% 即，d1 'd1 (1 5%)42.8 1.0544.9mm滿足上述計(jì)算式直徑。?。唬?）軸各軸段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)1）根據(jù)軸徑選擇角接觸球軸承的型號(hào)：軸承代號(hào)dDBa極限轉(zhuǎn)速7013C65100189320.14035.570002）選擇凸緣式軸承蓋，材料為HT200, 軸承外徑 D=100mm,螺釘直徑，螺釘數(shù)為 4；凸緣式軸承蓋參數(shù)：15D0

18、D2.5d31002.58120mm;D2D02.5d31202.58140mm;e1.2d31.21012mm;D4D(10 15)10010 90mm;D6D(2 4) 100298mm;D5D03d3 12031090mm;m10mm;3）密封圈選用氈圈密封。其參數(shù)為：軸徑 dD6584638取 GYH6 凸緣聯(lián)軸器， Y 型軸孔長(zhǎng)度為 112mm，則：； ；軸各軸段主要參數(shù)設(shè)計(jì)如下：1234567d45556578707265l1086021660521七、軸承的設(shè)計(jì)與校核1、軸角接觸球軸承校核軸承代號(hào)dDBa極限轉(zhuǎn)速7009C457516691625.820.51000016齒輪一的

19、受力分析：2T1234.5Ft10.92KNd175Fr 1Ft1 tan0.92 tan200.33KNl Ab123Ba54mm2l Bb15b2b323 Ba 150mm222則： Rx1Rx 21 Fr 10.17 kN ; Ry1 Ry21 Fr10.46kN ，則22FR1Rx12Ry120.49kNFR2 ；軸承只受軸向力，則當(dāng)量載荷，7009C 角接觸球軸承的基本額定動(dòng)載荷求軸承 1 的壽命對(duì)球軸承有：，取，10631063fT Cr1Lh125.8560nf p P160 96012.510 h0.49一年的工作天數(shù) =360 天。兩班制，即工作16 小時(shí)。所以將軸承1 的壽

20、命折合為年得：年滿足設(shè)計(jì)要求。2、軸角接觸球軸承校核軸承代號(hào)dDBa極限轉(zhuǎn)速1734.32.23.7208B408018739000555齒輪二的受力分析：Ft 22T22142.550.91KNd2315Fr 2Ft 2tan0.91tan20 0.33KN齒輪三的受力分析：Ft 32T32142.553.8KN ； Fr 3Ft 3tan3.8tan20 1.38KNd375尺寸如圖中標(biāo)注。則計(jì)算可得：FX 3Fr 327Fr 2157;FX4Fr 3 166Fr 2361930.075kN1931.13 kN ;Fy 3Ft 2157Ft 3271.27 kN ； Fy4Ft 236 F

21、t 31663.44kN；193193則： FR2Fx 22Fy2 21.27 kN ; FR3Fx32Fy3 23.62 kN7208B 軸承的基本額定動(dòng)載荷，求軸承 1 的壽命取，10631063fT Cr132.5Lh 3f p P360 225.8153413.3h60n3.62一年的工作天數(shù) =360 天。兩班制，即工作16 小時(shí)。所以將軸承1 的壽18命折合為年得：年滿足設(shè)計(jì)要求。3、軸角接觸球軸承校核軸承代號(hào)dDBa極限轉(zhuǎn)速7013C65100189320.14035.57000軸受力分析：2T3253.1Ft 40.34KNd353.1Fr 4Ft 4tan0.34 tan20

22、 0.13KN尺寸如圖所示：FX 5 0.05KN; FX 60.08KN ; FY 50.13KN ; FY 6 0.21KN ;則： FR60.2120.0820.23KN7013C 角接觸球軸承的基本額定動(dòng)載荷，求軸承 1 的壽命取，10631063fT Cr140.5Lh 61.9 107 h60nf p P660 53.1 10.2319一年的工作天數(shù) =360 天。兩班制，即工作16 小時(shí)。所以將軸承1 的壽命折合為年得：年滿足設(shè)計(jì)要求八、 軸的校核1.軸校核a)軸受力分析：b)水平面受力如圖：c)彎矩圖為：d)垂直受力為：20e）彎矩圖為：f)轉(zhuǎn)矩圖為：2T1234.5Ft10.

23、92KNd175Fr 1 Ft tan3.14 tan20 0.33KN各力的值如軸承校核處，則：M xmax9.18 Nm; M ymax24.84 Nm;且均在同一截面處，故 M maxM 12M 2226.48 N m ，M max24(T)23.2MPaca()2WW45 號(hào)鋼的遠(yuǎn)大于此，故該軸強(qiáng)度滿足要求。2、軸校核21軸受力分析：a）水平面受力如圖b)彎矩圖為：c)豎直面受力為：d)彎矩圖為 :22e)轉(zhuǎn)矩圖為：各力數(shù)值如軸承校核處，則：M maxM 12M 2230.45292.52297.4 NmM max)24(T2)212.48MPa 55MPaca(WtW45 鋼強(qiáng)度大于

24、此，故該軸強(qiáng)度滿足要求。3、軸校核a)齒輪四的受力分析：b)水平面受力如圖：23c)彎矩圖如圖：d）豎直面如圖：e)彎矩圖為：f)轉(zhuǎn)矩圖為：24各力數(shù)值如軸承校核處，M maxM 12M 222.426.24 26.69 NmM max24(T2)29.97MPa 55MPaca()WtW45 鋼許用強(qiáng)度遠(yuǎn)大于此，故該軸強(qiáng)度滿足要求。九、鍵的校核1、軸鍵的選擇和校核1 根據(jù)軸段直徑選擇A 型（圓頭普通平鍵）鍵，基本尺寸如下：公稱直徑 db*hLt308*7504材料選用鑄鐵，許用擠壓應(yīng)力為110MPa，則：有效工作長(zhǎng)度為：l=50-8=40mm2T234.5103p30 42318MPaFdlk滿足要求。2 高速級(jí)和低速級(jí)小齒輪所用鍵25根據(jù)軸直徑選用A 型平鍵，尺寸如下：公稱直徑 db*hLt4714*9705.5材料選用鑄鐵，則有效長(zhǎng)度為：l=56-14=42故2T2225.8103p47 4265MPaFdlk3.52、軸鍵的選擇和校核高速級(jí)大齒輪選擇A 型（圓頭普通平鍵）鍵，基本尺寸如下：公稱直徑 db*hLt7020*12507.5材料選用鑄鐵，則：有