機械設(shè)計課程設(shè)計—減速器

1、貴州師范大學(xué)機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書20122013學(xué)年第一學(xué)期學(xué) 院：機械與電氣工程學(xué)院專 業(yè)：機械設(shè)計制造與自動化學(xué)生姓名： 學(xué) 號：1014設(shè)計題目：鏈?zhǔn)竭\輸機傳動系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo)教師：鄧 靜、陸 蘊 香 2013年元月九日機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書1、 設(shè)計目的：1、 通過機械設(shè)計課程設(shè)計，綜合運用機械設(shè)計課程設(shè)計和其他有關(guān)選修課程的理論和實際知識，使所學(xué)知識進一步鞏固、深化和發(fā)展。2、 讓學(xué)生了解機械設(shè)計的基本過程、一般方法和設(shè)計思路，能夠初步根據(jù)要求進行傳動裝置的方案設(shè)計和主要傳動零件的設(shè)計，并繪制總裝配圖和主要零件工作圖。3、 培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力。4、

2、培養(yǎng)學(xué)生機械設(shè)計的基本技能，如：計算、繪圖、查閱設(shè)計資料與手冊，熟悉設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。5、為今后的畢業(yè)設(shè)計和工作打下良好的基礎(chǔ)。二、設(shè)計題目：鏈?zhǔn)竭\輸機傳動系統(tǒng)設(shè)計三、設(shè)計內(nèi)容：1、已知條件1）鏈?zhǔn)竭\輸機傳動系統(tǒng)示意圖：（運動簡圖）2）工作條件：運輸機工作時有輕微沖擊，單向運轉(zhuǎn)，兩班制工作，使用年限5年，每 年 250天，允許運輸帶速度誤差為±5%。2、設(shè)計內(nèi)容：完成傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制傳動系統(tǒng)的裝配圖和主要零件工作圖，編寫設(shè)計說明書。設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：鏈?zhǔn)竭\輸機傳動系統(tǒng)設(shè)計原始數(shù)據(jù)：曳引鏈拉力F(N)=10500N；曳引鏈速度V=0.35m/s； 曳引鏈鏈輪齒數(shù)Z=8；

3、曳引鏈鏈節(jié)距P=80mm。工作條件：運輸機工作時有輕微沖擊，單向運轉(zhuǎn)，兩班制工作，使用年限5年，每年250天，允許運輸帶速度誤差為±5%。 計算與說明主要結(jié)果一、電動機的選擇與運動參數(shù)的計算 （1） 電動機的選擇1、 求工作機的所需功率式中F=10500N；V=10.35m/s；由手冊查得：=0.98； =0.99 2、 求電動機所需功率: 查手冊得：彈性聯(lián)軸器效率=0.99； 滾動軸承效率=0.99; 圓柱齒輪傳動效率=0.97； 圓錐齒輪傳動效率=0.97; 鏈傳動效率=0.96; 故3、選擇電動機查手冊得選電動機額定功率Ped=5.5KW> Pd=4.37KW 查資料：選

4、取電動機的型號Y132S4 則電動機額定功率 電動機主要參數(shù)如下：型號：Y132S -4 電流11.6A 效率85.5% 功率因數(shù)0.84 軸的直徑 伸出軸長度E=110（2） 總傳動比計算及傳動比分配.1.總傳動比計算: 曳引鏈的轉(zhuǎn)速：，z=8，p=80,總傳動比2. 傳動比的分配 由 （錐齒輪， 圓柱齒輪 鏈） 查相關(guān)資料：=2.5，=4.5 （3） 傳動裝置運動參數(shù)的計算1.各軸功率的確定 電動機軸：高速軸的輸入功率：II軸： 軸：IV軸：2.各軸的轉(zhuǎn)速計算 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩計算 各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩列于下表：軸名功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)矩（N·m）I軸5.451440

5、36.1II軸5.357687.9III軸4.92128367IV軸4.54321354.92、 圓柱齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計1.選擇材料：小齒輪選用400r調(diào)質(zhì)處理，1. 大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理， 備注：腳標(biāo)1代表小齒輪，2代表大齒輪2.按齒面接觸疲勞強度初步設(shè)計 由式（9-23） （1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（2）齒寬系數(shù)，查手冊，軟齒面非對稱布置取=0.8（3）齒輪比u 對減速運動u=i=4.5（4）載荷系數(shù)K:初選k=2（直齒輪，非對稱布置）（5）確定許用接觸應(yīng)力 a.解除疲勞極限應(yīng)力，由圖9-34c查得 b.安全系數(shù)SH由表9-11查得，取SH=1c.壽命系數(shù) 由式9-30計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60a

6、nt 式中 查圖9-35得(6) 計算小齒輪分度圓直徑：（7）初步確定主要參數(shù)A. 選取齒數(shù):去B. .計算模數(shù):取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm.C. 計算分度圓直徑D. 計算中心距：E. 計算齒寬：3、 經(jīng)驗算：齒面接觸疲勞強度、齒根彎曲疲勞強度均合適。4、 確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸。5. 確定齒輪制造精度。6. 按機械設(shè)計手冊推薦確定其齒厚偏差，小齒輪為GJ，在其零件工作圖上標(biāo)記為：8GJ GB/T10095-1988，大齒輪厚偏差為HK，在其零件工作圖上標(biāo)記為：8HK GB/T10095-1988.3、 鏈傳動設(shè)計1、選定鏈輪齒數(shù) 初步假設(shè)鏈速3m/s，由表8-8查得小鏈輪齒數(shù) 2、 根據(jù)實用

7、功率曲線，選鏈條型號初定中心距 取=130節(jié)，由于中心距可調(diào)，可不算實際中心距。 估計鏈條鏈板可能產(chǎn)生疲勞破壞，由表8-6查，由表8-7查得由表8-5查得=1.2 該鏈條在實驗條件下所需傳遞的功率由圖8-1，按P=25.4mm且3、 校核鏈速 與原假設(shè)3m/s范圍符合4、 計算鏈長和中心距 鏈長L： 中心距： 中心距調(diào)整量a2p=2×25.4=50.8mm5、計算作用在軸上的壓軸力工作拉力： 作用在軸上的壓軸力 計算結(jié)果：鏈條型號16A-1×130 GB/T1243-19974、 直齒錐齒輪設(shè)計1、 材料選用：大小輪均采用20Cr滲碳，淬火，齒面硬度58-63HRC，齒面粗

8、糙度 ，采用100號中極圧齒輪潤滑油2、 初步設(shè)計設(shè)計公式 載荷系數(shù)k=1.5齒數(shù)比u=i= 估算時的齒輪許用接觸應(yīng)力 估算時的安全系數(shù)=1.1估算結(jié)果3、 幾何計算外錐距齒寬系數(shù)取齒寬： 中點模數(shù) 中點分度圓直徑 大齒端根高全齒高： 頂錐角： 安裝距: 冠頂距： 大端分度圓弧齒厚：大端分度圓弦齒厚：大端分度圓弦齒高：當(dāng)量齒數(shù)：當(dāng)量齒輪分度圓直徑：當(dāng)量齒輪頂圓直徑：當(dāng)量齒輪根圓直徑：當(dāng)量齒輪傳動中心距：當(dāng)量齒輪基圓齒輪：嚙合線長度：端面重合度：齒中部接觸線長度：4、 經(jīng)校核齒面接觸疲勞強度與齒根抗彎疲勞校核均符合要求。5、 結(jié)構(gòu)和工作圖：小齒輪結(jié)構(gòu)齒輪軸，大齒輪為鍛造孔板式。5、 聯(lián)軸器的選擇

9、初選彈性柱銷聯(lián)軸器（見圖1)圖1彈性柱銷聯(lián)軸器利用非金屬材料制成的柱銷置于兩半聯(lián)軸器凸緣上的孔中，以實現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的連接，由于柱銷與柱銷孔為間隙配合，且柱銷富有彈性，因而獲得補償兩軸相對位移和緩沖的性能，柱銷的一端成鼓形。柱銷的材料目前主要用MC尼龍6制成，其抗拉強度54MPa，抗彎強度70MPa,抗壓強度60MPa,抗剪強度52MPa。彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，裝拆更換方便。不需潤滑，幷有較好的耐磨性。但尼龍易吸潮變形，尺寸穩(wěn)定性較差，導(dǎo)熱率低，使用時應(yīng)注意環(huán)境的影響。適用于對工作可靠性要求不高的傳動軸系。查相關(guān)資料得，Y132S4電動機的相關(guān)參數(shù)；電動機旋轉(zhuǎn)軸升出長度L=110m

10、m，旋轉(zhuǎn)軸的直徑。根據(jù)電動機的參數(shù)選擇聯(lián)軸器的型號為LH3，軸長度型。查相關(guān)資料LH3型凸緣式聯(lián)軸器的基本參數(shù)和主要尺寸：公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速 綜上所述：LH3型凸緣式聯(lián)軸器的機械性能滿足該運輸機系統(tǒng)傳遞的工作要求。 即可正確選用LH3(型軸孔)型凸緣式聯(lián)軸器。六、六、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1） 選擇軸的材料：軸的材料選用45號鋼，；調(diào)質(zhì)處理，查相關(guān)資料得：(2) 初步確定軸端直徑最小直徑在連接聯(lián)軸器處：，查表13-2，c=118107，則因裝聯(lián)軸器處有一鍵槽，故軸徑增大5%，d1.05×(18.3916.675)mm=19.30917.508mm因所選的聯(lián)軸器為LH3型，內(nèi)孔直徑D=42mm.

11、即軸的最小段直徑取標(biāo)準(zhǔn)值d=42mmm.(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)在初估軸徑幷合理安排軸上零件（聯(lián)軸器、軸承1、2）軸向位置的基礎(chǔ)上，按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，解決好軸和軸上零件的軸向位置固定；軸上零件與軸的周向連接；軸結(jié)構(gòu)便于制造；軸上零件便于裝拆；避免減少應(yīng)力集中等。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（如圖2）圖2該軸為錐齒輪軸，軸和錐齒齒輪為整體式。軸的左端通過聯(lián)軸器與電動機軸連接。右端為直齒錐齒齒輪，中間軸頸處裝有兩個30210型圓錐滾子軸承，兩軸承間用套筒作軸向固定。軸的徑向尺寸和軸向尺寸計算：軸頭，裝聯(lián)軸器處。由于選用LH3型聯(lián)軸器的內(nèi)徑為42mm,所以取軸的直徑=42mm。經(jīng)初步估算軸的最細直徑。=42mm>

12、,所以符合軸的扭矩強度。根據(jù)LH3型聯(lián)軸器（型軸孔），軸孔的長度L=84mm，即取軸的長度=84mm。軸肩：聯(lián)軸器的軸向固定處。直徑變化510mm,幷考慮密封件的尺寸，取=48mm。軸向尺寸=H+e+m=(20+10+20)mm=50mm。H:聯(lián)軸器端面與軸承蓋間的距離；為避免干涉，取H=20mm；e：軸承蓋厚度，取e=10mm；m：軸承蓋止推套筒長度，取m=20mm.軸頸：裝有兩軸承。初選軸承為圓錐滾子軸承30210型，應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列，=+（12）mm，取=50mm。查手冊，30210型軸承寬度T=21.75mm。兩軸承的間距a=20mm，取T=22mm。軸肩：軸承的軸向固定處。直徑變化

13、510mm，取。軸肩的寬度取。軸身：。圓錐齒輪：，軸的總長度鍵的選用： 軸的左端安裝聯(lián)軸器；選用C型鏈。因軸的直徑 材料選用45號鋼。鍵的校核： II軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（如下圖3）圖3軸的徑向尺寸和軸向尺寸計算：軸徑安裝軸承處：I軸中選用30210型圓錐滾子軸承，同一減速器系統(tǒng)機構(gòu)中，為了降低設(shè)計難度和加工難度，盡量選用同一軸承。即軸徑軸承內(nèi)徑D=50mm.軸徑長度=T+a+2mm=(22+5+15+2)mm=44mm.T軸承的近似寬度；a齒輪至殼體內(nèi)壁的距離，取a=15mm;軸承至殼體內(nèi)壁的距離，取=5mm。安裝圓錐齒輪處：為便于齒輪裝拆，取標(biāo)準(zhǔn)值，軸的徑向長度由齒輪寬b確定，。軸環(huán)直徑：查手冊。

14、軸環(huán)寬度：，取整。直齒圓柱齒輪：基本尺寸有前面齒輪設(shè)計可知。安裝軸承處，同。軸的總長度。鍵的選用： 軸安裝錐齒輪處選用A型鏈。因軸的直徑 材料選用45號鋼。鍵的校核：（b×h×l=16×10×50） III軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（如下圖4）圖4在初估軸徑幷合理安排軸上零件（齒輪、鏈輪、滾動軸承等）軸向位置的基礎(chǔ)上，按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，解決好軸和軸上零件的軸向位置固定；軸上零件與軸的周向連接；軸結(jié)構(gòu)便于制造；軸上零件便于裝拆；避免減少應(yīng)力集中等。軸的徑向尺寸和軸向尺寸的計算：安裝鏈輪處直徑；初算取標(biāo)準(zhǔn)直徑軸向尺寸根據(jù)鏈輪輪轂寬度確定，應(yīng)比輪轂寬度短12mm，鏈輪輪轂

15、寬度為（1.52）(1.52)×42mm=6384mm，取鏈輪輪轂寬度為63mm，。鏈輪軸向固定軸肩：直徑變化510mm，幷考慮密封件的尺寸，取。H:鏈輪端面與軸承蓋間的距離，為避免干涉，取H=20mm。e:軸承蓋厚度，取e=10mm；m：軸承蓋止推套筒長度，取m=20mm。裝軸承處直徑：應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列，=50mm。（選用30210圓錐滾子軸承）。徑向尺寸：。查手冊，30210軸承寬度T=21.75mm,計算時近似T=22mm。a：齒輪至殼體內(nèi)壁的距離，取a=15mm；：軸承至殼體內(nèi)壁的距離，取=5mm。裝左端軸承處直徑：同一軸上兩軸承型號相同，；。裝齒輪處直徑：為便于齒輪裝拆，

16、取標(biāo)準(zhǔn)值，由齒輪寬度b確定，b=58mm，。軸環(huán)直徑由手冊查得由軸環(huán)寬度b1.4h×6=8.4mm，取=10mm。軸承軸向固定軸肩直徑：查軸承30210安裝尺寸，徑向長度。軸的總長度：該軸上、兩處分別安裝鏈輪和直齒圓柱齒輪；需要鍵連接。鍵的選用：裝鏈輪處選用C型鍵，由，查手冊取的鍵。裝齒輪處：A型鍵，由，查手冊取的鍵；。鍵的材料選用45號鋼。鍵的校核：1.校核鍵：鍵的工作長度：鍵與輪轂接觸高度：。由式（41）得 查表41得。因，故所選鍵滿足要求。2.校核鍵：鍵的工作長度：鍵與輪轂接觸高度：。由式（41）得 查表41得。因，故所選鍵滿足要求。7、 軸的強度校核計算1. 軸的受力分析求軸

17、上扭矩求齒輪上的作用力2.III軸低速軸的強度校核繪制軸空間受力圖作水平面H和垂直面V內(nèi)的受力圖，并計算支座力。H面V面計算H面及V面內(nèi)的彎矩，幷作彎矩圖H面V面計算合成彎矩幷作圖（5）計算并作圖（6） 計算當(dāng)量彎矩幷作圖 （7） 校核軸的強度在B處 所以低速軸B處的強度足夠。所以低速軸D處的強度足夠。由于在軸徑最小處和受載最大處的強度都足夠，由此可知低速軸的強度足夠。8、 減速器箱體的結(jié)構(gòu)及設(shè)計1. 減速器箱體尺寸計算箱體壁厚：箱體壁厚： 取箱座凸緣壁厚b：箱蓋凸緣壁厚箱座低凸緣壁厚地腳螺釘直徑及數(shù)目n：，取M20的地腳螺釘，地腳螺釘數(shù)目n=4.軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：，取M12的螺栓。軸承端蓋螺釘直徑：取M8的螺釘。外箱壁至軸承座端蓋面的距離：取。箱座底部外箱壁