二級減速器課程設(shè)計DOC

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：設(shè)計帶式輸送機中的傳動裝置專業(yè)年級：機電12-1學 號：王洪旭 學生姓名：1230120122 指導教師：劉同亮 機械工程系完成時間 2014年 7 月 4 日機械設(shè)計課程設(shè)計任務書學生姓名： 王洪旭 學號： 1230120122 專業(yè)：機電12-1任務起止時間：2014年 6月 23 日至 2014年7 月4日設(shè)計題目：設(shè)計帶式輸送機中的傳動裝置一、 傳動方案如圖1所示：1軸圖1 帶式輸送機減速裝置方案二、原始數(shù)據(jù)滾筒直徑d /mm800傳送帶運行速度v /(m/s)運輸帶上牽引力F /N1900每日工作時數(shù)T /h24傳動工作年限5單向連續(xù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，常溫

2、空載啟動。三、設(shè)計任務：1.減速器裝配圖1張（A0圖紙）2.低速軸零件圖1張（A3圖紙）3.低速軸齒輪零件圖1張（A3圖紙）在三周內(nèi)完成并通過答辯參考資料：機械設(shè)計 機械設(shè)計基礎(chǔ) 課程設(shè)計指導書 機械設(shè)計手冊 工程力學 機械制圖指導教師簽字：2014年 6月 23日目 錄一、電機的選擇1二、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算2三、V帶傳動設(shè)計4四、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件（直齒圓柱齒輪）5五、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算9六、軸的強度校核16七、校核軸承壽命20八、鍵連接的選擇和計算21九、箱體的設(shè)計22十、心得體會22一、電機的選擇1.1 選擇電機的類型和結(jié)構(gòu)形式：依工作條件的要求，選擇三相異步電機：封閉式結(jié)構(gòu)U

3、=380 VY型1.2 電機容量的選擇工作機所需的功率PW=Fv /1000=kWV帶效率h1：滾動軸承效率（一對）h2：閉式齒輪傳動效率（一對）h3:聯(lián)軸器效率h4：工作機（滾筒）效率h5(hw)：傳輸總效率h= 則，電動機所需的輸出功率PW=Pd/h=kW1.3 電機轉(zhuǎn)速確定卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速= r/minV帶傳動比的合理范圍為24，兩級圓柱齒輪減速器傳動比的合理范圍為840，則總傳動比的合理范圍為=16160，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：=6112r/min 在此范圍的電機的同步轉(zhuǎn)速有：750r/min 1000r/min 1500r/min 3000r/min依課程設(shè)計指導書表18-1：Y

4、系列三相異步電機技術(shù)參數(shù)（JB/T9616-1999）選擇電動機型 號：Y112M-4 額定功率Ped：4KW同步轉(zhuǎn)速n：1500r/min 滿載轉(zhuǎn)速nm：1440r/min二、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算總傳動比：2.1 分配傳動比及計算各軸轉(zhuǎn)速取V帶傳動的傳動比i0=3則減速器傳動比i=i/i0=取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比則低速級傳動比32.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算0軸（電動機軸）kW1440 r/min N×m1軸（高速軸） kW480 r/min N×m2軸（中間軸） kW r/min N×m3軸（低速軸） kW r/min N×

5、m4軸（滾筒軸） kW r/min800 N×m以上功率和轉(zhuǎn)矩為各軸的輸入值，13軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩為各自輸入值與軸承效率的乘積。各軸運動和動力參數(shù)如下表：表2-1 各軸運動和動力參數(shù)軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/N×m轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率h輸入輸出輸入輸出0軸14401軸48032軸3軸34軸8007921三、V帶傳動設(shè)計3.1 確定計算功率根據(jù)已知條件結(jié)合教材機械設(shè)計 由圖/表8-8得到工作情況系數(shù)KA=，故Pca=KA×Pd= kW。3.2 選擇普通V帶型號已知Pca，nm，結(jié)合教材機械設(shè)計 由圖/表 8-11確定所使用的V帶為A型。3.3 確定

6、帶輪基準直徑并驗算帶速(1) 結(jié)合教材機械設(shè)計 由圖/表 8-7、8-9，初選小帶輪直徑dd1=85mm。(2) 驗算帶速：6.41 m/s，滿足5m/s<v<30 m/s。(3) 計算大齒輪的基準直徑280mm。3.4 確定V帶中心距和基礎(chǔ)長度(1) 根據(jù)，初定中心距a0=500mm。(2) 計算所需的帶長 =1592mm。由圖/表8-2，對A型帶進行基準長度Ld=1550mm。(3) 實際中心距479mm 中心距的變化范圍 mm。3.5 驗算小帶輪包角°>120°合格。3.6 計算V帶根數(shù)Z由nm，dd1結(jié)合教材機械設(shè)計查圖/表8-4得P0=kW。由n

7、m，i0，A型帶，查圖/表8-5 得DP0= kW。已知a1查表 8-6得Ka=，已知Ld查表8-2得KL=則V帶根數(shù)4.41 ，取z= 5。3.7 計算壓軸力 由教材機械設(shè)計 表8-3 ，可知 A型帶單位長度質(zhì)量q=kg/m。單根V帶的初拉力最小值：= 130.20 N。壓軸力的最小值：=N。四、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件（直齒圓柱齒輪）4.1 高速級齒輪傳動設(shè)計計算(1) 選擇材料及確定許用應力由教材機械設(shè)計 表10-1確定以下參數(shù)：表4-1 高速級齒輪材料及許用應力齒輪熱處理方式齒面硬度/MPa/MPa小齒輪調(diào)質(zhì)280600500大齒輪調(diào)質(zhì)240550380由表14-1-100，取安全系數(shù)SH

8、=1，SF=。則許用應力為：600 MPa 550 MPaMPa 3MPa(2) 按齒面接觸強度設(shè)計設(shè)齒輪按8級精度制造，由教材機械設(shè)計 表10-2得載荷系數(shù)K=，由表10-7得齒寬系數(shù)d=1，由表10-5可得彈性系數(shù)ZE=。小齒輪傳遞的（輸入）轉(zhuǎn)矩：T1=*103N×mm (注意單位換算)小齒輪分度圓直徑：mm。齒數(shù)取z1=24，z2=i1z1101，故實際傳動比i1=z2/ z1=4.21 。齒寬56 mm（圓整）。取大齒輪齒寬b2=56 mm，為補償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1=b2+(510) =62mm。模數(shù)m=d1t/z1=2.3 ，按表15-2 ，取標準模數(shù)m=，實際分度

9、圓直徑60 mm，mm，中心距mm。(3) 驗算齒輪彎曲強度由教材機械設(shè)計圖/表10-17，取齒形系數(shù)YFa1=, YFa2=，應力修正系數(shù)YSa1=1.58 ，YSa2=1.82 。判斷：91.02 F1判斷：86.25 F2滿足條件，安全。 (4) 齒輪的圓周速度1.51 m/s。對照表15-35可知，選著8級精度是合適的。4.2 低速級齒輪傳動設(shè)計計算(1) 選擇材料及確定許用應力由教材機械設(shè)計 表10-1確定以下參數(shù)：表4-2 低速級齒輪材料及許用應力齒輪熱處理方式齒面硬度/MPa/MPa小齒輪調(diào)質(zhì)280600500大齒輪調(diào)質(zhì)240500380由表14-1-100，取安全系數(shù)SH=1，

10、SF=。則許用應力為：600 MPa 550MPaMPa MPa(2) 按齒面接觸強度設(shè)計設(shè)齒輪按8級精度制造，由教材機械設(shè)計表10-2得載荷系數(shù)K=，由表10-7得齒寬系數(shù)d=1，由表10-5可得彈性系數(shù)ZE=。小齒輪傳遞的（輸入）轉(zhuǎn)矩：T2=282.60*103N×mm (注意單位換算)小齒輪分度圓直徑：mm。齒數(shù)取z1=24，z2=i1z173，故實際傳動比i1=z2/ z1=。齒寬90 mm（圓整）。取大齒輪齒寬b2=90 mm，為補償安裝誤差，取小齒輪齒寬b1=b2+(510) =96mm。模數(shù)m=d1t/z1=，按表15-2 ，取標準模數(shù)m=4 ，實際分度圓直徑96mm，

11、292mm，中心距194 mm。(3) 驗算齒輪彎曲強度由教材機械設(shè)計圖/表10-17，取齒形系數(shù)YFa1=, YFa2=2.25 ，應力修正系數(shù)YSa1=1.58 ，YSa2=。判斷：F1判斷：F2滿足條件，安全。 (4) 齒輪的圓周速度m/s。對照表15-35可知，選著8級精度是合適的。4.3 傳動齒輪的主要參數(shù)表4-3 傳動齒輪的主要參數(shù)高速級低速級齒數(shù) z241012473中心距a /mm194模數(shù) m /mm4齒寬b /mm62569690分度圓直徑d/mm6096292齒頂高ha /mm44齒根高hf /mm55齒高h /mm99齒頂圓直徑da /mm65104300齒根圓直徑df

12、 /mm86282五、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算5.1 高速軸的計算（1軸）根據(jù)表15-1得，高速軸材料為：45號鋼，熱處理方式：調(diào)質(zhì)，許用彎曲應力-1b=60MPa。(1) 初估軸徑初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表15-3得常數(shù)A0=120mm考慮到鍵槽的作用，軸徑增加3%為mm，圓整后暫取d1=30mm。(2) 軸的徑向尺寸設(shè)計根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求，確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖（結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：表5-1 高速軸徑向尺寸確定軸段直徑d/mm確定方法說明d1=30初估軸徑的圓整值d2=35d1+（34）c1(密封圈決定)d3=40軸承內(nèi)徑6208d4=4

13、8d3+（34）c2根據(jù)軸肩，c2d5=70比齒頂圓大12m齒頂圓da=65mmd6=48與d4相等d7=40軸承內(nèi)徑6208(3) 軸的軸向尺寸設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：經(jīng)驗值的計算與選取：軸承端蓋至箱外傳動件間的距離L¢= 18.4 箱座壁厚d= 8 聯(lián)接螺栓至外箱壁的距離C1= 16 ；至凸緣邊距離C2= 14 軸承座寬度L=C1+C2+d+(510)= 45 齒輪至機體內(nèi)壁的距離D2= 10 大齒輪齒輪端面的距離D3= 12 軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離D4= 12 （指導書38頁圖5-12）表5-2 高速軸軸

14、向尺寸確定軸段長度L /mm確定方法說明L1=48根據(jù)已有的數(shù)據(jù)課程設(shè)計指導書94表格L2=43L¢+e+L-軸承寬-D4e是端蓋厚度L3=32軸承寬B6208L4=110D3+中速軸小齒寬+D2高速軸齒寬差/2-低速軸齒寬差/22L5=62小齒輪寬L6=8D22L7=32軸承寬B6208l1=62L7-B/2+L6+L5/2l2=164L3-B/2+L4+L5/2l3=76B/2+L2+L1/25.2 中間軸的計算（2軸）根據(jù)表15-1得，中間軸材料為：45號鋼，熱處理方式：調(diào)質(zhì)，許用彎曲應力-1b=60MPa。(1) 初估軸徑初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表15-3得常數(shù)A0

15、=120mm(2) 軸的徑向尺寸設(shè)計根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求，確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖（結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：表5-3 中間軸徑向尺寸確定軸段直徑d/mm確定方法說明d1=40軸承內(nèi)徑6308d2=44d1+2(13)d3=50d2+(34）c3Cd4=44d2d5=40軸承內(nèi)徑6308(3) 軸的軸向尺寸設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：經(jīng)驗值的計算與選?。狠嗇瀸挾扰c軸段長度之差D=1 （指導書38頁圖5-10）齒輪至機體內(nèi)壁的距離D2=10大齒輪齒輪端面的距離D3=12軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的

16、距離D4=12 （指導書38頁圖5-12）表5-4中間軸軸向尺寸確定軸段長度L /mm確定方法說明L1=49B+D+D2+D4+高速軸齒寬差/2B為軸承寬L2=55中速軸大齒寬-DL3=9D3-低速軸齒寬差/2L4=95中速軸小齒寬-DL5=46D2+D4+D+Bl1=L1-B/2-D+中速軸大齒寬/2l2=85高大齒寬/2+L3+低小齒寬/2l3=低速小齒寬/2+B/2+D2+D45.3 低速軸的計算（3軸）根據(jù)表15-1得，低速軸材料為：45號鋼，熱處理方式：調(diào)質(zhì)，許用彎曲應力-1b=60MPa。(1) 初估軸徑初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表15-3得常數(shù)A0=12052.83 mm

17、考慮到鍵槽的作用，軸徑增加3%為mm，圓整后暫取d1=55mm。(2) 軸的徑向尺寸設(shè)計根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求，確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖（結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：表5-5 低速軸徑向尺寸確定軸段直徑d/mm確定方法說明d1=55初估直徑值d2=65d1+(34)c4C4d3=70軸承內(nèi)徑6014d4=78d3+(34)c5C5=d5=88d4+(34)c6Cd6=78d4d7=70軸承內(nèi)徑6014表5-6 所選用聯(lián)軸器的主要參數(shù)型號公稱轉(zhuǎn)矩Tn /N×m許用轉(zhuǎn)速n /mm軸孔直徑d /mm軸孔長度L /mm軸孔長度L1 /mmHL4125040

18、005511284DD1D2bA195(3) 軸的軸向尺寸設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖,標注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：經(jīng)驗值的計算與選取：軸承端蓋至箱外傳動件間的距離L¢=18箱座壁厚d=8聯(lián)接螺栓至外箱壁的距離C1= 16；至凸緣邊距離C2= 14軸承座寬度L=C1+C2+d+(510)=45齒輪至機體內(nèi)壁的距離D2=10大齒輪齒輪端面的距離D3=12軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離D4=12 （指導書38頁圖5-12）表5-7低速軸軸向尺寸確定軸段長度L /mm確定方法說明L1=82根據(jù)已有的數(shù)據(jù)課程設(shè)計指導書94表格L2=43L¢+e+L-

19、軸承寬B-D4e端蓋厚度L3=34B+D4+2L4=72中速軸大齒寬+D2+D3+高速齒寬差/2-L5-2L5=7h=（d5-d4）/2L6=89低速軸齒輪寬-DL7=46B+D2+D4+低速軸齒寬差/2+Dl1=94L1/2+L2+B/2l2=148B/2+L4+L5+低速軸齒寬/2l3=80L7-B/2+L6-低速軸齒寬/2六、軸的強度校核6.1 高速軸校核軸的受力分析如下圖：(1) 齒輪的受力2341 N；N(2) 水平面內(nèi)軸承約束力(3) 豎直面內(nèi)軸承約束力(4) 彎矩圖和扭矩圖水平面內(nèi)彎矩圖豎直面內(nèi)彎矩圖扭矩圖(5) 合成彎矩（考慮最不利的情況下）帶輪的壓軸力FP在支點產(chǎn)生的反力彎矩

20、圖合成彎矩 208991.96 N×mm （注意單位換算）(6) 按第三強度理論校核 MPa < 滿足強度要求。6.2 中間軸校核軸的受力分析如下圖：(1) 齒輪的受力大齒輪 2238.4 N；N小齒輪 5887.5 N；2142.87 N(2) 水平面內(nèi)軸承約束力(3) 豎直面內(nèi)軸承約束力(4) 彎矩圖和扭矩圖水平面內(nèi)彎矩圖豎直面內(nèi)彎矩圖扭矩圖最危險截面的合成彎矩 373622.82 N×mm （注意單位換算）(5) 按第三強度理論校核50.55 MPa < 滿足強度要求。6.3 低速軸校核軸的受力分析如下圖：(1) 齒輪的受力5583.63 N；2032.2

21、8 N(2) 水平面內(nèi)軸承約束力(3) 豎直面內(nèi)軸承約束力(4) 彎矩圖和扭矩圖水平面內(nèi)彎矩圖豎直面內(nèi)彎矩圖扭矩圖最危險截面的合成彎矩 308565.99 N×mm （注意單位換算）(5) 按第三強度理論校核 MPa < 滿足強度要求。七、校核軸承壽命表7-1 所選用的軸承主要參數(shù)軸名稱軸承代號d / mmD / mmB /mmCr / kN高速軸6208408018中間軸6308409023低速軸60147011020 軸承設(shè)計要求壽命43800 h6.1 高速軸根據(jù)軸的受力情況可知，高速軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段7， N。150876.78 h 滿足要求。6.2 中間

22、軸根據(jù)軸的受力情況可知，中間軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段5， N。102557.11 h 滿足要求。6.3 低速軸根據(jù)軸的受力情況可知，低速軸上所受徑向力大的軸承作用在軸段7， N。433905.36 h 滿足要求。八、鍵連接的選擇和計算本設(shè)計減速器共需鍵：5個。表8-1 鍵的主要參數(shù)軸名安裝直徑 d / mm類型h / mmb /mm輪轂長度/ mm鍵長L /mm高速軸30普通平鍵A型8104840中間軸44普通平鍵A型914707044普通平鍵A型91410090低速軸78普通平鍵A型14229080普通平鍵A型101670九、箱體的設(shè)計表9-1 鑄鐵減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸（mm）名

23、稱符號尺寸機座壁厚d8機蓋壁厚d18機座凸緣厚度b12機蓋凸緣厚度b112機座底凸緣厚度b220地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d116蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d210連接螺栓d2的間距l(xiāng)150軸承端蓋螺釘直徑d38窺視孔蓋螺釘直徑d46定位銷直徑d8df, d1, d2至外機壁距離C116df, d2至凸緣邊緣距離C214軸承旁凸臺半徑R114凸臺高度h50外機壁與軸承座端面距離l138大齒輪端面圓與內(nèi)機壁距離D110齒輪端面與內(nèi)機壁距離D210機蓋，機座筋厚m1,m軸承端蓋外徑D2120軸承旁聯(lián)接螺栓距離s120十、心得體會經(jīng)過三周的奮斗，機械設(shè)計課程設(shè)計終于圓滿的完成了。