精密機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書帶傳動(dòng)加齒輪傳動(dòng)

1、目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書3傳動(dòng)方案的擬定及說明4 電動(dòng)機(jī)的選擇4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算10 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算14鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算15 聯(lián)軸器的選擇16減速器附件的選擇17 潤(rùn)滑與密封19設(shè)計(jì)小結(jié)20參考資料目錄21 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)1 總體布置簡(jiǎn)圖：滾筒輸送帶電動(dòng)機(jī)減速器 皮帶傳動(dòng)副 2 工作情況： 該輸送機(jī)每日工作8小時(shí)，每年工作250天, 使用年限10年，載荷平穩(wěn)。 3原始數(shù)據(jù)：滾筒轉(zhuǎn)矩T=130N·m；帶速V=1.6m/s；滾筒直徑D=320mm：傳動(dòng)裝置總效率=0.82。 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1. 電動(dòng)機(jī)

2、的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算； （2. 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 （3. 軸的設(shè)計(jì) （4. 滾動(dòng)軸承的選擇 （5. 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核； （6. 裝配圖、零件圖的繪制 （7. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫 5 設(shè)計(jì)任務(wù) （1 減速器總裝配圖一張 （2 軸零件圖一張 （3 設(shè)計(jì)說明書一份 6 設(shè)計(jì)進(jìn)度 （1、 第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算 （2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì) （3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制 （4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫二、傳動(dòng)方案的擬定及說明由題目已知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型為：V帶單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。故只要對(duì)本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。一個(gè)好

3、的傳動(dòng)方案，除了首先應(yīng)滿足機(jī)器的功能外，還應(yīng)當(dāng)具有工作可靠、結(jié)果簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、傳動(dòng)效率高、成本低廉以及使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。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)方案，由已知計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速： 選擇1000r/min或1500r/min的電機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，則總傳動(dòng)比約為915。而V帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為24，圓柱齒輪傳動(dòng)比為36，由于題目要求傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為V帶單級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。所以初步擬定圓柱齒輪傳動(dòng)比為4，所以V帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為24，符合傳動(dòng)件的傳動(dòng)比要求。三、電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇:傳動(dòng)裝置的總效率及各級(jí)效率的分配：總=1帶&

4、#215;2軸承×3齒輪×4聯(lián)軸器×5滾筒       =0.94×0.98×0.96×0.99×0.956=0.82卷筒轉(zhuǎn)速軸轉(zhuǎn)速：電機(jī)所需的工作功率：電動(dòng)機(jī)輸出功率：選定電動(dòng)機(jī)額定功率：3、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào):電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍：   按機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（王昆等主編.北京：高等教育出版社，1996（2006重?。ㄒ韵潞?jiǎn)稱課設(shè)）P4表2-1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)比=24，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍=

5、36。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為572.952291.8r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min和1500r/min。初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000 r/min和1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量Kg傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步滿載總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)單級(jí)齒輪1Y112M-62.21000940459.842.464.02Y110L1-42.2150014203414.8734.96(表格中總傳動(dòng)比)由表中數(shù)據(jù)可知兩個(gè)方案均可行，但方案1的總傳動(dòng)比比較小，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小。因此，采用第1個(gè)方案比較適合，選定電動(dòng)機(jī)

6、型號(hào)為Y112M-6 。四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=940/95.5=9.84362、分配各級(jí)偉動(dòng)比（1） 據(jù)課設(shè)P7表2-4，取齒輪i齒輪=4（單級(jí)減速器i齒輪=36合理）（2） i總=i齒輪×i帶i帶=i總/i齒輪=9.8436/6=2.0953、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速n0=n電機(jī)=940r/minn= n0/i帶=940/2.095=382r/minn= n/i齒輪=382/4=95.5r/min2、 計(jì)算各軸的功率P0=2.2kWP= P0×帶=2.4×0.96=

7、2.068kWP= P×軸承×齒輪=2.068×0.98×0.96                 =1.94557kW4、 計(jì)算各軸扭矩（N;mm） =22350Nmm  =51700Nmm   =194557Nmm    五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 選擇普通V帶截型由精密機(jī)械設(shè)計(jì)（龐振基

8、 黃其圣主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.7）（以下簡(jiǎn)稱精設(shè)）P122表7-5得：=1.0 由精設(shè)P122圖7-17得：選用A型V帶（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由精設(shè)P122圖7-17得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為75100mm   則取D1=106mm   D2= n/ nD1=940/95.5×106=255.54mm由精設(shè)P123表7-7，取D2=265mm(3）驗(yàn)算帶速v。   實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速誤差為：<0.05(允許)帶速v：在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。 (4) 確

9、定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)精設(shè)P123式（7-29）得所以初定中心距a0=500mm, 根據(jù)精設(shè)P118式（7-12）計(jì)算帶的近似長(zhǎng)度L根據(jù)精設(shè)P116表7-3選?。?） 確定實(shí)際中心矩(6)驗(yàn)算小帶輪包角（適用）（7）確定帶的根數(shù)根據(jù)精設(shè)P124表（7-8）=0.97kW根據(jù)精設(shè)P125表（7-10）=0.11kW根據(jù)精設(shè)P125表（7-9）=0.95根據(jù)精設(shè)P116表（7-3）=0.99 V帶的根數(shù)取Z=3(8)計(jì)算軸上壓力由精設(shè)P126表7-11查得A型V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m，由精設(shè)P126式（7-33）單根V帶的張緊力：   =117.33N則作用在軸

10、承的壓力，由精設(shè)P125式（7-32）9)帶輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)課設(shè)P64表（91）小帶輪用實(shí)心式普通V帶帶輪，大帶輪用孔板式普通V帶帶輪。2. 確定齒輪結(jié)構(gòu)尺寸1） 選擇齒輪材料和類型考慮減速器外輪廓尺寸不宜過大，大小齒輪都選用40Cr，小齒輪表面淬火，4056HRC，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為300HBS，二者材料硬度差為40HBS。精度等級(jí)選用7級(jí)精度，兩個(gè)齒輪均為直齒齒輪。2） 確定許用應(yīng)力（1） 許用接觸應(yīng)力：由精設(shè)P170式（839）知按精設(shè)P171表810查得 17HRC+20 N/mm2（17×4820）N/mm2836 N/mm22HBS+69 N/mm2（2&#

11、215;30069）N/mm2669N/mm2故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計(jì)算，即只需求出。對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，SH1.1由于載荷穩(wěn)定，故按精設(shè)P171式（841）求齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NHNH60 nt其中n295.5r/min ，t8×250×10h20000 hNH60×95.5×200001.146×108循環(huán)基數(shù)NH0由精設(shè)P171圖841中查得，當(dāng)HBS為300時(shí)，NH02.5×107。因NH NH0，所以KHL1。（2）許用彎曲應(yīng)力由精設(shè)P174式（846）知由精設(shè)P174表811知600N/mm21.8HBS1.8×

12、;300 N/mm2540 N/mm2取SF2，單向傳動(dòng)，取KFC1。由于載荷穩(wěn)定， 因NFVNFo，所以KFL1。得 F1600/2 N/mm2300 N/mm2F2540/2270 N/mm2（3）計(jì)算齒輪的工作轉(zhuǎn)距T9550000P/n19550000×2.068/382 N/mm51700N/mm（4）根據(jù)接觸強(qiáng)度，求小齒輪分度圓直徑由式（838）知d1=Kd,初步計(jì)算時(shí)，取Kd84 2d=1,表（89）1.05，圖（838）d1=Kd47.73mm取d1=50mmbdd1=1×50mm50mm選定m=2mm，則u =4, Z1d1/m=25，Z2u.z1=100中

13、心距am/2（Z1 Z2）2/2×（25100）1255)驗(yàn)算接觸應(yīng)力取ZH=1.76，Ze=1(直齒輪)，ZE2712由式（837）Khv=1.05(7級(jí)精度齒輪)541.41N/mm2<H2(接觸強(qiáng)度足夠)齒輪圓周速率U=d1n1/ 60*100=0.96m/s6) 驗(yàn)算彎曲應(yīng)力由式（843）知F2YFT1KKV/d12dm由圖844查得 Z125 YF13.98Z2100 YF23.75F1/YF1300/3.9875.37N/mm2F2/YF2270/3.7572.0 N/mm2F1/YF1>F2/YF2，故應(yīng)驗(yàn)算大齒輪的彎曲應(yīng)力F23.75×2

14、5;51700×1.05×1.05/502/1*285.50 N/mm2F2（彎曲強(qiáng)度足夠）7）標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸（大齒輪）齒頂高2×12 mm齒根高1.251.25×22.5mm全齒高+2 +2.54.5mm齒頂圓直徑+2200+2×2204mm齒根圓直徑-22002×2.5195mm基圓直徑cos200cos187.94mm齒距pm3.1426.28mm齒厚sp/23.14mm齒槽寬es3.14 mm壓力角8）計(jì)算齒輪上的作用力。圓周力：F1t=2T1/d1=2×51.7×1000/50=2068NF2t

15、=2T2/d2=2×194.557×1000/200=1945.57N徑向力：F1r= F1t×tan=2068×tan20=752.69NF2r= F2t×tan=1945.57×tan20=708.13N而軸向力為零。以上公式都是參考精設(shè)六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、軸選45號(hào)鋼，故118107。按精設(shè)式（102）可以算出軸的最小直徑：考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度等因素的影響，應(yīng)把上面的計(jì)算值略為增大： 18.7920.72mm29.2232.23mmd2通常作為軸的外伸段安裝聯(lián)軸器處的直徑,軸上裝有齒輪、帶輪和聯(lián)軸器處的直徑應(yīng)參照課設(shè)P117選標(biāo)準(zhǔn)

16、值，d2選35mm的軸徑比較合適（即dmin=35mm）。2、各段軸直徑的設(shè)計(jì)：根據(jù)課設(shè)P26，相鄰軸徑不同即形成軸肩，當(dāng)軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力時(shí)，應(yīng)具有一定的高度。當(dāng)配合處軸的直徑小于80mm時(shí)，軸肩差一般可取610mm。如果兩相鄰軸段的直徑變化僅僅是為了軸上零件裝拆方便或區(qū)分加工表面時(shí)，兩直徑差略有差別即可，可選15mm。按照這個(gè)原則，根據(jù)上面計(jì)算出來的軸的最小直徑，高速軸由小端到大端可以設(shè)計(jì)出各段軸的直徑，分別為：20mm，25mm，30mm，40mm，45mm，40mm，30mm。低速軸由小端到大端可以設(shè)計(jì)出各段軸的直徑，分別為：35mm，38mm，40mm， 45mm，51

17、mm，40mm。為了降低應(yīng)力集中，軸肩處圓角不宜過小。一般配合表面處軸肩和零件孔的圓角、倒角尺寸見課設(shè)P119；裝滾動(dòng)軸承處軸肩的過渡圓角半徑應(yīng)按軸承的安裝尺寸要求取值見課設(shè)P144。3、各段軸的長(zhǎng)度設(shè)計(jì) ：考慮到箱體鑄造誤差，齒輪端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)留有一定的距離：10mm（>）是箱體的壁厚，=0.025a+10.025×108+1>=8, 這里取8mm， a=125。軸承應(yīng)盡可能靠近箱體內(nèi)壁，但也需要一定的距離約，其大小與潤(rùn)滑方式有關(guān)，本設(shè)計(jì)采用油潤(rùn)滑，軸承與箱體內(nèi)壁的距離一般為35mm,這里?。狠S承座寬度：L=+ +（510）8+18+16+850mm和 的值由課設(shè)P1

18、7表3-1可查到，這里選取螺栓直徑M12，故18mm，16mm。端蓋外端面到內(nèi)端面：e=1.2d3=1.2 6=7.2mm齒輪結(jié)構(gòu)的選擇：由小齒頂圓直徑54mm，根據(jù)課設(shè)P66表9-2，齒輪的結(jié)構(gòu)可以選取齒輪軸；大齒頂圓直徑204mm，又根據(jù)軸上裝齒輪段的直徑d=45mm，可確定相關(guān)尺寸如下：1.6d1.64572mmL=(1.21.5)d（1.21.5）455467.5B取B54，這里取8mm；D1=df2=1952×8=179mm;D00.5（D1D2）=0.5×(179+72)=125.5mm；C=0.3 B=0.3×5416.2mm；r5；綜合計(jì)算，確定各

19、段軸長(zhǎng)：根據(jù)上面的計(jì)算及已知題目要求，各段軸長(zhǎng)由小端到大端依次為：高速軸：48mm，60mm，16mm，8mm，58mm，8mm，16mm低速軸：45mm, 60mm，28mm，54mm，10mm，18mm。4、軸的校核強(qiáng)度校核：軸選45號(hào)鋼（正火）。兩軸承中心距為：La=125水平的彎力矩：垂直面中的徑向反力：垂直面的彎曲力矩：合成彎矩：軸截面的當(dāng)量彎矩：其中由此算出的直徑，故軸符合強(qiáng)度要求。七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算1、軸承的選定：根據(jù)任務(wù)書上表明的條件：載荷平穩(wěn)、輕微沖擊，齒輪選直齒主要承受徑向力，軸承可以選擇深溝球軸承。由軸的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)知道，軸上安裝軸承的相應(yīng)段的直徑=30mm， 40mm

20、,由課設(shè)P144表15-3可查找適合的軸承，我選擇了輕窄（2）系列的6206和6208。其尺寸分別如下：內(nèi)徑=30mm; 40mm;外徑 D =62mm; D =80mm;寬度=16mm; =18mm 2.軸承的強(qiáng)度校核。滾動(dòng)軸承的當(dāng)量載荷為：Y=0, fp=1 則P1=(1.01.2)Fr1=(1.01.2) 376.35=376.35451.62P2=(1.01.2)Fr2=(1.01.2) 354=354424.8由數(shù)據(jù)：C1=15000, C2=22800, =3, N1=382, N2=95.5 代入壽命公式 得：L1=1598599.47h， L2=26983382.82h而題目要

21、求的軸承壽命為<，故軸承的壽命完全符合要求。八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1、鍵的選擇大齒輪上的鍵，A型b×h=14×9，L=40mm；皮帶輪上的鍵，C型b×h=6×6，L=40mm；聯(lián)軸器上的鍵，C型b×h=10×8，L=40mm。2.鍵的強(qiáng)度校核：鍵都采用45號(hào)鋼。大齒輪上的鍵圓周力擠壓強(qiáng)度其中為鍵的側(cè)面周長(zhǎng)剪切強(qiáng)度故此鍵符合強(qiáng)度要求。聯(lián)軸器上的鍵圓周力擠壓強(qiáng)度剪切強(qiáng)度3）皮帶輪上的鍵圓周力擠壓強(qiáng)度剪切強(qiáng)度故以上所有選取的鍵都符合強(qiáng)度要求。九、聯(lián)軸器的選擇根據(jù)上面算出的數(shù)值在課設(shè)P163選取選用彈性柱銷聯(lián)軸器，故選擇型號(hào)為TL6

22、的彈性柱銷聯(lián)軸。部分參數(shù)如下：公稱扭矩：250N·m許用轉(zhuǎn)速（鋼）：3800r/min軸孔直徑：32mm軸孔長(zhǎng)度：82mm十、減速器附件的選擇1、軸承蓋：作用是固定軸承、承受軸向載荷、密封軸承座孔、調(diào)整軸系位置和軸承間隙等。類型有凸緣式和嵌入式，本設(shè)計(jì)采用凸緣式。參數(shù)如下低速軸軸承蓋 D80mm d38mmd0=d3+1=8+1=9；D4=D-(1015)80-1070；D5=D0-3d3=100-24=76；D6=D-(24)78高速軸軸承蓋 D62mm d36mmd0=d3+17；D4=D-(1015)52；D5=D0-3d3=59；D6=D-(24)60。軸承蓋的實(shí)際尺寸還需考

23、慮箱體外形美觀，加工方便等因素來確定。2、箱體的設(shè)計(jì)箱座高度：箱體高度除了應(yīng)滿足齒頂圓到油池底面的距離不小于3050mm外，還應(yīng)使箱體能容納一定量的潤(rùn)滑油，以保證潤(rùn)滑和散熱。根據(jù)傳動(dòng)件的浸油深度確定油面高度，算出貯油量。若貯油量不能滿足要求，則將箱底面下移，增加箱座高度。Hda2/2+(3050)+20=171/2+30+20=135.5mm窺視孔和視孔蓋：為了便于檢查箱內(nèi)傳動(dòng)零件的嚙和情況及將潤(rùn)滑油注入箱體內(nèi)，在箱蓋頂部設(shè)置窺視孔，為了防止?jié)櫥惋w濺出來和污物進(jìn)入箱體內(nèi)，在窺視孔上加設(shè)視孔蓋。視孔蓋的尺寸如下：A100mmA1130mmA0115mmB46mmB176mmB061mmd4取M6h取2mm通氣器：減速器工作時(shí)箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，箱內(nèi)氣壓增大。為了避免由此引起密封部位的密封性下降造成潤(rùn)滑油向外滲漏，在視孔蓋上加設(shè)通氣器，以保持箱內(nèi)壓力正常和保證箱體的密封性。尺寸如下：d取M16×1.5D22mmD119.6mmS17mmL23mml=12mma2mmd15mm油面指示器：用于檢查箱內(nèi)油面高度，以保證傳動(dòng)件的潤(rùn)滑。一般設(shè)置在箱體上便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位。本設(shè)計(jì)設(shè)在低速軸附近。油標(biāo)尺型號(hào)選M12，具體尺寸參照課設(shè)P78。定位銷：為了保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔的安裝精度，在箱蓋與箱座的聯(lián)結(jié)凸緣上配裝兩個(gè)定位銷。兩銷的距離