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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課題名稱一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算系別機(jī)械專業(yè)機(jī)械制造和自動化班級機(jī)械1117姓名林春志學(xué)號2011111724指導(dǎo)老師劉雅君完成日期2012年06月曰目錄第一章緒論第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1課題題目2.2主要技術(shù)參數(shù)說明 2.3傳動系統(tǒng)工作條件2.4傳動系統(tǒng)方案的選擇_第三章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算3.1減速器結(jié)構(gòu)3.2電動機(jī)選擇3.3傳動比分配3.4動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算第四章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(包括小齒輪和大齒輪)4.1齒輪材料和熱處理的選擇4.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸4.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核4.2.3 齒輪
2、幾何尺寸的確定4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(從動軸)5.1軸的材料和熱處理的選擇5.2軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度校核第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核.6.2鍵的選擇計(jì)算及校核6.3聯(lián)軸器的選擇第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算7.1 潤滑的選擇確定7.2 密封的選擇確定7.3 減速器附件的選擇確定7.4 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算第八章 總結(jié)參考文獻(xiàn)第一章 緒 論本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算, 在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了 機(jī)械 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、工程力學(xué) 、公差和互換性等
3、多門課程知識,并運(yùn)用 AUTOCAD 軟件進(jìn)行繪圖,因此是一個非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練,使我們在眾多方面得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如 下幾個方面:(1)培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想,訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān) 課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力, 鞏固、深化和擴(kuò) 展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識。(2)通過對通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì),使我們掌握了一般機(jī)械 設(shè)計(jì)的程序和方法,樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想,培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力 和創(chuàng)新能力。(3)另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及
4、相關(guān)技術(shù)資料的能力以及 計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。(4)加強(qiáng)了我們對Office軟件中Word功能的認(rèn)識和運(yùn)用。第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1課題題目帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動。2.2主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶工作拉力F=2100N,工作速度V=1.6m/s滾筒直徑D=400mm每日工作時數(shù)24h 傳動工作年限5年(傳動不逆轉(zhuǎn))載荷平穩(wěn)啟動載荷為名義載荷的1.25倍傳送帶允許速度誤差+-52.3帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、 單向運(yùn)轉(zhuǎn);空載起動,工作載荷較平穩(wěn);兩 班制(每班工作8小時),要求減速器設(shè)計(jì)壽命為8年,大修期
5、為3年,中批量生產(chǎn); 三相交流電源的電壓為380/220V。2.4傳動系統(tǒng)方案的選擇結(jié)果第二章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算電動機(jī) 選用:3.1減速器結(jié)構(gòu)Y100L2-4鬲=3本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分,封閉臥式結(jié)構(gòu)。i 齒=4.0253.2電動機(jī)選擇(一)工作機(jī)的功率PwPw =FV/1000=1150X 1.6/1000=1.84kw(二)總效率口總2總=帶口齒輪口聯(lián)軸器q滾筒q軸承2= 0.96 漢 0.98 漢 0.99 漢 0.96 漢 0.99 =0.876(三)所需電動機(jī)功率PdPd =pw/n 總=1.84心876 =2.100(KW)查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 Ped = 3 kw電
6、動機(jī)選用 丫112M-4n滿=1420 r/min3.3傳動比分配工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60X 1000v/ (江D=60X 1000X 1.6/(3.14 X 260)=117.589r/mi n冷、=n滿 / n = 1420/117.589 =12.076(r/min)取 i帶=3則 i齒=i總/i帶=12.076/3 =4.0253.4動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算(一)轉(zhuǎn)速n計(jì)算及說明結(jié)果no = n滿=1420 (r/min )n I = n° / i 帶=門滿 / i 帶=1420/3=473.333( r/min)nH =ni /i 齒=473.333/4.025=117.589(r/m
7、in )nhi = n| =117.589 (r/min )(二) 功率Pp0 =pd =1.612(kw)p = P0n帶=2.100 疋0.94 =1.974(kw)P2 = PJ齒輪 口軸承=1.974 匯 0.98 漢 0.99 = 1.916( kw)P3 = P 口聯(lián)軸器口軸承=916 漢 0.99 匯 0.99 = 1.875( kw)(三)轉(zhuǎn)矩TT0 =9550P0/ n0 =9550 2.100/1420=14.126(N m)% =T0m帶請=14.126 漢 0.96 漢3 = 40.684(N m)T2 =TJ 齒輪耳軸承 i 齒=40.684 漢 0.98 7.994
8、.025=158.872(N m)T3聯(lián)軸器"軸承i齒帶=158.872漢0.99沃0.99匯1=155.710(N m)計(jì)算及說明結(jié)果軸號功率P/kWN/(r.min )T/(N - m)in02.100142014.12630.9611.974473.33340.68421.916117.589158.8724.0250.9731.875117.589155.71010.98將上述數(shù)據(jù)列表如下:第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB = 236 大齒輪選用45號鋼,正火處理,HB = 190 4.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算按照接觸強(qiáng)度初步
9、設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊查得二 H liml - 58°MPa , h lim 2 = 530 MPa ,SHlim = 1F liml = 215MPa , F lim 2 = 200MPa , Sf lim = 1-njn2 =473.333/117.589 =4.025由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊查得ZN1 = ZN2 = 1Y N1 = YN2 = 1.1由 hH1 匸歲臥1 二580" =580MPaSh lim- 1SH lim”2 =Hlim2ZN2 5301 =530MPa- 1r1°>limlYN1215漢1.1匕F1一-244 MPaSf
10、 lim1L1°>lim2YN2200 "YbF2=204MPaSf lim1(一)小齒輪的轉(zhuǎn)矩T I=9550R/n, =9550 x 1.974/473. 377 =42.379( N m)(二)選載荷系數(shù)K由原動機(jī)為電動機(jī),工作機(jī)為帶式輸送機(jī),載荷平穩(wěn),齒輪在兩軸承間對稱布置。查機(jī)械原理和機(jī)械零件教材中表得,取K = 1.1(三)計(jì)算尺數(shù)比卩卩=4.025(四)選擇齒寬系數(shù)屮d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機(jī)械原理和機(jī)械零件教材中表得,取 屮d = 1(五)計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1d1 >計(jì)算及說明結(jié)果3. 3KT 丨(u + 1)il.V 40
11、.684 (4.025十 1)dl766dH22u =766 i 1 5302 4.025=44.714( mm)(六) 確定齒輪模數(shù)md1,44.7a=: 1- = £14.025 1=112.343 mmm =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 185.871 取m=2(七)確定齒輪的齒數(shù) 乙和Z2d1m44.7143-22.36取 Z1 = 24'Z4.025 24 =96.6 取 Z2 = 96(八)實(shí)際齒數(shù)比JZ296/Z124乙=24Z2 = 96d1 =48mmd2 =192mm齒數(shù)比相對誤差-'''-0.006A
12、J <±2.5% 允許(九)計(jì)算齒輪的主要尺寸di = mZi = 2 24 二 48(mm) d2 二mZ2 =2 96 =192(mm)1 1a=120mm中心距=(d1 +d2 )=(48 +192)=120(mm)B1=57mm齒輪寬度 B2 =W d d! = 1 x 48 = 48(mm)B2=48mmV=1.1890Bi = B2 + (5 10) = 53 58(mm)(m/s) 定為IT7取 Bi =57 (mm)(十)計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度也"_314 如8匯473.333V 1. lOwlll /60如00060x1000查表應(yīng)取齒輪等級為
13、9級,但根據(jù)設(shè)計(jì)要求齒輪的精度等級為 7級。齒輪彎曲強(qiáng)度校核(一)由4 2 1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力訴】=244MPa屛2 】=204MPa(二)計(jì)算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得YF1 =2.63Yf2=2.19比較Yf /屛的值Yf 1 /俳1=2.63/244=0.0108丫尸2/竹2=2.19/204=0.0107計(jì)算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為計(jì)算及說明結(jié)果2000KYfi2000 燈01.741 漢 2.63強(qiáng)度足夠F122B2m Z266x3x22d a1 =54mm= 40.952(MPa) £ bF1 】da2 =196mm齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠h=4.5mm
14、S=3.14mm齒輪幾何尺寸的確定P=6.28mm hf=2.5mm齒頂圓直徑da由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 h a =1 c = 0.25ha=2mm df1 =43mmda1 =d1 +2ha1 =(Z1 +2ha*m = (24+2>d)x2=54(mm)df2=187mmda2 =d2 +2ha2 =(Z2 +218* m = (96 + 2 x 1)漢 2 =196(mm)齒距P = 2X 3.14=6.28(mm)齒根高h(yuǎn)f =如舄+疋m =2.5(mm)齒頂咼ha =人備口 =1 x 2 =2(mm)齒根圓直徑d fdfd -2h4<2.43(mm)df2 =d2 -2hf
15、 =192 -2漢 2.5 =187(mm)4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu),大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下:軸孔直徑 d=© 50(mm)輪轂直徑D1=1.6d=1.6X 50=80(mm)輪轂長度 L-B266(mm)輪緣厚度 8 o = (34)m = 68(mm)取 6=8輪緣內(nèi)徑D 2 =da2-2h-2§。=196-2X 4.5-2X 8計(jì)算及說明結(jié)果=171(mm)取 D2 = 170(mm)腹板厚度c=0.3 B2 =0.3 X 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直徑 D o =0.5( D, + D2)=0.5(17
16、0+80)=125(mm)腹板孔直徑 d 0 =0.25 ( D2- Di) =0.25 (170-80)=22.5(mm)取 d°=20(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5X 2=1齒輪工作如圖2所示:結(jié)果計(jì)算及說明D2=32mm第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊中的圖表查得選45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB2172556 =650MPa 二 s=360MPa 二二=280MPa5.2軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑3 一 3 從動軸 d2=c“=1151.955 =29.35血2 117.587考慮鍵槽 d2 =29.35X 1.05=
17、30.82選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d2 =32 mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要,同時考慮到強(qiáng)度的原則,主動軸和從動 軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。軸的強(qiáng)度校核從動軸的強(qiáng)度校核圓周力Ft = 2°°°T2 =2000x 158.872/192=1654.92d2徑向力 Fr= Ft tan=1654.92Xtan20° =602.34由于為直齒輪,軸向力Fa =0作從動軸受力簡圖:(如圖3所示)從動軸RA L RB 79RHAFt FrRHB水平面彎矩FtThia.eaNr垂直面彎矩合力彎矩扭矩1w887l?NhI18.4Nr危險截面 當(dāng)量彎矩從動軸受力簡圖計(jì)
18、算及說明L=110mm結(jié)果從動軸承 2個Rha =Rhb =0.5 Ft =0.5X 1654.92=827.46(N)M hc =0.5 Rha L=827.46 X 110X 0.5/1000=51.72(N m)Rva =驗(yàn)=0.5 Fr =0.5X 602.34 =301.17(N m)Mvc =0.5RvaL=501.17X 110X 0.5/1000=36.4(N m) 轉(zhuǎn)矩 T=158.872(N m)校核M C = x M HC 2 M VC2 = , 51.722 18.822 =55.04( N m)Me= ,MC2 aT 2 = 55.0420.6 1 58.872 2
19、=118.42( N m)由圖表查得,!b=55MPa3 3d> 10 一M e=10118.42 =29.21(mm)Y0.1bb 0.1* 55考慮鍵槽 d=29.21mm < 45mm則強(qiáng)度足夠第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力,故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊選擇6207 2個(GB/T276-1993)從動軸承6209 2個(GB/T276-1993)壽命計(jì)劃:結(jié)果計(jì)算及說明兩軸承受純徑向載荷P= F r =602.34X= 1Y=0從動軸軸承壽命:深溝球軸承6209,基本額定功負(fù)荷Cr=25.6KNft
20、 =15 =3i106fC f10625.6x1x1000$Lioh=1 =1 =1088120160n2 I P 丿 60x117.589 j 602.34丿預(yù)期壽命為:8年,兩班制L=8 X 300 X 16=38400<1伽軸承壽命合格6.2鍵的選擇計(jì)算及校核(一)從動軸外伸端d=42,考慮鍵在軸中部安裝故選鍵 10X 40 GB/T10962003,b=16, L=50, h=10,選 45號鋼,其許用擠壓力 kp=100MPaa = Ft = 4000=4000 "58.872 =82 75為p h lhld8 漢 30 漢 32p則強(qiáng)度足夠,合格(一)和齒輪聯(lián)接處d
21、=50mm,考慮鍵槽在軸中部安裝,故同一方位母線上,選鍵 14X 52 GB/T1096 2003, b=10mm, L=45mm , h=8mm,選 45號鋼,其許用擠壓應(yīng)力 bp】=100MPaF t4000Ti 4000"58.872 十小“ L 1片= J =1 =45.392<時h lhld8 漢 35 漢 50則強(qiáng)度足夠,合格從動軸外伸端鍵10 X 40GB/1096 2003和齒輪聯(lián)接處鍵14 X 52GB/T10962003計(jì)算及說明結(jié)果6.3聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn),速度不高,無特殊要求,考慮拆裝方便及經(jīng)濟(jì) 問題,選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3選用TL8型
22、彈性套住聯(lián)軸 器TC =9550=9550X 3"916 =202.290 nil117.589選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器,公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn =250, Tc<Tn。采用丫型軸孔,A型鍵軸孔直徑d=3240,選d=35,軸孔長度L=82TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型號公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N -rm)許用 轉(zhuǎn)速n/(r - min軸孔 直徑 d/mm軸孔 長度L/mm外 徑D/mm材料軸孔 類型鍵 槽 類 型TL625033003582160HT200Y型A型第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱 體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算及裝配圖7.1潤滑的選擇確定潤滑方式1. 齒輪V=1.2
23、vv 12 m/s使用噴油潤滑,但考慮成本及需要, 選用浸油潤滑2. 軸承采用潤滑脂潤滑潤滑油牌號及用量齒輪浸油潤滑 軸承脂潤滑計(jì)算及說明結(jié)果1. 齒輪潤滑選用150號機(jī)械油,最低最高油面距1020mm需油量為1.5L左右2. 軸承潤滑選用2L3型潤滑脂,用油量為軸承間隙的1/31/2為宜7.2密封形式1箱座和箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞和機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3. 軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封和之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端和透蓋的間隙,由于 V<3 (m/s),故選用半粗羊毛氈加以密圭寸4. 軸承靠近機(jī)
24、體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封,防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部7.3減速器附件的選擇確定列表說明如下:齒輪用150號機(jī)械油 軸承用2L3型潤滑脂計(jì)算及說明結(jié)果名稱功用數(shù)量材料規(guī)格7.4 箱體主要 結(jié)構(gòu)尺 寸計(jì)算箱座壁厚冠=10mm相座凸緣 厚度螺栓安裝端蓋12Q235M6 X 16GB 5782 1986螺栓安裝端蓋24Q235M8 X 25GB 5782 1986銷定位235A6 X 40GB 117 1986墊圈調(diào)整安裝365Mn10GB 931987螺母安裝3AM10GB 6170 1986油標(biāo)尺測量油面高度1組合件通氣器透氣1Ab=1.5,冠=15mm箱蓋厚度國1=8mm箱蓋凸緣厚度bl =1.51
25、=12mm箱底座凸緣厚度b2 =2.5,冠=25mm ,軸承旁凸臺高度 h=45,凸臺半徑R=20mm齒輪軸端面和內(nèi)機(jī)壁距離11 =18mm大齒輪頂和內(nèi)機(jī)壁距離 1=12mm小齒端面到內(nèi)機(jī)壁距離"2=15mm上下機(jī)體筋板厚度m1 =6.8mm , m2=8.5mm主動軸承端蓋外徑D1 =105mm從動軸承端蓋外徑D2=130mm地腳螺栓M16,數(shù)量6根第八章總結(jié)通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì),使自己對所學(xué)的各門課程進(jìn)一步加深了理解,對于各方面知識 之間的聯(lián)系有了實(shí)際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識和實(shí)際需要還有很大 的距離,在今后還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐。本設(shè)計(jì)由于時間緊張,在設(shè)計(jì)中肯定會有許
26、多欠缺,若想把它變成實(shí)際產(chǎn)品的話還需要反復(fù)的考慮和探討。但作為一次練習(xí),確實(shí)給我們帶來了很大的收獲,設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械、電氣等多方面的內(nèi)容,通過設(shè)計(jì)計(jì)算、認(rèn)證、畫圖,提高了我對機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及步進(jìn)電動機(jī)的選用等方面的認(rèn)識和使用能力。總之,本次設(shè)計(jì)讓我受益非 淺,各方面的能力得到了一定的提高。參考文獻(xiàn)1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),孫巖等主編,北京理工大學(xué)出版社。2、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),銀金光等主編,中國林業(yè)出版社;北京希望電子出版社。3、機(jī)械制圖教材4、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材5、工程力學(xué)教材6、其它機(jī)械類專業(yè)課程教材機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書課題名稱一級圓柱齒輪減速器專 業(yè)機(jī)械制造和自動化姓 名林春志學(xué)
27、 號2011111724指導(dǎo)老師劉雅君目錄一課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明1.1課題題目1.2主要技術(shù)參數(shù)說明1.3傳動系統(tǒng)工作條件1.4傳動系統(tǒng)方案的選擇二減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1減速器結(jié)構(gòu)2.2電動機(jī)選擇2.3傳動比分配2.4動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算三V帶傳動設(shè)計(jì)3.1確定計(jì)算功率3.2確定V帶型號3.3確定帶輪直徑3.4確定帶長及中心距3.5驗(yàn)算包角3.6確定V帶根數(shù)Z3.7確定粗拉力Fo3.8計(jì)算帶輪軸所受壓力Q四齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(包括小齒輪和大齒輪)4.1齒輪材料和熱處理的選擇4.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 421按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸齒輪彎曲強(qiáng)度校核齒輪幾何尺寸的確定4.3
28、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)五軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(從動軸)5.1軸的材料和熱處理的選擇5.2軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度校核六軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核.6.2鍵的選擇計(jì)算及校核6.3聯(lián)軸器的選擇七 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算7.1潤滑的選擇確定7.2密封的選擇確定7.3減速器附件的選擇確定7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算參考文獻(xiàn)第一章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明1.1課題題目帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動。1.2主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶的最大有效拉力F=2KN,輸送帶的工作速度V=
29、0.9 m/s,輸送機(jī)滾筒直徑D=300mm。1.3傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸動機(jī)工作時有輕微震動,經(jīng)常滿載。空載起訂,單向運(yùn)轉(zhuǎn),單班制工作(每 班工作8小時),要求減速器設(shè)計(jì)壽命為5年(每年按300天計(jì)算)三相交流電源的電 壓為 380/220V。1.4傳動系統(tǒng)方案的選擇電動機(jī)第章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算選用:Y2-132S-82.1減速器結(jié)構(gòu)i帶=3本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分,封閉臥式結(jié)構(gòu)。i 齒=4.0992.2電動機(jī)選擇(一)工作機(jī)的功率PwPw =FV/1000=2000X 0.9/1000=1.8kw(二)總效率口總n 一耳十 口口nn 3總一帶齒輪聯(lián)軸器 滾筒軸承=0.96 J0
30、.98 099 0.96 099 099 099=0.868(三)所需電動機(jī)功率PdPd =Pw/n 總=180.8686 =2.073(KW)查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 Ped = 3 kw電動機(jī)選用 Y2-132S-8n 滿=705 r/min2.3傳動比分配工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60X 1000v/ (兀D=60X 1000X 0.9/(3.14 X 300)=57.325r/mi n咯=n滿 /n= 935/57.325 =12.298取 i帶=3則 i 齒=i 總 / i 帶=24.771/3 = 4.099計(jì)算及說明結(jié)果2.4動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算(一)轉(zhuǎn)速n口0 = 口滿=705 (r/min )
31、n I = n0/ i 帶=門滿 / i 帶=705/3=235( r/min )nII = nI /i 齒=235/4.099=57.331 (r/min )n山=n|=57.331 (r/min )(四)功率PF0 = Pd = 2.073(kw)P帶=2.073x0.96 =1.990(kw)P2 = PJ齒輪軸承=1.990 漢 0.98 漢 0.99 = 1.931(kw)P3 =卩2口聯(lián)軸器耳軸承=1.931 漢 0.99 漢 0.99 =1.893(kw)(五)轉(zhuǎn)矩TT° =9550P。/ n° =95502.073/1420=13.942(N. m)=T0n
32、帶i帶=13.942 x 0.96 沃 3 = 40.153( N m)T2 =TJ 齒輪 n 軸承 i 齒=40.153 x 0.98沃0.99沢4.099=161.182(N m)T3 =丁2耳聯(lián)軸器11 軸承 i齒帶=161.182X0.99X0.99"=157.974(N. m)計(jì)算及說明結(jié)果軸號功率P/kWN/(r.min 1)T/(N - m)in02.07370513.94230.9611.99023590.15321.93157.331161.1824.0990.9731.89357.3331157.97410.98將上述數(shù)據(jù)列表如下:第三章V帶傳動設(shè)計(jì)3.1確定計(jì)算
33、功率Pc=3.3KW選用B型 普通V帶ddi=l40mmv=5.17 m/ s,帶速合適dd2=411.6mm取ao=800 mm 取 Ld=2500mm中心距a=815.32 mm包 角a161.73o包角合適查表得KA=1.1,則PC=KAP=1.*3=3.3KW3.2確定V帶型號按照任務(wù)書得要求,選擇普通 V帶。根據(jù)PC=3.3KW及 n1=235r/min,查圖確定選用B型普通V帶3.3確定帶輪直徑(1) 確定小帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)圖推薦,小帶輪選用直徑范圍為112 140mm選擇dd1=140mm(2) 驗(yàn)算帶速: 140 705巾山兀勺40汶705廠,v = =5.17m/s60 10
34、00 600005mfs v vv 25m/s,帶速合適。(3) 計(jì)算大帶輪直徑dd2= i d d1 (1- c ) =3X 140X( 1-0.02 ) =411.6mm 根據(jù) GB/T 13575.1-9 規(guī)定,選取 dd2=400mm3.4確定帶長及中心距(1)初取中心距a。0.7 dd1 dd2 £1-2 41 dd2得378< a)< 1080, 根據(jù)總體布局,取ao=800 mm確定帶長Ld:根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算帶長得dd1 dd2jiLdo 二 2a0dd1 dd224a°2兀(140 400)=2 800140 400 .L =2469.36mm2
35、4800根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)手冊,取Ld =2500mm。(3)計(jì)算實(shí)際中心距a"丄10 =800飯心他竺環(huán)軸口0 23.5.驗(yàn)算包角=180:_dd2 _dd1 迸 57.3a° 400140°= 180: 57.3 =161.73°> 120°,包角合適。815.323.6.確定V帶根數(shù)ZPcZ> (P0P°)K: Kl根據(jù) ddi=140mn及 ni=705r/min,查表得 Po=1.64KW,A Po=O.22KW中心距 a=815.32mm包角 a=161.73°包角合適161 .73Ka = 1.25(1 -
36、5180) =0.956K_=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.0243.3則 Z>=1.737,取 Z=2(1.86)X0.956 x 1.0243.7.確定粗拉力F。F0=500 Pc (2.5 -1) qv2 vZ K :.查表得q = 0.17 kg /m,貝U32521) 0.17 5.172=98.26NF0=5005.17 5(0.9563.8.計(jì)算帶輪軸所受壓力Qot16173 'Q=2ZFsin 1 =2X2X98.26 xsin 161.73 =388N2 2第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB = 2
37、36大齒輪選用45號鋼,正火處理,HB = 1904.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊查得Iim1 = 580MPa , D h lim 2 = 530MPa ,SHIim = 1° F Iim1 = 215MPa , f im 2 = 20°MPa , Sf im 14 =山 / n2 = 235/ 57.331 = 4.099由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊查得ZN1 = ZN2 = 1Yn1 = Yn2 = 1.1由 kH1】 = ¥Hlim1ZN1 =58Q=580MPaSh lim1比2 =皿込二5 =530MPaSH lim
38、1計(jì)算及說明結(jié)果r1 °>limlYN1215漢1.1匕 F1一-244 MPaSf lim1L1°>lim2YN2200 "YbF2=204MPaSf lim1(一)小齒輪的轉(zhuǎn)矩T IT9550P /n, =9550 燈.990/235 =80.870(N m)(八)選載荷系數(shù)K由原動機(jī)為電動機(jī),工作機(jī)為帶式輸送機(jī),載何平穩(wěn),齒輪在兩軸承間對稱布置。查機(jī)械原理和機(jī)械零件教材中表得,取 K = 1.1(九)計(jì)算尺數(shù)比卩卩=4.099(十)選擇齒寬系數(shù)屮d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機(jī)械原理和機(jī)械零件教材中表得,取 屮d = 1(一)計(jì)算小齒
39、輪分度圓直徑d1計(jì)算及說明結(jié)果33Z1=24iKTi(u +1)1190.153(4.099+1)Z2=100dl"766 石顯九=76M仆 5302 沢 4.099d1=48mm=47.103( mm)d2=200m(十一)確疋齒輪模數(shù)mma = d1(1 十卩)=47.103(1 +4.099 )=120.089(mm)m =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 198.764取m=2(十三)確定齒輪的齒數(shù) 乙和z2rd147.103 “ c 帀 r c乙-1 -23.552 取 Z1 - 24m222=4.099 74 = 98.376 取 Z2 = 100
40、(八)實(shí)際齒數(shù)比卩,'Z2100“-一4.167Z124- 卩_卩齒數(shù)比相對誤差也卩-”-0.017卩± 2.5%允許(十)計(jì)算齒輪的主要尺寸d1 =mZ1 =224 =48(mm)d2 =mZ2 =2 匯100 =200(mm)計(jì)算及說明結(jié)果1 1a=128mm中心距a 二心! +d2 )=(48 + 200)=128(mm)B1=57mm齒輪寬度 B2 =W 上! =1 x 48 =48(mm)B2=48mmV=0.590Bi = B2 + (5 10) = 53 58(mm)(m/s) 定為IT7取 Bi =57 (mm)(十)計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度財(cái)ni 3.1
41、423O590m/sV J .ww wl III/ O J60匯100060匯1000根據(jù)設(shè)計(jì)要求齒輪的精度等級為7級。齒輪彎曲強(qiáng)度校核(一)由中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力BF1 】=244MPa屛2 】=204MPa(三)計(jì)算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得YF1 =2.65YF2=2.18比較Yf / b f 的值Yf 1 /oF1=2.65/244=0.0109>YF2/0F2=2.19/204=0.0107計(jì)算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為計(jì)算及說明結(jié)果2000KT"fi 2000 x 強(qiáng)度足夠'B2m2 乙48x224da1 =54m= 103.692(MPa
42、) £ bF1 】mda2 =204齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠mm423齒輪幾何尺寸的確定h=4.5mmS=3.14m齒頂圓直徑da由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 h a =1 c = 0.25mP=6.28mda1 =d' +2ha1 =(Z' +2ha*m = (24+2 x 1)x2 =54(mm)m hf=2.5mmda2 = d2 +2ha2 =(Z2 +2ha* m = (100 + 2疋 1) x 2 = 204(mm)ha=2mm df1 =43m齒距P = 2X 3.14=6.28(mm)m df2=199m齒根高h(yuǎn)f =5備+疋m = 2.5(mm)m齒頂咼ha =
43、 ham =1 x 2 = 2(mm)齒根圓直徑d fdfd -2h4<2.43(mm)df2 = d2 -2hf = 204 -2 匯2.5 =199(mm)4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu),大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下:軸孔直徑 d=© 50(mm)輪轂直徑D1=1.6d=1.6X 50=80(mm)輪轂長度L B2 48(mm)輪緣厚度 8 o = (34)m = 68(mm)取60 =8輪緣內(nèi)徑D 2 =da2-2h-2§。=204-2X 4.5-2X 8計(jì)算及說明結(jié)果=179(mm)取 D2 = 180(mm)腹板厚度 c=0
44、.3 B2 =0.3 X 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直徑 D o =0.5( D, + D2)=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直徑 d 0 =0.25 ( D2-DJ =0.25 (180-80)=25(mm)取 d°=25(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5X 2=1計(jì)算及說明結(jié)果D1=25mmD2=39mm第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊中的圖表查得選45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,HB217255匚 b =650MPa 二 s=360MPa 二=280MPa5.2軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑3 3 主
45、動軸 di=c 僅=115 J1990 =23.44 ni 2353 3從動軸 d2=c P =115 . 1.931 =37.14 n2 57.331考慮鍵槽 d1=23.44X 1.05=24.612考慮鍵槽 d2 =37.14X 1.05=38.996選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=25 mm選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d2 =39 mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要,同時考慮到強(qiáng)度的原則, 主動軸和從動軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。軸的強(qiáng)度校核主動軸的強(qiáng)度校核圓周力 Ft = 2°°°T2 =2000x 158.872/204=1557.57N d2徑向力 Fr = F t tan
46、a =1557.57Xtan20° =566.909 N由于為直齒輪,軸向力Fa=0 作主動軸受力簡圖:(如下圖所示)Rha h?b H0.5 F f H0.5X 3339H778.785(N)M HC H0.5 Rha LH778785 X 98 X 0.5M 000H3906( N Tn)r<a h r<b ho.5 F|. ho.5 X N -m)M<c H0.5R<ALH283.455x98x0.5M000H3.89(N Tn)書 TH90 153( n 3校核Mc=iMhc2 Mvc2 =、38.162 13.892 =38.2 (N m)Me= .
47、Mc2 aT 2 = . 38.22 0.6 90.1532 =66.22(N m)由圖表查得,J j=55MPad> 10 M e . =10 ' 66.22 =10.64(mm)”0.1 kJ0.1* 55考慮鍵槽 d=10.64mm < 25mm則強(qiáng)度足夠從動軸的強(qiáng)度校核圓周力 Ft = 2°°°T2 =2000x 158.872/204=1557.57N d2由于為直齒輪,軸向力Fa=0徑向力Fr = F t tana =1557.57Xtan20° =566.909 N受力簡圖:(如下圖所示)L=98mmRha = Rhb
48、=0.5 Ft =0.5X 1557.57=778.785( N)M hc =0.5 Rha L=778.785 X 98 X 0.5/1000=38.16(N m)Rva = Rvb =0.5 Fr=0.5X 566.909 =283.455(N m)Mvc =0.5RvaL=283.455X 98 X 0.5/1000=14.134(N m)校核轉(zhuǎn)矩 T=161.182(N m)Mc =:$Mhc2 +MVC2 二 J38.162 +14.1432 =40.697(N,m)Me =jMc2 +(aT f =(40.6972 +(0.6x161.182$ =104.923( N m)由圖表查
49、得,b d=55MPad> 10 (_Me i =10 P04.923 =26.72(mm) *0.1kJV 0.1*55' 丿考慮鍵槽 d=26.72mm < 39mm則強(qiáng)度足夠計(jì)算及說明結(jié)果第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力,故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊選擇62072個(GB/T276-1993)從動軸承 6209 2 個(GB/T276-1993)壽命計(jì)劃:兩軸承受純徑向載荷P= F r =1557.57X= 1Y=0從動軸軸承壽命:深溝球軸承6209,基本額定功負(fù)荷Cr=25.6KNft=1、=3oh = 匹=10660n2 . P 60 117.58925.6510003=10
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