機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

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)械系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造班級17機(jī)制 17701 班姓名學(xué)號指導(dǎo)老師完成日期2018年 6月 27日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齒輪幾何尺寸的確定4.3齒輪

2、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5.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.3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)、公差與互換性等多門課程知識，并運(yùn)用

3、AUTOCAD 軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)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(gè)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、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖

4、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)說明輸送帶的最大有效拉力 F=1150N，輸送帶的工作速度 V=1.6 m/s，輸送機(jī)滾筒直徑 D=260 mm。2.3傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸送機(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(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為 8年，大修期為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)方案的選擇圖 1

5、帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖計(jì)算及說明結(jié)果第三章 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)本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2電動機(jī)選擇（一）工作機(jī)的功率PwPw =FV/1000=1150×1.6/1000=1.84kw（二）總效率總2總=帶齒輪聯(lián)軸器滾筒軸承= 0.96 0.98 0.99 0.96 0.9920.876（三）所需電動機(jī)功率Pd電動機(jī)選用：PdPw /總1.84/0.8762.100(KW )Y100L2-4查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得P= 3 kwed電動機(jī)選用 Y112M-4n 滿 = 1420 r/min3.3傳動比分配工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=60×1

6、000v/ （D）=60×1000×1.6/(3.14 ×260)=117.589r/mini總 n滿 / n1420 /117.58912.076(r / min)取 i帶 3則 i齒 i 總 / i 帶12.076/3 4.025i帶 33.4動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算i齒 =4.025（一）轉(zhuǎn)速 n計(jì)算及說明結(jié)果n0= n 滿=1420（r/min）n I= n 0/i 帶= n 滿/i 帶=1420/3=473.333（r/min）nII= nI/ i齒=473.333/4.025=117.589（ r/min）nIII= nII=117.589（ r/min）（二

7、） 功率 PP0Pd1.612(kw)P1P0 帶2.1000.941.974(kw)P2P1 齒輪軸承1.9740.980.991.916( kw)P3P2 聯(lián)軸器軸承1.9160.990.991.875(kw)（三）轉(zhuǎn)矩 TT09550P0 / n095502.100/1420=14.126(N m)T1T0帶 i帶14.1260.963 40.684(Nm)T2T1齒輪軸承 i 齒40.6840.98 0.994.025= 158.872(Nm)T3T2聯(lián)軸器軸承 i 齒帶158.8720.990.991= 155.710(N m)計(jì)算及說明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率NT /P/k

8、W/(r.min-1 )(N m)i02.100142014.12630.9611.974473.33340.68421.916117.589158.8724.0250.9731.875117.589155.71010.98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， HB236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4.2.1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H lim 1580MPa ,H lim 2530MPa ,SHlim= 1F lim 1215MPa ,F lim 2200MPa , SF

9、 lim1n1 / n2 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H lim 1 Z N 15801H 11580MPaSH limH lim 2 ZN 25301H 21530MPaSH lim計(jì)算及 說 明結(jié)果F lim 1YN12151.1244 MPaF 11SF limF lim 2YN 22001.1204MPaF 21SF lim（一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩 T IT19550 P1 / n195501.974/473. 37742.379 (Nm)（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

10、穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取K1.1（三）計(jì)算尺數(shù)比=4.025（四）選擇齒寬系數(shù)d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取d 1（五）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d 1d1 計(jì)算及說明331.1 40.684 (4.025 1)d1 766KT I ( u 1)=766d H 2 2 u1 5302 4.025= 44.714( mm)（六）確定齒輪模數(shù)mad1144.74.025112.343 mm212m =(0.0070.02)a = (0.007 0.02) ×185.871取 m=2（七）確定齒輪的齒數(shù)Z1 和 z

11、2d144.714取Z1= 24Z122.36m3Z2Z14.025 24 96.6取Z2= 96（八）實(shí)際齒數(shù)比''Z 296Z1424'齒數(shù)比相對誤差0.006<±2.5% 允許（九）計(jì)算齒輪的主要尺寸d1mZ122448( mm)d 2mZ 2296192(mm)結(jié)果Z1= 24Z2= 96d1 =48mmd2 =192mm計(jì)算及說明結(jié)果中心距1d 2148192a=120mmad12120 mm2齒輪寬度 B2d d114848(mm)B1 = B2 + (510) = 5358(mm)取 B1=57 (mm)B1=57mm（十）計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v

12、并選擇齒輪精度B2=48mmvd1n13.14 48473.333V=1189 m / s601000(m/s)查表應(yīng)取齒輪等級為9 級，定為 IT7但根據(jù)設(shè)計(jì)要求齒輪的精度等級為7 級。4.2.2齒輪彎曲強(qiáng)度校核（一）由 421 中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力F 1244MPaF 2204MPa（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YF 1 =2.63YF 2 =2.19比較YF /F的值Y F 1 /F1 =2.63/244=0.0108>YF 2 /F 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2000KT1YF 1

13、2000 101.741 2.63F 166 3222B2 m2 Z 240.952(MPa )F 1齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠4.2.3齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑 da*由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得h a =1c = 0.25d a1d12ha1Z12ham(242 1)254(mm)d a 2d 22ha 2Z 22ham(9621)2196(mm)齒距P = 2×3.14=6.28(mm)齒根高h(yuǎn) fh acm2.5(mm)齒頂高h(yuǎn)ah a m122(mm)齒根圓直徑 d fd f 1d12h f48 22.543(mm)d f 2d 22h f1922 2.5187( mm)4.3齒輪的結(jié)

14、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=1.6× 50=80(mm)輪轂長度LB266(mm)輪緣厚度 0 = (34)m = 6 8(mm)取0 =8輪緣內(nèi)徑D 2 = d a 2 -2h-20=196-2×4.5-2×8結(jié)果強(qiáng)度足夠da1=54mmda 2 =196mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm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

15、×48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直徑D 0 =0.5( D1 + D 2 )=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直徑 d0=0.25（ D 2 - D1 ）=0.25（ 170-80）=22.5(mm)取 d0 =20(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5× 2=1齒輪工作如圖 2 所示：計(jì)算及說明結(jié)果第五章軸的設(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， HB217 255b =650MPas =360MPa1 =280MPa5.2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33從動

16、軸 d 2 =cP2=1151.955 =29.35D2=32mmn2117.587考慮鍵槽 d2 =29.35×1.05=30.82選取標(biāo)準(zhǔn)直徑 d 2 =32 mm5.2.2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(shí)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。5.2.3軸的強(qiáng)度校核從動軸的強(qiáng)度校核圓周力F t = 2000T2 =2000×158.872/192=1654.92d 2徑向力F= Fttan=1654.92×tan20°=602.34r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RARBFtFr

17、RHARHBFt水平面彎矩RvARvBFt垂直面彎矩合力彎矩扭矩危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩從動軸受力簡圖計(jì)算及說明結(jié)果L=110mmRHA = RHB =0.5 F t =0.5× 1654.92=827.46( N )M HC =0.5 RHA L=827.46×110× 0.5/1000=51.72( N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.5×602.34 =301.17(N m)M VC =0.5 RVA L=501.17×110× 0.5/1000=36.4( N m)轉(zhuǎn)矩 T=158.872( Nm)校核MC= MHC2M

18、 VC2 = 51.72 218.822 =55.04( N m)M e = M C2aT 2 = 55.0420.6 158.872 2 =118.42( N m)由圖表查得，1 b =55MPa3d 10M0.13e=10118.42 =29.21(mm)1 b0.1* 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(gè)（GB/T276-1993）從動軸承 6209 2 個(gè)從 動 軸（GB/T276-1993）承2 個(gè)壽命計(jì)劃

19、：計(jì)算及說明結(jié)果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C r =25.6KNft =1=3106ft Cr1063=25.6 1 1000L10h =P117.589=1088120160n260602.34預(yù)期壽命為： 8年，兩班制L=8×300× 16=38400<L10h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 10×40 GB/T1096 2003， b=16， L=50，h=10，選 45 號鋼，其許用擠壓力p =100MPaF

20、t=4000TI=4000158.872p =hld8=82.75< phl30 32則強(qiáng)度足夠，合格從 動 軸外 伸 端鍵 10 ×40GB/10962003（二）與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵 14×52 GB/T1096 2003，b=10mm，L=45mm ， h=8mm ，選 45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力與 齒 輪聯(lián) 接 處p =100MPa鍵 14×52GB/T109p =F t=4000TI=4000158.872=45.392< p62003h lhld83550則強(qiáng)度足夠，合格計(jì)算及說明結(jié)果6.3聯(lián)

21、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=1.3TC =9550 KPII =9550× 1.3 1.916 =202.290nII117.589選用 TL8 型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩T n =250，選用 TL8TC < T n 。采用 Y 型軸孔，A 型鍵軸孔直徑 d=3240，選 d=35，型 彈 性套 住 聯(lián)軸孔長度 L=82軸器TL8 型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)許用外鍵公稱轉(zhuǎn)速軸孔軸孔徑軸孔槽型號轉(zhuǎn)矩n/直徑長度D/m材料類T/(N·m)1d/mmL/mm類型（ r ·m型minTL625

22、033003582160HT20A 型Y 型0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7.1.1 潤滑方式1. 齒輪 V=1.2 12 m/s應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成齒輪浸油本及需要，選用浸油潤滑潤滑2.軸承采用潤滑脂潤滑軸 承 脂7.1.2 潤滑油牌號及用量潤滑計(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10 20mm，齒 輪 用150 號機(jī)械油需油量為 1.5L 左右2.軸承潤滑選用 2L 3 型潤滑脂，用油量為軸承間軸 承 用2L3 型隙的 1/3 1/2 為宜潤滑脂7.2 密封形式1.箱座與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與機(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與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于 V<3（ m/s），故選用半粗羊毛氈加以密封4.軸承靠近機(jī)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：計(jì)算及說明結(jié)果名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋12Q235M6× 16GB 57821986螺