V帶輪單級(jí)齒輪減速器課程設(shè)計(jì)

分析：|結(jié)果：分析：|結(jié)果：PAGE29/29機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(V帶輪單級(jí)齒輪減速器) 班級(jí)：設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)老師：日期：目錄1題目及設(shè)計(jì)總體分析32選擇電動(dòng)機(jī)43傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比54計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)65窄V帶輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算76齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算97軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸15低速軸（含連軸器的選擇和驗(yàn)算）198滾動(dòng)軸承的選擇和驗(yàn)算239鍵的強(qiáng)度校核2410減速器的潤滑2511減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸2612總結(jié)2813參考資料28題目及設(shè)計(jì)總體分析如圖為帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡圖，已知滾筒直徑為400mm，輸送帶速1.1m/s,運(yùn)輸帶工作壓力為2500N。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命10年，設(shè)每天工作8小時(shí)，允許3年一大修，帶式輸送機(jī)連續(xù)單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。1、電動(dòng)機(jī)2、V帶輪3、箱體4、低速齒輪5、高速齒輪6、聯(lián)軸器7、滾筒Ⅰ、電動(dòng)機(jī)軸Ⅱ、輸入軸Ⅲ、輸出軸選擇電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)按工作要求和條件，選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)所需的工作效率為：工作機(jī)所需要功率為：2.75KW傳動(dòng)裝置的總效率為：按表2-3確定各部分效率：V帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率，閉式齒輪傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器效率，傳動(dòng)滾筒效率，則所需電動(dòng)機(jī)功率為：電動(dòng)機(jī)的額定功率要略大于P，由Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)選擇電動(dòng)機(jī)額定為4KW。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：52.55r/minr/minr/minr/minV帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用范圍，單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍n*n=198，則傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：315.30～840.76選用同步轉(zhuǎn)速750r/min，滿載轉(zhuǎn)速720r/min的Y160M1-8型電動(dòng)機(jī)。其主要技術(shù)參數(shù)如下：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率P（KW）同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）Y160M1-8475072022電動(dòng)機(jī)的相關(guān)尺寸：中心高H外形尺寸底角安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D×E鍵公稱尺寸F×h160600×417.5×385254×2101542×11012×160傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比總傳動(dòng)比為：13.70分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比根據(jù)取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則減速器的傳動(dòng)比i為3.91計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)0軸（電機(jī)軸）：功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1軸（高速軸）：功率；轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩；2軸(低速軸)：功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩3軸（滾筒軸）：功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩將上述計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列于下表軸名參數(shù)0軸1軸2軸3軸轉(zhuǎn)速n(r/min)720205.7152.6152.61功率P（kw）3.203.072.952.89轉(zhuǎn)矩T(N.m)42.44142.52535.50524.61傳動(dòng)比I3.53.911效率0.960.960.98窄V帶輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算確定計(jì)算功率由以上計(jì)算可知P=4kw，選工作情況系數(shù)，由則選定V帶帶型由、查課本圖8－9，選用SPZ型。確定帶輪基準(zhǔn)直徑、取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑，根據(jù)表8-7，取。則實(shí)際的傳動(dòng)比為帶的速度，合適。確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距根據(jù)有，初選計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度：選取帶的基準(zhǔn)長度則驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角，合適。計(jì)算窄V帶的根數(shù)z由，查表8－5c和表8－5d得，，查課本表8－8得，查課本表8－2得，代入上式得：取z=2計(jì)算預(yù)緊力查課本表8-4得412.22N計(jì)算作用在軸上的壓軸力確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸由，采用腹板式結(jié)構(gòu)，，采用輪輻式。由V帶設(shè)計(jì)可知z=2根，則由課本表8-10可得e=12mm,f=8mm,=2.0mm則帶輪的寬度為小帶輪的外徑大帶輪的外徑齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。材料選擇。小齒輪選用40，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度280HBS（7級(jí)），大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度240HBS（7級(jí)）。選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算公式確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由上面的計(jì)算得由表10-7（課本）選取齒寬系數(shù)由表10-6(課本)查得材料的彈性影響系數(shù)由圖10-21d（課本）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由式10-13（課本）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖10-19(課本)查得接觸疲勞壽命系數(shù)，。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1。由式(10-12)(課本)，得計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值計(jì)算圓周速度v計(jì)算齒寬b計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)齒高計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.77m由圖10-8（課本）查得動(dòng)載荷系數(shù)；直齒輪，假設(shè).由表10-3(課本)查得；由表10-2(課本)查得使用系數(shù)；由表10-4(課本)查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，由b/h=10.68,,查圖10-13(課本)得；故載荷系數(shù)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,由式10-10a(課本)得計(jì)算模數(shù)m按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）（課本）得彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值由圖10-20c（課本）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖10-18（課本）查得彎曲疲勞壽命，計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）（課本）得，計(jì)算載荷系數(shù)K查取齒形系數(shù)由表10-5（課本）查得，查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5可查得，計(jì)算大、小齒輪的并加以比較，大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算（模數(shù)越大，齒輪越安全）對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即m*z）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.447，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓，算出小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。則實(shí)際的傳動(dòng)比為。自此，實(shí)際的總傳動(dòng)比為，實(shí)際的滾筒轉(zhuǎn)速為，誤差絕對(duì)值為，合符要求。幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑，計(jì)算中心距計(jì)算齒輪寬度取，驗(yàn)算，合適高速齒輪傳動(dòng)的相關(guān)數(shù)值模數(shù)m2.5分度圓直徑齒頂高齒根高全齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑中心距齒寬軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸的設(shè)計(jì)已知：，，，作用在齒輪上的力由齒輪計(jì)算過程得初步確定軸的最小直徑，先按式（15-2）（課本）初步估算軸的最小直徑。軸為齒輪軸，45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15－3取,則軸的最小直徑顯然是與帶輪的配合處的直徑，為了使所選的軸直徑與帶輪的孔相適應(yīng)，故取。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。擬定軸的基本結(jié)構(gòu)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足帶輪的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故取Ⅱ-Ⅲ段直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。帶輪與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承僅受徑向力的作用，故選用深溝球軸承（GB276-89）6308，其尺寸為，故取，而。右端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由手冊(cè)上查得6308型軸承的定位軸肩高h(yuǎn)=6mm,因此取。取小齒輪處的直徑。齒輪左端與軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為85mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑=58mm軸環(huán)寬度，取，則。取軸承端蓋的總厚度為20mm，端蓋的外端面與大V帶輪右端面的距離為30mm，故mm。取軸承距箱體內(nèi)壁距離s=8mm齒輪距箱體內(nèi)壁距離a=16mm已知軸承寬度B=23mm，則至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。求軸上的載荷在計(jì)算簡圖中，作為簡支梁的軸的支撐跨距(其中B=23mm)。由計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如上圖所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面C的、及M的值列于下表載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式（15－5）及上表中的數(shù)值，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本表15－1查得，因此，故安全低速軸的設(shè)計(jì)1.已知：，，，求作用在齒輪上的力,初步確定軸的最小直徑軸為齒輪軸，45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本表15－3取,則軸的最小直徑顯然是與半聯(lián)軸器的配合處，選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查課本表14－1查得，則,應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，查標(biāo)準(zhǔn)GB5014－85，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000。半聯(lián)軸器的孔徑，故取。半聯(lián)軸器長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。擬定軸的基本結(jié)構(gòu)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅶ-Ⅷ段左端需制出一軸肩，故?、?Ⅶ段直徑；右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅶ-Ⅷ段長度應(yīng)比略短一些，取mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸僅承受徑向力的作用，故選用深溝球軸承（GB276-89）6308，其尺寸為，故取。而。右端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。取定位軸肩高度h=6mm，因此，取mm。取安裝齒輪軸段Ⅱ-Ⅲ的直徑mm；齒輪左端與軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為80mm為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短與輪轂寬度，故取，齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h=6mm則,軸環(huán)寬度，取。取軸承端蓋的總厚度為20mm。取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離l=30mm，故取。取軸承距箱體內(nèi)壁距離s=8mm齒輪距箱體內(nèi)壁距離a=16已知軸承寬度B=23mm，則至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。求軸上的載荷在計(jì)算簡圖中，作為簡支梁的軸的支撐跨距(其中B=23mm)由計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如上圖所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面B出的、及M的值列于下表載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式（15－5）及上表中的數(shù)值，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本表15－1查得，因此，故安全滾動(dòng)軸承的選擇和驗(yàn)算高速軸上的軸承選擇深溝球軸承（GB276-89），軸承代號(hào)為6308，其尺寸為，基本額定載荷。壽命驗(yàn)算按課本表13-6，取。則軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷因?yàn)?，所以按軸承B1的受力驗(yàn)算又因?yàn)闇p速器的壽命,，合適。低速軸上的軸承選擇深溝球軸承（GB276-89），軸承代號(hào)為6308，其尺寸為，基本額定載荷Cr=40.8kN。壽命驗(yàn)算按課本表13-6，取。則軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷因?yàn)椋园摧S承C2的受力驗(yàn)算>，合適。鍵的強(qiáng)度校核高速軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸大帶輪處選用單圓頭普通平鍵（C型），，L=50mm。小齒輪處選用圓頭普通平鍵（A型），，L=80mm。校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸材料都是鋼，由課本表6-2查得許用擠壓應(yīng)力為。鍵的工作長度，,。鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，，。由課本式（6-1）得，合適。，合適。低速軸齒輪、聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸大齒輪處用圓頭普通平鍵（A型），，L=70mm。半聯(lián)軸器處用單圓頭普通平鍵（C型），，L=70mm。2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力。鍵的工作長度，，。鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，，。由課本式（6-1）得，合適。，合適。減速器的潤滑潤滑方式的選擇齒輪用潤滑油潤滑，并利用箱內(nèi)傳動(dòng)件濺起的油潤滑軸承。因?yàn)闈櫥惺艿呢?fù)荷能力較大、粘附性較好、不易流失，所以軸承用潤滑脂潤滑。密封方式的選擇計(jì)算可得，各軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封潤滑油的選擇因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械手冊(cè)可選用中負(fù)載工業(yè)齒輪油N200號(hào)潤滑，軸承則選用ZGN－2潤滑脂潤滑。減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸1箱座壁厚因?yàn)?，所以?箱蓋壁厚3箱座凸緣厚度4箱蓋凸緣厚度5箱座底凸緣厚度6地底螺釘直徑，取M207地底螺釘數(shù)目因?yàn)椋?jì)算結(jié)果，故取8軸承旁聯(lián)接螺栓直徑，取M149箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑，取M1010聯(lián)接螺栓的間距12窺視孔蓋螺釘直徑,取M813定位銷直徑14凸緣上螺栓凸臺(tái)的中心至外箱壁的距離15軸承旁凸臺(tái)半徑16凸臺(tái)高度17箱體外壁至軸承座端面距離19大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離20齒輪端面與內(nèi)箱壁距離21箱蓋，箱座筋厚，22大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁的距離23箱底至箱底內(nèi)壁的距離24減速器中心高25箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離26軸承端蓋凸緣厚度27軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離28旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離29齒輪頂圓至軸表面的距離總結(jié)我經(jīng)過這次的設(shè)計(jì)作業(yè)，真是感觸良多！！我發(fā)現(xiàn)原來做好一件以前看似簡單的東西真的很不容易。我發(fā)現(xiàn)我過往的學(xué)習(xí)，無論是作業(yè)還是考試，都是立足于很片面的單個(gè)知識(shí)點(diǎn)上的。這根本就無法解決實(shí)際問題，因?yàn)閷?shí)際問題都是各種知識(shí)的大綜合。雖然這次的設(shè)計(jì)作業(yè)也還只是紙上談兵，并且也只是部分知識(shí)的小綜合，但也使我認(rèn)識(shí)到學(xué)海無涯，必須思勤上進(jìn)。我坦白，開始設(shè)計(jì)時(shí)，我先參考了師兄師姐的作業(yè)，才再自己一步一步的做。但我很不幸的在隨后的設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)他們有許多的錯(cuò)誤。有很多簡直是原則性的錯(cuò)誤，甚至?xí)系墓蕉汲e(cuò)。我想他們是不是有很多東西根本就還沒搞懂呢？！當(dāng)然，我知道我也還有很多不太明白的地方，設(shè)計(jì)上也存在著許多問題，