機械設計課程設計單級圓柱齒輪減速器概要

下載可編輯機械設計基礎課程設計設計題目 單級圓柱齒輪減速器裝1設計書一份裝配圖一份3 零件圖兩份機械與材料工程學院 B1161班級設計者 廖偉程指導老師 梟完成日期2013年5月30日成績學院.專業(yè).整理.下載可編輯目錄第一章 緒論????????????????????????? 5第二章 課題題目及主要技術參數(shù)說明 ??????????? 62.1課題題目???????????????????????62.2主要技術參數(shù)說明???????????????????62.3傳動系統(tǒng)工作條件???????????????????62.4傳動系統(tǒng)方案的選擇??????????????????6第三章減速器結構選擇及相關性能參數(shù)計算???????73.1減速器結構??????????????????????73.2電動機選擇??????????????????????73.3傳動比分配??????????????????????83.4動力運動參數(shù)計算???????????????????9第四章V帶傳動設計???????????????????.114.1確定計算功率?????????????????????114.2確定V帶型號?????????????????????114.3確定帶輪直徑?????????????????????114.4確定帶長及中心距???????????????????124.5驗算包角???????????????????????124.6確定V帶根數(shù)Z????????????????????124.7確定粗拉力F?????????????????????13.專業(yè).整理.下載可編輯4.8計算帶輪軸所受壓力 Q????????????????? 13第五章 齒輪的設計計算(包括小齒輪和大齒輪 ) 145.1 齒輪材料和熱處理的選擇???????????????? 145.2 齒輪幾何尺寸的設計計算???????????????? 14 按照接觸強度初步設計齒輪主要尺寸???????? 14 齒輪彎曲強度校核???????????????? 17 齒輪幾何尺寸的確定??????????????? 185.3 齒輪的結構設計???????????????????? 19第六章 軸的設計計算(從動軸)??????????????? 216.1 軸的材料和熱處理的選擇???????????????? 216.2 軸幾何尺寸的設計計算????????????????? 21 按照扭轉強度初步設計軸的最小直徑???????? 21 軸的結構設計?????????????????? 21 軸的強度校核?????????????????? 21第七章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 ?????????????? 257.1軸承的選擇及校核 257.2 鍵的選擇計算及校核??????????????????? 267.3 聯(lián)軸器的選擇?????????????????????? 26第八章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結構尺寸的計算??????????????????? 288.1 潤滑的選擇確定????????????????????? 288.2 密封的選擇確定????????????????????? 28.專業(yè).整理.下載可編輯8.3減速器附件的選擇確定?????????????????? 288.4箱體主要結構尺寸計算?????????????????? 29第九章 總結?????????????????????? 30.專業(yè).整理.下載可編輯第一章本論文主要容是進行一級圓柱直齒輪的設計計算，在設計計算中運用到了《機械設計基礎》、《機械制圖》、《工程力學》、《公差與互換性》等多門課程知識，并運用《AUTOCAD》軟件進行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、規(guī)的實踐訓練。通過這次訓練，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)系實際的設計思想，訓練了綜合運用機械設計課程和其他相關課程的基礎理論并結合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展了相關機械設計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設計，使我們掌握了一般機械設計的程序和方法，樹立正確的工程設計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學的工程設計能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標準、規(guī)、手冊、圖冊及相關技術資料的能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計算機輔助設計方面的能力。（4）加強了我們對Office軟件中Word功能的認識和運用。.專業(yè).整理.下載可編輯第二章 課題題目及主要技術參數(shù)說明2.1課題題目帶式輸送機傳動系統(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 主要技術參數(shù)說明輸送帶的最大有效拉力F=3000N，輸送帶的工作速度V=1.5m/s，輸送機滾筒直徑D=400mm。2.3 傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸送機在常溫下連續(xù)工作、單向運轉；空載起動，工作載荷較 平穩(wěn)；使用年限５年，每日工作 24小時，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔2.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇采用Ｖ帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能，適應大起動轉矩工況要求，結構簡單，成本低，使用維護方便。結構設計簡圖：圖1 帶式輸送機傳動系統(tǒng).專業(yè).整理.下載可編輯第三章 減速器結構選擇及相關性能參數(shù)計算3.1 減速器結構本減速器設計為水平剖分，封閉臥式結構。3.2 電動機選擇（一）工作機的功率 PwPw=FV/1000=3000×1.5/1000=4.5kw（二）總效率 總總=帶2齒輪聯(lián)軸器滾筒軸承0.96×0.98３×0.97×0.99×0.96=0.83（三）所需電動機功率 PdPd=FV/1000η總電動機=(3000×1.5)/(1000×0.876)選用：Y132M2-=5.42(kw)6(四)確定電動機轉速卷筒工作轉速為：n卷筒＝60×1000·V/（π·D）=(60×1000×1.5)/（400·π）=71.7r/min此選定電動機型號為 Y132M2-6。 電動機主要外形和安裝尺寸：中心高H外形尺寸地腳螺栓孔軸伸尺裝鍵部位底角安裝LX(AC/2+AD)寸×HD直徑KD×E尺寸A×尺B F×GD.專業(yè).整理.下載可編輯132 520×345× 216×178 12 28×8 10×41315計算及說明3.3 傳動比分配由選定的電動機滿載轉速 nm和工作機主動軸轉速nia=nm/n==960/71.7=13.40取i0=2.8（普通V帶i=2～4）則i=4.443.4 動力運動參數(shù)計算（一）轉速nn0=n滿=960（r/min）nI=n0/i帶=n滿/i帶=960/2.8=342.86（r/min）nII=nI/i齒=342.86/4.44=77.22（r/min）nIII=nII=77.22（r/min）.專業(yè).整理.下載可編輯（二） 功率PPⅠ=Pd×η01=Pd×η1=4.5×0.96=4.32（KW）PⅡ=PⅠ×η12=PⅠ×η2×η3= 4.32×0.98×0.97=4.41（KW)Ⅲ=PⅡ·η23=PⅡ·η2·η4= 4.11×0.98×0.99=4.07（KW)（三）轉矩T

由指導書的表1得到：1=0.962=0.983=0.974=0.99Td=9550·Pd/nm=9550×4.5/960=44.77N·mTⅠ=Td·i0·η1=44.77×2.8×0.96=120.33N·mTⅡ=TⅠ·i1·η2·η4120.33×4.44×0.98×0.99=518.34N·mTⅢ=TⅡ·η2·η4=502.90N·m.專業(yè).整理.下載可編輯將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率N/(r.min-1)T/P/kWi(N﹒m)04.596044.772.80.9614.32342.86120.3324.1177.22518.344.440.9534.0777.22292.8410.97.專業(yè).整理.下載可編輯第四章V帶傳動設計4.1確定計算功率查表得KA=1.1，則PC=KAP=1.×15.5=6.05KW4.2確定V帶型號按照任務書得要求，選擇普通 V帶。根據(jù)PC=6.05KW及n1=342.86r/min，查圖確定選用B型普通V帶。4.3確定帶輪直徑（1）確定小帶輪基準直徑根據(jù)圖推薦，小帶輪選用直徑圍為 112—140mm，選擇dd1=140mm。2）驗算帶速=V=n1·d1·π/（1000×60）=960×140·π/（1000×60）=7.03m/s介于5~25m/s圍，故合適（3）計算大帶輪直徑dd2=idd1（1-ε）=2.8×140×（1-0.02）=384.16mm根據(jù)GB/T13575.1-9規(guī)定，選取dd2=384mm4.4 確定帶長及中心距.專業(yè).整理.下載可編輯（1）初取中心距a00.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)得366.8≤a0≤1048，根據(jù)總體布局，取ao=700mm確定帶長Ld：根據(jù)幾何關系計算帶長得Ldo=2a0+πd1+d2+(dd1dd2)2(dd)24a0=2×700+π·（140+384）/2+（384-140）2/(4×=2244.2mm根據(jù)標準手冊，取Ld=2244mm。計算實際中心距Ld-Ld0=700+(2244-2244.2)/2=697.9mmaa024.5. 驗算包角1=180-(d2-d1)×57.3/a=180-(384-140) ×57.3/697.9=160.0>120 合適4.6. 確定V帶根數(shù)Z根據(jù)dd1=140mm及n1=705r/min，查表得P0=1.64KW,P0=0.22KW中心距a=815.32mm.專業(yè).整理.下載可編輯Z=PC/（(P0+△P0)·KL·Kα）=6.05/ （（2.08+0.30）×1.00×0.95）=2.684.7. 確定粗拉力 F00Pc(2.51)qv2查表得q=0.17㎏/m,查得KαF=500vZK=0.95查得KL=1.00F0=500·PC·（2.5/Kα-1）/z·c+q·v2=500×6.05×（2.5/0.95-1 ）/（3×7.03）+0.17×7.032=242.42N4.8.計算帶輪軸所受壓力 QQ=2ZFsin1=2×3×242.42×sin(160.0/2)02=1432.42N帶輪示意圖如下：d0 dHL.專業(yè).整理.下載可編輯第五章齒輪的設計計5.1 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＝1905.2 齒輪幾何尺寸的設計計算 按照接觸強度初步設計齒輪主要尺寸由《機械零件設計手冊》查得σHlim1=580MPa,σHlim2=530MPa,SHlim=1σFlim1=215MPa,σFlim2=200MPa,SFlim=1由《機械零件設計手冊》查得ZN1=ZN2=1 Y N1=YN2=1.1由[σH1]=σHlim1ZN1=580×1=580MPaSHlim1[σH2]=σHlim2ZN2=530×1=530MPaSHlim1[σF1]=σFlim1YN1=215×1.1=244MPaSFlim1.專業(yè).整理.下載可編輯[σF2]=σFlim2YN2=200×1.1=204MPaSFlim1（一）小齒輪的轉矩TIT1=9550×P/n1=9.55×106×4.23/342.86=1.18 ×105N·mm（二） 選載荷系數(shù)K由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)，齒輪在軸承間對稱布置。查《機械原理與機械零件》教材中表得，取 K＝1.1（三）計算尺數(shù)比μ=4.5（四）選擇齒寬系數(shù)ψd根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查《機械原理與機械零件》教材中表得，取 d＝1（五）計算小齒輪分度圓直徑 d1.專業(yè).整理.下載可編輯2d1≥31u+1ZEZHZε2kTΨdu［σH］=32×1.2×1.18×10524.5+1189.8×2.5×0.7714.5560=52.82mm（六）確定齒輪模數(shù) mm=d1/Z1 ≥52.82/20=2.641取標準模數(shù)值m=3（七）確定齒輪的齒數(shù) Z1和z2取Z1=20Z2=Z1·u=20×4.5=90（八）實際齒數(shù)比μ'μ'=Z2/Z1=4.83（九）計算齒輪的主要尺寸d1=m·Z1=3×20=60mmd2=m·Z2=3×90=270mm.專業(yè).整理.下載可編輯中心距 A=0.5(d1+d2)=165齒輪寬度B2=54B 1=B2+(5 ～10)=59～64(mm)取B1=60(mm)（十）計算圓周轉速 v并選擇齒輪精度v=π·d1·n1/（60×1000）=3.14 ×60×342.86/（60×1000）=1.08m/s查表應取齒輪等級為 8級，但根據(jù)設計要求齒輪的精度等級為 7級。 齒輪彎曲強度校核（一） 由4﹒2﹒1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應力[σF1]=244MPa[σF2]=204MPa（二）計算兩齒輪齒根的彎曲應力

B1=54mmB2=60mmV=0.97(m/s)定為IT7.專業(yè).整理.下載可編輯由《機械零件設計手冊》得YF1=2.63 YF2=2.19比較YF/[σF]的值YF1/[ F1]=2.63/244=0.0108>YF2/[ F2]=2.19/204=0.0107計算大齒輪齒根彎曲應力為2000KT1YF12000101.7412.63F1663222B2m2Z2=40.952(MPa)<[σF1]齒輪的彎曲強度足夠 齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑da**由《機械零件設計手冊》得ha=1c=0.25da1=60(mm)da2=265(mm)齒距 P=2 ×3.14=6.28(mm)齒根高 hf ha c m 2.5(mm)齒頂高 ha ham 1 2 2(mm)

強度足夠da1=54mmda2=196mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm.專業(yè).整理.下載可編輯齒根圓直徑dfdf1=da1+5=59(mm)df2=da2+5=266(mm)5.3 齒輪的結構設計小齒輪采用齒輪軸結構，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結構大齒輪的關尺寸計算如下：軸孔直徑 d= 50(mm)輪轂直徑 D1=1.6d=1.6×50=80(mm)輪轂長度 L=B2=54(MM)輪緣厚度δ0=(3～4)m=6～8(mm)取0=8輪緣徑 D2=da2-2h-2 0 =265-2×4.5-2×8=240(mm)取D2=240(mm)腹板厚度 c=0.3 B2=0.3×54=16.2 取c=17(mm)計 算 及 說 明 結果.專業(yè).整理.下載可編輯腹板中心孔直徑D0=0.5(D1+D2)=0.5(80+240)=160(mm)腹板孔直徑d0=0.25（D2-D1）=0.25（240-80）=40(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：.專業(yè).整理.下載可編輯第六章 軸的設計計算6.1 軸的材料和熱處理的選擇由《機械零件設計手冊》中的圖表查得選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217～255σb=650MPa σs=360MPa σ1=280MPa6.2 軸幾何尺寸的設計計算 D2=32mm 按照扭轉強度初步設計軸的最小直徑3從動軸d2=cP2=43.28n2考慮鍵槽d2=29.35×1.05=30.82選取標準直徑d2=32mm 軸的結構設計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動軸均設計為階梯軸。 軸的強度校核從動軸的強度校核圓周力Ft=2000T2=2×5.08×2d2.專業(yè).整理.下載可編輯105/270=3762.96N徑向 力 Fr = Ft tan=3762.96 ×tan200=1369.61N由于為直齒輪，軸向力 Fa=0作從動軸受力簡圖：（如圖3所示）.專業(yè).整理.下載可編輯從動軸RA RBFt FrRHA RHBFt水平面彎矩RvA RvBFt垂直面彎矩合力彎矩扭矩危險截面當量彎矩從動軸受力簡圖.專業(yè).整理.下載可編輯L=110mmRHAHB=0.5Ft=0.5×3762.96=1881.48N(N)=RMHC =0.5 RHA L=599.515 × 110 × 0.5/1000=684.81(Nm)RVA=RVB=0.5Fr=0.5×436.41=218.205(Nm)MVC=0.5RVAL=218.205×110×0.5/1000=12(Nm)轉矩T=580.134(Nm)校核 MC1 MC2 MC2 MC12 60.972 19.472 123.68Nm2 2Me= MC aT =349.84(Nm)由圖表查得，[σ1]b=55MPa3d≥10Me=29.21(mm)[]考慮鍵槽d=29.21mm<45mm則強度足夠

從動軸承2個.專業(yè).整理.下載可編輯第七章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇7.1 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《機械零件設計手冊》選擇62072個（GB/T276-1993）從動軸承62092個GB/T276-1993）壽命計劃：兩軸承受純徑向載荷P=Fr =436.41 X=1 Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承 6209，基本額定功負荷Cr=25.6KN ft=1 =3106ftCrδ10625.63L10h==11000P×=1088120160602.34117.589預期壽命為：5年，三班制L=5×300×24=38400<L10h軸承壽命合格.專業(yè).整理.下載可編輯7.2 鍵的選擇計算及校核（一）從動軸外伸端d=42，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10×40GB/T1096—2003，b=16，L=50，h=10，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPaσp=F`t=4000TI=71.55<phlhld則強度足夠，合格（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 14×52GB/T1096—2003，b=10mm，從動軸L=45mm，h=8mm，選45號鋼，其許用擠壓應力 p =100MPa外伸端鍵 10×Ft4000TI4000158.87240===39.25<GB/1096p=`lhld83550p—2003h則強度足夠，合格7.3 聯(lián)軸器的選擇與齒輪由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝聯(lián)接處方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器鍵14×52K=1.3GB/T1096—2003TC=9550KPII=811.32nII計 算 及 說 明 結果.專業(yè).整理.下載可編輯選用LT9型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉矩Tn=1000，TC<Tn。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑選d=60，軸孔長度L=112公稱許用軸孔軸孔軸鍵型轉速外徑孔槽轉矩直徑長度材料號D/mm類類T/(N·m)（·1d/mmL/mmn/rmin型型選用TL9型彈性YA套住聯(lián)TL91000285060112250HT200軸器型型.專業(yè).整理