機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 單級(jí)圓柱減速器

第頁計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書………………2傳動(dòng)方案的擬定…………3電動(dòng)機(jī)的選取計(jì)算………3V帶選擇…………………6齒輪設(shè)計(jì)…………………7軸的設(shè)計(jì)…………………13軸承的校核………………22鍵的選擇…………………24聯(lián)軸器的選擇……………24潤(rùn)滑與密封………………25設(shè)計(jì)小結(jié)………………25參考資料………………28第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書：一、課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大，空載啟動(dòng)。減速器小批量生產(chǎn)。使用期限10年，兩班制工作。運(yùn)輸帶容許速度誤差為5%。原始數(shù)據(jù)：第2組：運(yùn)輸帶拉力，運(yùn)輸帶速度，卷筒直徑。原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶拉力F（N）運(yùn)輸帶速度V（m/s）卷筒直徑D（mm）第2組１.４450二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容１、電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；２、傳動(dòng)零件（如齒輪、帶傳動(dòng)）的設(shè)計(jì)；３、軸的設(shè)計(jì)；４、軸承及器組合部件設(shè)計(jì)；５、鍵聯(lián)接的選擇及校核６、箱體、潤(rùn)滑及附件的設(shè)計(jì)；７、裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)；８、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫。三、課程設(shè)計(jì)的要求１、減速器裝配圖一張（１號(hào)圖紙）；２、零件工作圖兩張（中間傳動(dòng)軸零件圖，齒輪零件圖）；３、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（包括總結(jié)）；４、時(shí)間：12月28~1月9號(hào)。課程設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行答辯。第二章傳動(dòng)方案的分析與擬定本設(shè)計(jì)采用帶傳動(dòng)和單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)見圖如圖２－１。第三章電動(dòng)機(jī)的選取計(jì)算一、電動(dòng)機(jī)的選取：1、選擇電動(dòng)機(jī)類型：按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V2、選擇電動(dòng)機(jī)容量：運(yùn)輸帶拉力，運(yùn)輸帶速度V=1.4m/s，工作機(jī)所需功率為：===4.2kw傳動(dòng)裝置的總效率：=V帶傳動(dòng)效率，深溝球軸承傳動(dòng)效率（一對(duì)），直齒圓柱齒輪傳動(dòng)效率=0.97，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率=0.99，卷筒傳動(dòng)效率=0.90==0.81電動(dòng)機(jī)輸出功率為：===5.19kw=因載荷變化不大，=1.0，=5.19kw，所選電動(dòng)機(jī)額定功率為5.5kw3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：===V帶傳動(dòng)比常用范圍為，單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，總傳動(dòng)比范圍，總傳動(dòng)比范圍，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍：r/min選擇同步轉(zhuǎn)速為1000r/min，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y132M2-6，滿載轉(zhuǎn)速960r/min總傳動(dòng)比為：選取，則二、各級(jí)轉(zhuǎn)速計(jì)算：三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)電動(dòng)機(jī)：軸1（高速軸）：軸2（低速軸）：軸3（滾筒軸）：1~3軸各軸的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率：將上述參數(shù)匯成表格：軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/N.m轉(zhuǎn)速n/（r/min）傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)1軸2軸滾筒軸4.984.784.685.194.934.734.63153．57768．37752．3051.63152．03760．69744．78960309．6859.4159.413．10.965．210.9610.98第四章V帶選擇一、定V帶型號(hào)和帶輪直徑：工作情況系數(shù)：由表，計(jì)算功率：選帶型號(hào)：選A型小帶輪直徑：由表，取大帶輪直徑：（設(shè)）大帶輪轉(zhuǎn)速：二、計(jì)算帶長(zhǎng)：求：求：初取中心距：帶長(zhǎng)：基準(zhǔn)長(zhǎng)度：由圖，三、求中心距及包角中心距：小輪包角：四、求帶根數(shù)：帶速：傳動(dòng)比：帶根數(shù)：由表11.8，，由表11.7，由表11.12，，由表11.10，五、求軸上載荷：張緊力：軸上載荷：小帶輪大帶輪小帶輪包角直徑125375轉(zhuǎn)速960309.68帶型號(hào)A中心距848.09帶長(zhǎng)2404.93基準(zhǔn)長(zhǎng)度2500帶速6.28傳動(dòng)比3.03帶根數(shù)5軸上載荷1713.28第五章齒輪設(shè)計(jì)因傳動(dòng)尺寸無嚴(yán)格限制，小批量生產(chǎn)，故小齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB~286HB，平均取為260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB~286HB，平均240HB。計(jì)算步驟如下：一、齒面接觸疲勞計(jì)算：1、初步計(jì)算：轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)矩：齒寬系數(shù)：由表，取接觸疲勞極限：由圖初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力：值：由表12.16，取初步計(jì)算的小齒輪直徑：取初步齒寬：2、校核計(jì)算：圓周速度：精度等級(jí)：由表，選8級(jí)精度齒數(shù)和模數(shù)：初取齒數(shù)所以取2.5使用系數(shù)：由表，動(dòng)載系數(shù)：由圖，齒間載荷分布系數(shù)，由表12.10，先求<由此得：齒向載荷分布系數(shù)，由表載荷系數(shù)：彈性系數(shù)：由表，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：由表，接觸最小安全系數(shù)，由表，總工作時(shí)間：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：接觸壽命系數(shù)：由圖許用接觸應(yīng)力：驗(yàn)算：計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。否則，尺寸調(diào)整后應(yīng)再進(jìn)行驗(yàn)算。3、確定傳動(dòng)主要尺寸：實(shí)際分度圓直徑：因模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，齒數(shù)已重新確定，但并未圓整，故分度圓直徑不會(huì)改變，即：因齒輪1分度圓較小，故設(shè)計(jì)成齒輪軸。中心距：齒寬：取，二、齒根彎曲疲勞計(jì)算重合度系數(shù)：齒間載荷分布系數(shù)：由表，齒向載荷分布系數(shù)：查圖12.14，載荷系數(shù)：齒形系數(shù)：由圖12.21，，應(yīng)力修正系數(shù)：由圖12.22，，彎曲疲勞極限：由圖12.23c，，彎曲最小安全系數(shù)：由表12.14，應(yīng)力循環(huán)系數(shù)：彎曲壽命系數(shù)：，尺寸系數(shù)：由圖12.25，許用彎曲應(yīng)力：驗(yàn)算：傳動(dòng)無過載，故不作靜強(qiáng)度校核。齒輪1齒輪2模數(shù)2.52.5法向壓力角螺旋角分度圓直徑75400齒頂高2.52.5齒根高3.1253.125齒頂圓直徑80405齒根圓直徑68.75393.75標(biāo)準(zhǔn)中心距237.5傳動(dòng)比5.33第六章軸的設(shè)計(jì)一、1軸的設(shè)計(jì)：1、選擇軸的材料：選材為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，2、估算軸頸：因軸上有鍵槽，故增大5%，，圓整為3、初選深溝球軸承：6307，，，，，4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出軸的結(jié)構(gòu)，如圖6-1-1：圖6-1-1，，5、計(jì)算齒輪受力：圓周力：徑向力：受力圖見圖6-1-2：圖6-1-26、計(jì)算支撐反力：水平面反力：垂直面反力：水平面（xoy）受力圖：見圖6-1-3垂直面（xoz）受力圖：見圖6-1-4圖6-1-3圖6-1-47、畫軸彎矩圖：水平面彎矩圖：，見圖6-1-5垂直面彎矩圖：，見圖6-1-6合成彎矩圖：，見圖6-1-7圖6-1-5圖6-1-6圖6-1-78、畫軸轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)距：轉(zhuǎn)距圖：，見圖6-1-8圖6-1-89、許用應(yīng)力：許用應(yīng)力值：用插入法由表查得：，應(yīng)力校正系數(shù)：10、畫當(dāng)量彎矩圖：當(dāng)量轉(zhuǎn)距：當(dāng)量彎矩：當(dāng)量彎矩圖：見圖6-1-9圖6-1-911、校核軸頸：軸頸：二、2軸的設(shè)計(jì)：1、選擇軸的材料：選材為，調(diào)質(zhì)處理，2、估算軸頸：因軸上有鍵槽，故增大5%，，圓整為3、初選深溝球軸承：6311，，，，，4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出軸的結(jié)構(gòu)，如圖：6-2-1圖6-2-1，，3、計(jì)算齒輪受力：圓周力：徑向力：受力圖如圖6-2-2圖6-2-24、計(jì)算支撐反力：水平面反力：垂直面反力：水平面（xoy）受力圖：見圖6-2-3垂直面（xoz）受力圖：見圖6-2-4圖6-2-3圖6-2-45、畫軸彎矩圖：水平面彎矩圖：，見圖6-2-5垂直面彎矩圖：，見圖6-2-6合成彎矩圖：，見圖6-2-7圖6-2-5圖6-2-6圖6-2-76、畫軸轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)距：轉(zhuǎn)距圖：見圖6-2-8圖6-2-87、許用應(yīng)力許用應(yīng)力值：表查得：，應(yīng)力校正系數(shù)：8、畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)距：，見圖當(dāng)量彎矩：當(dāng)量彎矩圖：見圖6-2-9圖6-2-99、校核軸頸軸頸：第七章軸承的校核：一、1軸軸承的校核：1、初選軸承型號(hào)為6307，其主要參數(shù)：2、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：齒輪為圓柱齒輪，軸承不受軸向力。所以，當(dāng)量動(dòng)載荷軸承1所受軸向力：軸承2所受軸向力：只需校核軸承2即可（因載荷變化不大，工作溫度在以下，查表得）3、軸承壽命計(jì)算：軸承2的壽命為：約為3.4年，為安全起見，每3年更換一次二、2軸軸承校核1、初選軸承型號(hào)為6311，其主要參數(shù)：2、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：齒輪為圓柱齒輪，軸承不受軸向力。所以，當(dāng)量動(dòng)載荷軸承1所受軸向力：軸承2所受軸向力：（因載荷變化不大，工作溫度在以下，查表得）3、軸承壽命計(jì)算：軸承的壽命為：>58400h不需要更換第八章鍵的選擇一、1軸上的鍵：由于軸轂連接為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸直徑為，軸段長(zhǎng)，鍵長(zhǎng)，查手冊(cè)得：時(shí)，鍵寬，鍵高二、2軸上的鍵：1、與齒輪連接處：與齒輪連接處為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸頸為，軸段長(zhǎng),鍵長(zhǎng)，查手冊(cè)得：時(shí)，鍵寬，鍵高。2、與聯(lián)軸器連接處：與齒輪連接處為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸頸為，軸段長(zhǎng),鍵長(zhǎng)，查手冊(cè)得：時(shí)，鍵寬，鍵高。第九章聯(lián)軸器的選擇因軸2轉(zhuǎn)速不高（），因此選用凸緣聯(lián)軸器。軸頸為選用YL9型聯(lián)軸器。主動(dòng)端鍵為軸2上的鍵，為A型，從動(dòng)端選擇鍵為B型，，因此選擇的聯(lián)軸器標(biāo)記為：聯(lián)軸器第十章潤(rùn)滑與密封一、齒輪的潤(rùn)滑齒輪采用浸油潤(rùn)滑。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí)，圓柱齒輪浸入油的深度約一個(gè)齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x。軸承潤(rùn)滑采用潤(rùn)滑脂，潤(rùn)滑脂的加入量為軸承空隙體積的，采用稠度較小潤(rùn)滑脂。二、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于軸承周向轉(zhuǎn)速大于500r/min，所以采用油潤(rùn)滑。三、潤(rùn)滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置為小型機(jī)床齒輪箱，選用L-AN22潤(rùn)滑油。四、密封方法的選取防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А＿x用嵌入式端蓋易于調(diào)整，內(nèi)圈采用封油圈進(jìn)行密封；油尺處以及排油孔處用石棉橡膠紙密封；視孔蓋處用石棉橡膠紙密封。第十一章設(shè)計(jì)小節(jié)為期三周的課程設(shè)計(jì)終于在緊張的節(jié)奏中接近尾聲，三周的時(shí)間，同學(xué)們都受益匪淺，它是繁忙的，但更是充實(shí)的。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，是《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程的最后一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是我們過程裝備與控制工程專業(yè)第一次也是最重要的一次較全面地運(yùn)用兩年來所學(xué)各方面機(jī)械類知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐性訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，它牽涉到了兩年來所學(xué)的有關(guān)機(jī)械類方面課程如《畫法幾何及工程制圖》、《工程力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》以及《精密機(jī)械與儀器設(shè)計(jì)》的內(nèi)容，還牽涉到了以前所學(xué)習(xí)的《材料力學(xué)》、《流體力學(xué)》等課程內(nèi)容，可以說它是對(duì)兩年多來前面所學(xué)各課程的一個(gè)很好總結(jié)，更是一個(gè)前所未有的實(shí)踐性挑戰(zhàn)！三周的時(shí)間，是漫長(zhǎng)的?？梢钥闯觯惶焯?，同學(xué)們大都是一步步熬過來的，由于像對(duì)軸，齒輪以及鍵的選材等部分內(nèi)容比較難，這要花費(fèi)我們一部分時(shí)間去一點(diǎn)一點(diǎn)兒的查找資料學(xué)習(xí)，在加上校核的反復(fù)性，說是熬過來的一點(diǎn)兒也不為過。但三周的時(shí)間，也是短暫的。超負(fù)荷的工作量，讓我們從早上8點(diǎn)到晚上將近10點(diǎn)除了吃飯把所有的時(shí)間都泡在了專業(yè)設(shè)計(jì)教室中，但仍然感覺時(shí)間是那么的不夠用。無論如何，沒有人放棄，大家都堅(jiān)強(qiáng)的挺了過來。課程設(shè)計(jì)共分為三個(gè)階段：第一階段：根據(jù)所選設(shè)計(jì)方案及數(shù)據(jù)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)，減速器等各部件的選擇，并對(duì)所選各零件進(jìn)行選材處理；對(duì)所設(shè)計(jì)各軸、齒輪進(jìn)行各種周向、軸向力校核，看是否滿足要求，該階段是一個(gè)往復(fù)的過程，需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行多次校核處理，所以花費(fèi)時(shí)間要比原計(jì)劃的多些，其地位極其重要，因?yàn)榈诙A段一張裝配圖、兩張零件圖的繪制要以此為依據(jù)，另外，第三階段寫設(shè)計(jì)說明書的各種數(shù)據(jù)也均來自這些運(yùn)算中。第二階段：在電腦上運(yùn)用AutoCAD將所設(shè)計(jì)方案中減速器部分繪制于圖紙上，另外，還要再選擇自己設(shè)計(jì)方案中另外兩個(gè)零件（一般選擇一個(gè)齒輪一根軸）分別繪制。它沒有因?yàn)榈谝浑A段的出色完成而變得容易，特別是對(duì)裝配圖的繪制，為了使自己所設(shè)計(jì)方案能更好的繪制于圖紙上，為了使其分布更為合理，大部分同學(xué)對(duì)第一階段所算些許數(shù)據(jù)都進(jìn)行了或多或少的改正、重新選擇、重新校核處理，該階段原打算一周完成，但它是檢驗(yàn)成績(jī)是否合格最為重要的依據(jù)。第三階段：根據(jù)前兩階段的設(shè)計(jì)如實(shí)寫下說明書，設(shè)計(jì)的各項(xiàng)目都要書寫清楚，另外，進(jìn)行第一階段中所查各種資料全稱要注于設(shè)計(jì)說明欄中。當(dāng)然，該階段的進(jìn)行同自己在第一階段中所處理各數(shù)據(jù)及第二階段所繪制裝配圖以及零件圖相匹配。三周的課程設(shè)計(jì)，要談感受，沒有人說自己認(rèn)識(shí)不深刻的，它不但花去了我們大量的勞力精力，更耗費(fèi)了大量的腦力精力，但相應(yīng)的，我們得到的也很多。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我們學(xué)到了很多僅靠課本不能學(xué)到的知識(shí)，還學(xué)到了些以前沒有講過的知識(shí)；另