鏈傳動(dòng)一圓柱齒輪減速器方案說明書Ⅰ

個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用學(xué)號(hào) 0908490112成績(jī)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目一級(jí)減速器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間 2018.7.02～2018.7.15學(xué) 院交通與機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)物流工程班 級(jí)09-1班姓 名張賽朋指導(dǎo)教師趙德宏2018年7月14日個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用機(jī)械課程設(shè)計(jì)任務(wù)書班級(jí)物流09-1 姓名張賽朋 學(xué)號(hào)0908490112題目：皮帶運(yùn)輸機(jī)的一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)簡(jiǎn)圖二、原始數(shù)據(jù)： 輸送帶工作拉力F＝1500N，滾筒直徑D＝300mm，輸送帶速度V＝1.6m/s。三、工作條件： 單班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕度沖擊，環(huán)境溫度 25°C。四、使用年限： 壽命10年。五、輸送帶速度 ：允許誤差± 5%。六、設(shè)計(jì)工作量1、減速器裝配圖 1張<A1）。2、零件圖1張<A3）。3、設(shè)計(jì)說明書 1份。個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用1 . .22 . .23 . .44 . .55 . .66 .....127 . 198 .. 22910個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用計(jì)算過程及計(jì)算說明1、傳動(dòng)方案擬定第三組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)鏈傳動(dòng)1.1工作條件：使用年限10年，工作為二班工作制，載荷稍有波動(dòng)，環(huán)境多灰塵。1.2原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1500N；帶速V=1.6m/s；滾筒直徑D=300mm；滾筒長(zhǎng)度 L=500mm。1.3傳動(dòng)簡(jiǎn)圖<圖1）2、電動(dòng)機(jī)選擇2.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2.2電動(dòng)機(jī)功率選擇：2.2.1傳動(dòng)裝置的總功率：η總=η聯(lián)×η2軸承×η齒輪×η鏈×η滾筒=0.99×0.982×0.97×0.90×0.95×0.96=0.7572.2.2電機(jī)所需的工作功率：P工作=FV/1000η總=1500×1.6/1000×0.757=3.17KW

結(jié)果F=1000NV=2.0m/sD=500mmL=500mmn滾筒=76.4r/minη總=0.76P工作=3.17KW圖1個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用2.2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=60×1000V/πD=60×1000×1.6/π×300=101.9r/min按手冊(cè)P7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I’鏈傳動(dòng)比I’a=3~6。取I’1=1~3，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為’’a=3~18nd=Ian筒=<3~18）×76.43=305.7~1834.2r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和電動(dòng)機(jī)型號(hào)1500r/min。Y132M1-6根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案：如指導(dǎo)書P15頁第一表。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合，則選i總=9.42n=1000r/min。據(jù)手冊(cè)得2.2.4確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)I鏈=2.5i帶=3.77根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6。4.0KW，滿載轉(zhuǎn)其主要性能：額定功率：nI=960r/min速960r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。質(zhì)量73kg。nII=254.6r/min3計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的偉動(dòng)比3.1總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=960/101.9=9.42PI=3.96KW3.2分配各級(jí)偉動(dòng)比PII=3.76KW據(jù)指導(dǎo)書P7表1，取鏈i鏈=2.5<單級(jí)減速器i=3~6合理）∵i總=i齒輪×I鏈∴i齒輪=i總/i鏈=9.42/2.5=3.77N·mT=394004運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算m個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用4.1計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速<r/min）TII=141000N·nI=n電機(jī)=960r/minmmnII=nI/i齒輪=960/3.77=254.6(r/min>4.2計(jì)算各軸的功率<KW）PI=P電動(dòng)機(jī)×η聯(lián)=4.0×0.99=3.96KWPII=PI×η軸承×η齒輪=3.96×0.96×0.97=3.76KW4.3計(jì)算各軸扭矩<N·mm）6 6TI=9.55×10PI/nI=9.55×10×3.96/9606TII=9.55×10PII/nII=141000N·mm傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算<1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240~285HBW。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度229~286HBW；根據(jù)課本P139表6-12選級(jí)精度。(2>按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=3.77取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=3.77×20=76實(shí)際傳動(dòng)比 I0=76/20=3.8傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=3.8-3.77/3.77=0.79%<2.5%可用齒數(shù)比：u=i0=6由課本P126表6-10取φd=0.9(3>轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×3.96/960=39400N·mm(4>載荷系數(shù)k

u=6i齒=3.8Z1=20Z2=76[σH]1=640Mpa[σH]2=548Mpa[σF]1=233Mpa[σF]2=188Mpa個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用由課本P128表6-7取k=1.5(5>許用接觸應(yīng)力[σH][σH1]=(380+HBW>Mpa=(380+260>Mpa=640Mpa[σH2]=(380+0.7HBW>Mpa=(380+0.7×240>Mpa=548Mpa[σF1]=(155+0.3HBW>Mpa=(380+0.7×8260>Mpa=233Mpad1=50mm[σF2]=(140+0.2HBW>Mpa=(140+0.2×d2=300mm240>Mpa=188Mpab=45mm(6>由d1≥76.43(kT1(u+1>/φdu[σH]2>1/3b1=50mma=120mmd1≥76.43(kT1(u+1>/φdu[σH]2>1/3=76.43[1.5×39400×(3.8+1>/0.9×3.8]1/3mmYFa1=2.97=49.86mmYFa2=2.23模數(shù)：m=d1/Z1=48.86/20=2.493mm根據(jù)課本P107表6-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑： d1=mZ1=2.5×20mm=50mmd2=mZ2=2.5×76mm=300mm計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩 aa=m/2(Z1+Z2>=2.5/2(20+76>=120mm根據(jù)課本124σF1=233Mpa齒寬：b=φdd1=0.9×50mm=45mmσF2=188Mpa取b=45mmb1=50mm(7>齒形系數(shù)YFaV=1.2m/s根據(jù)齒數(shù)Z1=20,Z2=76由查表得YF1=2.97YF2=2.23(8>校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F1=2kT1YF1/bd1m=2×1.5×39400×2.79/45×50×2.5=58.6MPa≤[σF1]=233MPaF2=σF1×YF2/YF1=46.8MPa≤[σF2]=188MPa故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(9>計(jì)算齒輪的圓周速度VV=πd1n1/60×1000=3.14×50×458.2/60×1000個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用=1.2m/s圓周由課本 p124表9-5齒輪精度等級(jí)為 9級(jí)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.1按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P21例題<1）、初步確定減速器外伸段軸頸d=<0.8—1.0）d電機(jī)=<0.8—1.0）×38=30.4—38mm<2）、選擇聯(lián)軸器由傳動(dòng)裝置工作條件擬選用彈簧柱銷連軸器<GB5014—85）。計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=KAT=1.5×39.8=59.7NmT=9.55P/n=39.8Nm 其中KA=1.25—1.5此處取1.5查表2.5—1及核對(duì)軸頸后選擇 HL3聯(lián)軸器<3）、最后確定減速器告訴軸外伸段直徑為d=32mm6.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)<1）軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和套筒定位，則采用過渡配合固定<2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度工段：d1=32mm 長(zhǎng)度取L1=90mmh=2cc=1mmII段:d2=d1+2h=32+2×1=34mm初選用深溝球球軸承，其內(nèi)徑為35mm,寬度為17mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為 17mm，通過密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸

d=32mmd1=32mmL1=90mmd2=34mmL2=83mmd3=38mmL3=48mmd4=42mmL4=5mmd5=34mmL5=29mmL=255mm個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為64mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長(zhǎng)：L2=<64+17+2）=83mmIII段直徑d3=38mmL3=50-2=48mmⅣ段直徑d3=38mmh=2cc=2mmd4=d3+2h=38+2×2=42mm長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=5mmⅤ段直徑d5=34mm.長(zhǎng)度L5=29mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距 L=255mm6.1.3按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算①求分度圓直徑：已知d1=50mm②求轉(zhuǎn)矩：已知T1=39400N·mm③求圓周力：Ft根據(jù)課本P127<6-34）式得Ft=2T2/d2=2×39400/50=1579N④求徑向力Fr根據(jù)課本P127<6-35）式得Fr=Ft·tanα=1579×tan200=573.6N⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以： LA=LB=42mm(1>繪制軸受力簡(jiǎn)圖<如圖a）<2）繪制垂直面彎矩圖 <如圖b）軸承支反力：FAY=FBY=Fr/2=286.8NFAZ=FBZ=Ft/2=798.5N由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAyL/2=286.8×21=6.02N·m(3>繪制水平面彎矩圖<如圖 c）

Ft=1579NFr=573.6NFAY=286.8NFBY=798.5NFAZ=798.5NMC1=6.02N·mMC2=16.76N·mMC=17.8N·mT=141N·m個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用Mec=142N·mσe=25.9MPa<[σ-1]b截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZL/2=798.5×21=16.76N·m d=34mm(4>繪制合彎矩圖<如圖d）MC=(MC12+MC22>1/2=(6.022+16.762>1/2=17.8N·m(5>繪制扭矩圖<如圖e）轉(zhuǎn)矩：T=9.55×<P2/n2）×106=141N·m(6>繪制當(dāng)量彎矩圖<如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=1，截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec=[MC2+(αT>2]1/2=[17.892+(1×141>2]1/2=142N·m N(7>校核危險(xiǎn)截面 C的強(qiáng)度由式<6-3）e=Mec/0.1d33=142/0.1×383=25.9MPa<[σ-1]b=60MPa∴該軸強(qiáng)度足夠。個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用6.2輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.2.1按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度<217~255HBW）根據(jù)課本P235頁式<10-2），表<10-2）取c=120d≥c(P3/n3>1/3=120(3.76/254.6>1/3=29.44mm取d=34mm6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)<1）軸的零件定位，固定和裝配單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承從右面裝入。<2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度初選6027型深溝球軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長(zhǎng)為21.5mm，則該段長(zhǎng)41mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm。(3>按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算①求分度圓直徑：已知 d2=300mm②求轉(zhuǎn)矩：已知 T2=141N·m③求圓周力 Ft：根據(jù)課本 P127<6-34）式得Ft=2T2/d2=2×141×103/190=1484.2N④求徑向力Fr根據(jù)課本P127<6-35）式得Fr=Ft·tanα=1484.2×0.36379=540.2N⑤∵兩軸承對(duì)稱LA=LB=42mm(1>求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=1484.2/2=270.1N

Ft=1484.2NFAX=FBY=270.1NFAZ=FBZ=742.1NMC1=5.67N·mMC2=15.58N·mMC=5.08N·mMec=141.09N·me=25.7Mpa<[σ-1]b軸承預(yù)計(jì)壽命29200h個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用FAZ=FBZ=Ft/2=540.2/2=742.1N(2>由兩邊對(duì)稱，書籍截C的彎矩也對(duì)稱截面C在垂直面彎矩為MC1=FAYL/2=270.1×42=5.67N·m(3>截面C在水平面彎矩為MC2=FAZL/2=742.1×42=15.58N·m(4>計(jì)算合成彎矩MC=<MC12+MC22）1/22 2=<5.67+5.08）1/2(5>計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本P235得α=1Mec=[MC2+(αT>2]1/2=[5.082+(1×141>2]1/2=141.09N·m(6>校核危險(xiǎn)截面 C的強(qiáng)度由式<10-3）e=Mec/<0.1d）=141.09/(0.1×1903>=25.7Mpa<[σ-1]b=60Mpa∴此軸強(qiáng)度足夠滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命10×365×8=29200小時(shí)7.1計(jì)算輸入軸承<1）已知n1=960r/min兩軸承徑向反力： FR1=FR2=573.6N初先兩軸承為深溝球軸承 6207型根據(jù)課本P214<例）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=361.4N(2>∵FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1端為壓緊端

FS1=FS2=361.4Nx1=1y1=0x2=1y2=0P1=860.4NP2=860.4NLH=319503.9h∴預(yù)期壽命足夠FA1=FS1=361.4NFA2=FS2=361.4NFR=540.2N(3>求系數(shù)x、yFS1=340.6NFA1/FR1=361.4N/573.6N=0.63FA2/FR2=361.4N/573.6N=0.63x1=1根據(jù)課本P192表<12-12）得e=0.44y1=0個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0y2=0(4>計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本P191表<12-10）取fP=1.5根據(jù)課本P212<11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1>=1.5×(1×573.6+0>=860.4NP2=fp(x2FR1+y2FA2>=1.5×(1×573.6+0>=860.4N(5>軸承壽命計(jì)算P1=P2故取P=860.4N∵深溝球軸承ε=3根據(jù)手冊(cè)得6207型的Cr=19800N由課本P191<12-11）式得LH=16670/n(ftCr/P>ε=16670/960×(1×19800/750.3>3=319503.90h>29200h∴預(yù)期壽命足夠7.2計(jì)算輸出軸承(1>已知nⅢ=254.6r/minFa=0 FR=FAZ=540.2N試選6207型深溝球軸承根據(jù)課本P265表<11-12）得FS=0.63FR,則FS1=FS2=0.63FR=0.63×540=340.6N(2>計(jì)算軸向載荷 FA1、FA2FS1+Fa=FS2Fa=0∴任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=340.6N(3>求系數(shù)x、yFA1/FR1=340.6/540.2=0.63FA2/FR2=340.6/540.2=0.63根據(jù)課本P192表<12-12）得：e=0.68∵FA1/FR1<e ∴x1=1y1=0∵FA2/FR2<e ∴x2=1y2=0(4>計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P1、P2

x2=1y2=0P1=810.3NP2=810.3NLh=952266.9h故軸承合格A型平鍵10×8p=8.79Mpa型平鍵12×8σp=18.5Mpa個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用根據(jù)P191表<112-10）取fP=1.5根據(jù)式<12-19）得P1=fP(x1FR1+y1FA1>=1.5×(1×540.2>=810.3NP2=fP(x2FR2+y2FA2>=1.5×(1×540.2>=810.3N(5>計(jì)算軸承壽命 LHP1=P2故P=810.3ε=3根據(jù)手冊(cè)P716207型軸承Cr=19800N根據(jù)課本P191表<12-9）得：ft=1根據(jù)課本P212<11-10c）式得Lh=16670/n(ftCr/P>ε=16670/254.6×(1×19800/810.3>3=952266.9h>29200h∴此軸承合格鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算8.1輸入軸采用平鍵聯(lián)接軸徑d1=32mm,L1=80mm查手冊(cè)得，選用 A型平鍵，得：鍵A10×8GB1096-79l=L1-b=80-10=70mmT1=39.4N·m h=8mm根據(jù)課本P243<10-5）式得p=4T2/dhl=4×39400/32×8×70=8.79Mpa<[σR](110Mpa>8.2輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=38mmL2=40mmT=39.4N·m查手冊(cè)P51選A型平鍵鍵12×8GB1096-79l=L3-b=40-12=28mm h=8mmp=4T/dhl=4×39400/38×8×28=18.5Mpa<[σp](110Mpa>8.3輸出軸與齒輪 2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=44mmL3=40mmT=141N·m查手冊(cè)P51選用A型平鍵鍵12×8GB1096-79l=L2-b=40-12=28mm h=8mm

型平鍵12×8σp=57.2Mpa個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用據(jù)課本P243式<10-5）得p=4T/dhl=4×141000/44×8×28=57.2Mpa<[σp]設(shè)計(jì)參考資料目錄所用到的參考資料都可以列出，如：機(jī)械