(完整版)一級減速器機械設計基礎課程設計

(完整版)一級減速器機械設計基礎課程設計(完整版)一級減速器機械設計基礎課程設計(完整版)一級減速器機械設計基礎課程設計重慶機電職業(yè)技術學院課程設計說明書設計名稱：機械設計基礎題目:帶式輸送機傳動裝置學生姓名：彭浪專業(yè)：機械設計與制造班級：2012級5班學號：1260720151102指導教師：楊陽日期:2013年12月8日重慶機電職業(yè)技術學院課程設計任務書機械設計與制造專業(yè)2012年級5班一、設計題目帶式輸送機傳動裝置已知條件：1。工作情況:兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，運輸帶速度允許誤差為±0。5%；2。使用折舊期:五年；3.動力來源：電力,三相交流，電壓380/220V；4.滾筒效率：0。96（包括滾筒與軸承的效率損失）。原始數(shù)據(jù)表參數(shù)題號12345運輸帶工作拉力F/（KN）3。23。43。52.82.6運輸帶工作速度V/（m/s)1。51.61.81。51。4卷筒直徑D/(mm)400400400450450參數(shù)題號678運輸帶工作拉力F/（KN）2。42.22.1運輸帶工作速度V/（m/s）1。51。41。5卷筒直徑D/（mm）400400500選擇的題號為5號數(shù)據(jù)為：運輸帶工作拉力F=3200N運輸帶工作速度v=1。5m/s卷筒直徑D=400mm二、主要內(nèi)容1。擬定和分析傳動裝置的設計方案；2.選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；3.進行傳動件的設計計算及結構設計，校核軸的強度；4。繪制減速器裝配圖；5。繪制零件工作圖；6.編寫設計計算說明書。三、具體要求本課程設計要求在2周時間內(nèi)完成以下的任務:1.繪制減速器裝配圖1張（A2圖紙）;2。零件工作圖2張（齒輪和軸，A4圖紙）；3。設計計算說明書1份，約3000字左右。四、進度安排次序設計內(nèi)容時間分配（天）1指導老師介紹課程設計注意事項12擬定設計方案13傳動件的設計計算24畫裝配圖25畫零件圖26編寫設計說明書2五、成績評定指導教師楊陽簽名日期2014年1月8日系主任張利國審核日期2014年1月10日目錄HYPERLINK\l”_Toc250627488”一設計任務的分析 11。2本課程設計的內(nèi)容、任務及要求 11。2。1課程設計的內(nèi)容 1HYPERLINK\l”_Toc250627492”1。2。2課程設計的任務 11.2.3課程設計的要求 1HYPERLINK\l”_Toc250627494"1。3課程設計的步驟 21.3.1設計準備工作 2HYPERLINK\l”_Toc250627496”1。3.2總體設計 2_Toc250627498"1.3。4裝配圖草圖的繪制 21。3.5裝配圖的繪制 2HYPERLINK\l”_Toc250627500"1。3.6零件工作圖的繪制 21。3.7編寫設計說明書 2HYPERLINK\l"_Toc250627502”二傳動裝置的總體設計 一設計任務的分析1.1本課程設計的目的（1）通過課程設計使學生運用機械設計基礎課程及有關先修課程的知識，起到鞏固、深化、融會貫通及擴展有關機械設計方面知識的作用，樹立正確的設計思想。（2）通過課程設計的實踐，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，是學生掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設計方法和步驟。（3)提高學生機械設計的基本能力，如計算能力、繪圖能力以及計算機輔助設計(CAD)能力等，使學生具有查閱設計資料（標準手冊、圖冊等)的能力，掌握經(jīng)驗估算等機械設計的基本技能，學會編寫一般的設計計算說明書。1。2本課程設計的內(nèi)容、任務及要求1.2。1課程設計的內(nèi)容(1）擬定和分析傳動裝置的設計方案；（2)選擇電動機，計算傳動裝置的運動的動力參數(shù)；（3）進行傳動件的設計計算及結構設計，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等零部件的強度，選擇潤滑和密封方式；（4）繪制減速器裝配圖;（5）編寫設計計算說明書，準備答辯.1。2。2課程設計的任務(1）繪制減速器裝配圖1張用A1或A0圖紙繪制）；（2）繪制零件工作圖1～2張A4或A3（齒輪、軸、箱體等）;(3）編寫設計計算說明書一份。1.2.3課程設計的要求在課程設計前，應認真閱讀任務書,了解設計題目及設計內(nèi)容，搞清楚所要設計的傳動裝置包含哪些機構及傳動路線。如果任務書中沒有給出傳動簡圖，則應首先了解設計的已知數(shù)據(jù)及工作類型，并對所學的有關傳動機構的運動特點、總體傳動性能及某些傳動數(shù)據(jù)的常用范圍進行復習，然后根據(jù)工作的要求將有關機構進行不同的組合，畫出不同的傳動簡圖，依據(jù)先修知識，選出1～2種較合理的傳動方案，同時進行設計（在進行裝配圖設計之前，對兩種傳動的數(shù)據(jù)進行比較，選擇最合理的一組進行后續(xù)設計）。上述工作完成之后，應認真閱讀課程設計指導書有關總體及傳動設計計算的章節(jié)，開始設計計算。1.3課程設計的步驟1.3。1設計準備工作（1)熟悉任務書，明確設計的內(nèi)容和要求；（2)熟悉設計指導書、有關資料、圖紙等；（3）觀看錄像、實物、模型或進行減速器裝拆實驗等，了解減速器的結構特點與制造過程。1.3。2總體設計（1)確定傳動方案；（2）選擇電動機;（3）計算傳動裝置的總傳動比，分配各級傳動比；、（4)計算各軸的轉速。功率和轉矩。1.3。3傳動件的設計計算（1）計算齒輪傳動、帶傳動、的主要參數(shù)和幾何尺寸；（2)計算各傳動件上的作用力。1.3.4裝配圖草圖的繪制(1）確定減速器的結構方案；（2）繪制裝配圖草圖，進行軸、軸上零件和軸承組合的結構設計；（3）校核軸的強度、鍵連接的強度;（4）繪制減速器箱體結構；(5)繪制減速器附件。1。3.5裝配圖的繪制(1）畫底線圖，畫剖面線；（2）選擇配合,標注尺寸；（3）編寫零件序號，列出明細欄;（4）加深線條，整理圖面；(5）書寫技術條件、減速器特性等。1。3。6零件工作圖的繪制(1）繪制齒輪類零件的工作圖；(2）繪制軸類零件的工作圖；（3)繪制其它零件的工作圖。1。3.7編寫設計說明書(1）編寫設計計算說明書，內(nèi)容包括所有的計算,并附有必要的簡圖；(2）寫出設計總結，一方面總結設計課題的完成情況，另一方面總結個人所作設計的收獲、體會及不足之處.二傳動裝置的總體設計2。1選擇電動機2。1.1選擇電動機類型按工作要求選用Y系列全封閉自扇式冷式籠型三相異步電動機，電壓380V.2.1.2選擇電動機的容量電動機所需工作功率為P×d=Pw/nw=60×1000V/D=(60×1000×1。5）/(3。14×400)=71。66r/min其中聯(lián)軸器效率=0。99,滾動軸承效率（2對）0。98，閉式齒輪傳動效率=0.97，V帶效率=0。96，滾筒效率=0.96代入得傳動裝置總效率：==0。85工作機所需效率為：Pw=FV/1000=3200×1.5/1000=4.8Kw則所需電動機所需功率:Pd=Pw/=4.8/0。85=5。64Kw因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率Ped略大于Pd即可由《機械設計基礎實訓指導》附錄5查得Y系列的點擊數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率為7.5Kw.2.1．3確定電動機轉速卷筒軸工作轉速：由nw=71。66r/min,V帶傳動的傳動比為i1=2～4;閉式齒輪單級傳動比常用范圍為i2=3～8，則一級圓柱齒輪減速器傳動比選擇范圍為:I總=i1×i2=6～32故電動機的轉速可選范圍為nd=nw×I總=71.66×(6~32)=429。96r/min～2293.12r/min符合這一范圍的同步轉速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min.可供選擇的電動機如下表所示：方案電動機型號額定功率Kw同步轉速/滿載轉速nm（r/min）1Y132S2—47。51500/14402Y132M2-67.51000/9603Y160L—87.5750/720則可選用Y132M2—6電動機，滿載轉速960r/min,額定功率為7.5Kw2.2計算總傳動比和分配傳動比2.2。1總傳動比Iz=960/71.66=13。4V帶的傳動比為I1=2。68減速器的傳動比為i2=Iz/i1=13.4/2.68=52。2.2運動和動力參數(shù)計算0軸（電動機軸）P0=Pd=5。5Kw7。5Kw960r/min=9550×7。5/960=74。61(N.m)1軸（高速軸既輸入軸）=/i1=960/2。68=358。21r/min=9550×7。2/358.21=191.95（N.m）2軸（低速軸既輸出軸）=/i2=358.21/5=71.64r/min=9550×6.84/71.64=911.81(N。m）根據(jù)以上數(shù)據(jù)列成表格為：軸名功率P/Kw轉矩T（N。m）轉速n（r/min）傳動比電動機軸(0軸）7.574。619601軸7.2191。95358。212。682軸6.84911。8171。6452。3傳動零件的設計計算2。3.1V帶的設計（1）確定計算功率Pc=Ka×7。5=8.25Kw（2)選取普通v帶型號根據(jù)Pc=8.25Kw,n1=960r/min，由圖6-7選用A型普通V帶.（3)確定兩帶輪的基準直徑根據(jù)表6—2選取dd1=112mm大帶輪基準直徑為dd2=ixdd1=2。68x112=300。16mm由表6—2選取標準值為dd2=315mm則i實際=dd2/dd1=2.8n2=n1/i=960/2.8=342.86r/min從動輪的誤差率為：（358.21-342。86）/358.21x100％=4。2%誤差率在±5％內(nèi)，為允許值.(4）驗算帶速v=3。14dd1n1/60×1000=3。14x112x960/60x1000=5。63m/s帶速在5~25m/s內(nèi)，為允許值。s(5)確定中心距a和帶的基本長度Ld0.7（dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)298.9≤a0854取a0=500mm則L0=2a0+π/2(dd1+dd2）+（dd2－dd1）2/4a0=2X500+3。14/2x(112+315）+(315—112)2/(4X500)=1691mm由表6—3，選取Ld=1600mm則a實=a0+（Ld—L0）/2=500+（1600—1691）/2=454.5mm取a=460mm（6）校驗小帶輪的包角a1=180o-(dd2-dd1)/ax57。3=180o—(315-112)/454.5x57.3=154.4oa1〉120,滿足條件（7確定V帶根數(shù)Z根據(jù)dd1=112mm，n1=960r/min,由表6—5,用線性插值法得P0=1。16kw由表6—6得，ΔP0=0.126kw，由表6-3的,KL=0.99,由表6—7得，kα=0。93所以，Z≧==7.5/｛(1。16+0.126）X0。99X0。93｝=6.3所以, Z=7(8）計算V帶的初始拉力F0和帶輪軸上的壓力Fa,由表6-1查的q=0.105kg/mF0=500Pc/ZV（2.5/kα—1）+qv2=163。96NFa=2ZF0sin（a1/2)=2238。4N2。3.2齒輪的設計已知電動機額定功率P=7.5Kw,轉0速960r/min，各軸的轉速如：轉動軸電機軸（0軸)輸入軸（1軸）輸出軸（1軸）轉速n960358。2171。64齒數(shù)比2.685電動機驅(qū)動，工作壽命年限為5年,兩班制工作，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)。1、選擇齒輪的精度等級、材料輸送機為一般工作機器，轉動速度不高，為普通減速器，故選用8級精度(GB/T10095-2008），要求齒面粗糙度Ra≤3.2—6.3μm。①選擇小齒輪材料為16MnCr5滲碳淬火,其硬度選為56～62HRC，大齒輪為40Cr表面淬火，其硬度為48～55HRC。2、按齒面接觸疲勞強度設計Mn≥1。17轉矩=9。55×106P1/n1=9。55×106×7。2/358。21=1.9×105(N.mm）載荷系數(shù)k及材料的彈性系數(shù)ZE查表7-10取K=1。5,查表7-11取ZE=189.8MPa1/21/2齒數(shù)Z1和齒寬系數(shù)Ψd和螺旋角β取小齒輪的齒數(shù)Z1，則大齒輪的齒數(shù)Z2=Z1×i=20×5=100.對稱布置、硬齒面，查表7—14取Ψd=0。9.初選螺旋角為15°。許用彎曲應力由圖7—26查得Flim1=880MPa,Flim2=740MPaN1=60njLh=60×358.21×1×(5×52×5×16）=4.47×108N2=N1/i=4.47×108/5。38=8。94×107由圖7-23查得YN1=1，YN2=1由表7—9查得SF=1。5根據(jù)【F】1=（YN1·Flim1）/SF=586.67MPa【F】2=（YN2·Flim2）/SF=493.33MPa0.0075MPa—10.0082MPa-1則m≥1。17=2.6由表7—2取標準模數(shù)m=3⑤ 、確定中心距a及螺旋角βa==186。35mm取a=186mmβ=arccos[Mn（Z1+Z2）/2a］=14°59’與設計值相差不大,故不必重新計算3、主要尺寸計算d1=mz1/cosβ=62.1mmd2=mz2/cosβ=310。6mmb=Ψd1=0.9×62。1=55.89mm經(jīng)圓整理后b2=60mm，b1=b2+5=65mmDa1=d1+2ha=66mmDa2=d2+2ha=306mmDf1=d1-2hf=52。5mmDf2=d2-2hf=292。5mma=0.5×3（20+100）=180mm4、按齒面接觸疲勞強度校核齒數(shù)比U=i=5許用接觸應力【F】由圖7-25查得Hlim1=1510MPa，Hlim2=1220MPa由表7-9查得SH=1。2由圖7—24查得ZN1=1，ZN2=1.16【H】1=ZN1·Hlim1/SH=1258.33MPa【H】2=ZN2·Hlim2/SH=1179.33MPa由表7-11查得彈性系數(shù)ZE=189.8，故H==957。73MPaH<【H】2齒根彎曲疲勞強度角和合格.5、驗算齒輪的圓周速度VV=πxd1n1/60x1000=3.14x62.1x358。21/60x1000=1.16m/s由表7—7可知，選8級精度是最合適的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以制成表格：齒輪參數(shù)法面模數(shù)m=3齒數(shù)z1=20z2=100齒頂圓直徑Da1=66Da2=306螺旋角β=15°齒根圓直徑Df1=52.5Df2=292.5中心距a=180分度圓直徑d1=60d2=300齒輪寬度b1=65b2=606、選擇潤滑方式閉式齒輪傳動，齒輪的圓周速度v≤12m/s，常將大齒輪的齒輪侵入油池中進行侵油潤滑(推薦使用中負荷工業(yè)齒輪油,潤滑油運動粘度v50°c=120mm/s，v100°c=23mm/s)2。3.3軸的設計1、高速軸(1軸)的設計確定軸的最小直徑由已知條件可知此減速器的功率屬中小功率,故選45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表11-1查得A=110，［］=55MPa,于是得mm此處有鍵槽用于配套V帶輪，所以可將其軸徑加大5%，即d=29。86×105%=31.35mm(1)軸各段的直徑所以d1取32mm，軸肩高取h=（0。07～0。1）dd2=32+32×0。07×2=36。4，所以d2取38d3=38+1×2=40d3=d5=40(2)軸承的選擇

因軸承受到徑向力作用，故選角接觸球軸承，查附表6-3，選取軸承代號為7208AC，其尺寸為：d×D×B=40×80×18

（3)確定1軸各段長

L1=l2=100L2=l1+l+e=l1+(0.1~0。15)D+1.2d3=20+0.15×80+1.2×10=44L3=Δ2+Δ3+B=10+5+18=33L3=L5=33L4=65A1=B1=（L3+L4+L5-B)/2=56.52、低速軸（2軸)的設計

確定軸的最小直徑

由已知條件可知，此減速器傳遞的功率屬中小功率，故選45鋼并調(diào)質(zhì)處理，由表11—1查得A=110、［]=55MPa，于是得：

此處有鍵槽用于配套V帶輪，所以可將其軸徑加大5％,即d=50。28×105％=52。794mm，則d1=54，軸肩高一般取h=(0.07~0.1）d

d2=54+54×0.1×2=64。8,d2取64d3=64+2×3=70d6=d3=70d4=70+2×2=74d5=70+0。1×2×70=84軸承的選擇

因軸承受到徑向力作用，故選角接觸球軸承，查附表6—3，選取軸承代號為7014AC，其尺寸為：

確定2軸各段長

B2=10+5+11.5+30=56。5C2=30+11.5+2+3+10=56.5則有：

2。3。4輸出軸的強度校核

(1）畫輸出軸的受力簡圖（a）(2）畫出水平面的彎矩圖（b），通過列水平面的受力方程，有FAH=FBH=1/2Ft=0。5×6078。7=3039。35N

MCH=FAH×56。5=3039。35×56。5=171723。275N。mm（3）畫豎直平面的彎矩圖（c），通過豎直平面的受力平衡方程，有

。。.。-Fr56.5—Fa×0.5d+FBV×113=0。.。.

由、兩式,聯(lián)立解方程得

畫合成彎矩圖，如圖(d)

畫轉矩圖,如圖（e）

畫當量彎矩圖(f)，轉矩按脈動循環(huán)且，則

由當量彎矩圖可知C截面為危險截面，當量彎矩最大值為

(7)驗算軸的直徑

因為C截面有一鍵槽,所需要將直徑加大5%,則,而C截面的設計直徑為74mm，所以強度足夠. （a) (b) (c） （d）T(e)（f）2。3.5軸承的校核

已知：擬用一對角接觸球軸承支承。初選軸承型號為7014AC，已知軸的轉速,兩軸承所受的徑向載荷分別為,軸向載荷,預期壽命1200h 計算軸承的軸向力

由表12—13查得7014AC軸承內(nèi)部軸向力的計算公式為，故有:

繪出如上圖所示的計算簡圖，因為

故可有:軸承2被壓緊，軸承1被放松，兩軸承的軸向力分別為：

查表12-12則有:查表12-11有

所以：

計算軸承的壽命Lh因，且兩個軸承的型號相同，所以只需計算軸承1的壽命，取

根據(jù)《機械設計基礎實訓指導》書查7014AC軸承的C=45.8KN，根據(jù)書《機械設計基礎》P221可知。查表12-9可知：

由此可見軸承的壽命大于預期壽命，所以選用該軸承合適。2。3.6、鍵的選擇齒輪、V帶輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。根據(jù)軸的直徑可由《機設基礎》表10-7、10—8查得：在輸入軸上V帶輪與軸連接平鍵截面b*h=10mmx8mm，L=40mm在輸出軸上半聯(lián)軸器與軸連接平鍵截面b＊h=16mmx10mm,L=70mm齒輪與軸連接平鍵截面b＊h=20mmx12mm，L=50mm鍵槽均用鍵槽銑刀加工,同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;同樣，半聯(lián)軸器與軸的配合為。角接觸軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。三箱體的選擇和確定箱體的選擇要求和軸與其它零件要配合使用，誤差不能太大.本次設計的減速器輸入軸和輸出軸均有一端伸出箱體與聯(lián)軸器聯(lián)接,故采用中間的長度,最能準確的確定箱體的寬度。查表4-2得，箱體的數(shù)據(jù)初定為：箱座壁厚：δ=0.025a+1≥8，則取δ=10mm箱蓋壁厚:δ1=0.025a+3≥8，則取δ1=10mm箱座凸緣的最小厚度:b=1.5δ=15mm，故取b=20mm箱蓋凸緣的最小厚度：b1=1。5δ1=15mm，故取b=20mm箱座底凸緣的的最小厚度：,故取b2=30mm箱蓋上凸緣的的最小厚度b2’=2.5=25mm,故取b2'=30mm地腳螺栓的最小直徑:df=0.036a+12=16mm，故取df=18mm地腳螺栓數(shù)目：軸承旁連接螺栓直徑d1=0.75df=13。5mm，取螺栓為M14箱蓋與箱座連接螺栓直徑：d2=0。6df=10。8mm,取螺栓為M11連接螺栓的間距：l=125～200,取l=180