機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-一級(jí)圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)F=4200,V=2.2,D=380.doc

機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器學(xué)號(hào)：G105152021姓名：xxx指導(dǎo)教師：xxx機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械工程學(xué)院三江學(xué)院目 錄一要求與主要數(shù)據(jù)二確定傳動(dòng)方案三電動(dòng)機(jī)的選擇四傳動(dòng)比的計(jì)算與分配五帶與齒輪傳動(dòng)零件的計(jì)算六軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)七滾動(dòng)軸承的選擇八鍵的選擇九減速器的潤(rùn)滑十減速器箱體尺寸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)小結(jié)參考資料附件(零件圖5張,裝配圖1張一要求與主要數(shù)據(jù)說(shuō) 明1、設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。2、設(shè)計(jì)方案（見圖1-1）圖1-13、原始數(shù)據(jù)（第三組）輸送帶工作拉力F/N4200輸送帶工作速度v/（m*s-1）2.2卷筒直徑D/mm380模數(shù)m3小齒輪齒數(shù)Z120大齒輪齒數(shù)Z2804、其它原始條件1、工作情況：?jiǎn)伟嘀?單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微振動(dòng),室內(nèi)工作，少粉塵。2、使用年限：10年，大修期3年。3、生產(chǎn)批量：1000臺(tái)（屬中批量生產(chǎn)）。4、工廠能力：中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工78級(jí)精度齒輪。5、動(dòng)力來(lái)源：三相交流（220V/380V）電源。6、允許誤差：允許輸送帶速度誤差5%二確定傳動(dòng)方案說(shuō)明結(jié) 果為實(shí)現(xiàn)工作機(jī)預(yù)定的工作要求，可有不同的傳動(dòng)方案。合理的傳動(dòng)方案除應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，工作可靠和適應(yīng)條件外，還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維修方便等。要同時(shí)滿足這許多要求，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先保證重點(diǎn)要求。有以下四種方案分別比較。方案一：第一級(jí)為帶輪傳動(dòng)，第二級(jí)為一級(jí)圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)能緩沖、吸振，過(guò)載時(shí)有安全保護(hù)作用，因此這種方案通常得到廣泛應(yīng)用。但結(jié)構(gòu)上寬度和長(zhǎng)度尺寸都較大，且?guī)鲃?dòng)不適用于大功率的機(jī)械和惡劣的工作環(huán)境。方案二：電動(dòng)機(jī)直接在圓柱齒輪減速器上，此減速器寬度尺寸較大，但由于圓柱齒輪易于制造、傳動(dòng)準(zhǔn)確，因而應(yīng)用廣泛。方案三：電動(dòng)機(jī)直接接在蝸桿減速器上，它結(jié)構(gòu)最緊湊，但蝸桿傳動(dòng)效率低，功率損失大，且成本較高。方案四：電動(dòng)機(jī)直接接在圓錐圓柱齒輪減速器上，它的寬度尺寸比方案二小，但圓錐齒輪加工比圓柱齒輪困難。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案和減速器工作條件較穩(wěn)定，有輕微振動(dòng)，且在室內(nèi)工作，粉塵也少，要求的傳動(dòng)精度也不是很高，加工精度也不是很高，所以選擇方案一。三電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算及說(shuō)明結(jié) 果1、選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知的工作要求和條件，選用Y系列封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2、選擇電動(dòng)機(jī)功率工作機(jī)所需功率為 電動(dòng)機(jī)輸出功率為 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率為式中1、2、3、4、5 、 分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、卷筒的軸承及卷筒的效率。查表可取1 =0.96,2 =0.99,3 =0.97,4 =0.99, 5 =0.98, 6=0.96,則所以3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒的工作轉(zhuǎn)速為一般,帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比,單級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比的合理范圍為，因此，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為選定同步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y160M-4,額定功率,滿載轉(zhuǎn)速。四傳動(dòng)比的計(jì)算與分配、各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩說(shuō) 明結(jié)果電動(dòng)機(jī)選定以后，由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速可算出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為齒輪減速器的傳動(dòng)比為帶輪的傳動(dòng)比為軸1的轉(zhuǎn)速 軸2的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)筒軸轉(zhuǎn)速 軸1與軸2的功率 轉(zhuǎn)筒軸功率 各軸轉(zhuǎn)矩 軸 軸轉(zhuǎn)筒軸 五帶與齒輪傳動(dòng)零件的計(jì)算計(jì)算與說(shuō)明結(jié) 果1 帶與帶輪2 計(jì)算功率 （1） 選擇普通V帶截型 由課本P218表13-8得：kA=1.2 PC=KAP=1.211=13.2KW（2） 根據(jù)PC=13.2kW，n1=1460r/min，由課本P219圖13-15得：選用B型V帶（3） 求大、小帶輪基準(zhǔn)直徑的d2、d1由表13-9，d1應(yīng)不小于125，現(xiàn)取d1=140mm查表得小帶輪直徑D1=140mm得所以選直徑的大帶輪。驗(yàn)算帶速v（4）求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心距a初步選取中心距取a0=950，符合0.7（d1+d2）a02(d1+d2)。所以帶長(zhǎng)查書上表13-2，對(duì)A型帶Ld=3150mm。計(jì)算實(shí)際中心距（5）驗(yàn)算小帶輪包角合適（6） 求V帶根數(shù)z令n1=1460r/m,d1=140mm,查表13-3得P0=2.82kw查表13-5得：由查表13-7得,查表13-2得,由此可得取4根。（6）求作用在帶輪軸上的壓力FQ查表13-1得q=0.17kg/m，故得出單根V帶的出拉力作用在軸上的壓力2、 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 選擇材料及確定許用應(yīng)力小齒輪用40Cr表面淬火齒面硬度4855HBS，大齒輪用ZG35simn調(diào)制齒面硬度4553HBS，有課本上表11-5，取SH=1.0，SF=1.25(2) 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造，載荷系數(shù)K=1（表11-3)，齒數(shù)系數(shù)表（11-6）小齒輪的轉(zhuǎn)矩取ZE=188（表11-4）標(biāo)準(zhǔn)齒輪ZH=2.5齒數(shù)Z1=18，則Z2=18x4=72模數(shù)齒寬，取b2=45mm，b1=50mm按表4-1取m=3，實(shí)際的d1=20x3=60mm，d2=80x3=240mm（3） 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)圖11-8， 所以齒輪的圓周速度對(duì)照表11-2可知選用8級(jí)精度是合宜的。此設(shè)計(jì)采用的是漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，其設(shè)計(jì)參數(shù)為：分度圓直徑 mm mm齒頂高 mm齒根高 mm全齒高 mm齒頂圓直徑 mm mm齒根圓直徑 mm mm基圓直徑 mm mm齒距 mm齒厚 mm齒槽寬 mm中心距 mm六軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明與計(jì)算結(jié)果本減速器的軸設(shè)計(jì)要注意以下幾個(gè)問題1、制造安裝要求為便于軸上零件的裝拆，常將軸做成階梯形，對(duì)于一般剖分式箱體中的軸，它的直徑從軸端逐漸向中間增大，可依次將齒輪、套筒、左端滾動(dòng)軸承、軸承蓋和帶輪從軸的一端裝拆，另一滾動(dòng)軸承從軸的另一端裝拆。為了使軸上零件易于安裝，軸端及軸段的端部應(yīng)有倒角。磨削的軸端應(yīng)有砂輪越程槽；車制螺紋的軸段應(yīng)有退刀槽。2、軸上零件的定位（1）軸向定位軸向定位要求軸上零件沿軸線方向位置準(zhǔn)確。本次設(shè)計(jì)的減速器中，軸靠軸承、軸承端蓋實(shí)現(xiàn)與機(jī)體雙向定位。軸肩和套筒使齒輪在軸上定位。右端軸承靠軸肩和端蓋定位。左端軸承靠套筒和端蓋定位。帶輪靠軸肩和軸端擋圈實(shí)現(xiàn)雙向定位。（2）周向定位軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸上的零件要與其一起轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，軸和軸上零件應(yīng)周向定位。周向定位大多采用鍵或過(guò)盈配合等聯(lián)接形式。本次設(shè)計(jì)的減速器中齒輪和帶輪的周向定位靠鍵聯(lián)接，滾動(dòng)軸承與軸周向定位靠過(guò)盈配合。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶輪、齒輪、軸承內(nèi)圈隨軸以同一轉(zhuǎn)速一起轉(zhuǎn)動(dòng)。七滾動(dòng)軸承的選擇說(shuō)明與計(jì)算結(jié) 果滾動(dòng)軸承分為以下幾種1、深溝球軸承60000型主要承受徑向載荷，也能承受少量的軸向載荷；高速時(shí)可代替推力軸承，承受不大的軸向載荷。該軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，價(jià)格最低，極限轉(zhuǎn)速高，摩擦阻力小，適用于轉(zhuǎn)速較高、載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合。2、調(diào)心球軸承10000型受力同60000型，但外圈滾道內(nèi)為球面，能自動(dòng)調(diào)心，內(nèi)、外圈允許有3的傾角，適用于多支點(diǎn)、彎曲剛度小及對(duì)中困難的軸。3、調(diào)心滾子軸承20000型性能特點(diǎn)同調(diào)心球軸承，但可承受較大的徑向力。4、圓柱滾子軸承N0000型和60000型軸承相比，能承受較大的徑向載荷，外圈無(wú)擋邊時(shí)，不能承受軸向載荷，內(nèi)外圈可分開安裝，極限速度較高，適用于剛性大、對(duì)中好的支承中。5、角接觸球軸承70000型能同時(shí)承受較大的徑向載荷和單向的軸向載荷。接觸角越大，承受的軸向載荷也越大。這類軸承一般成對(duì)使用，適用于旋轉(zhuǎn)精度高、支點(diǎn)跨距小、軸的剛度較大的支承中。6、圓錐滾子軸承30000型與角接觸球軸承類似，但滾動(dòng)體為滾子，可承受較大的徑向和軸向載荷，外圈可分離，安裝調(diào)整方便，對(duì)稱安裝。7、推力球軸承51000型只能承受軸向載荷，適用于軸向載荷大，轉(zhuǎn)速不高的支承中。8、滾針軸承NA0000型外徑小，內(nèi)外圈可分離，一般不帶保持架，可承受較大的徑向力。根據(jù)本減速器的工作條件和有關(guān)參數(shù)的分析，應(yīng)選60000型的深溝球軸承。八鍵的選擇計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果鍵的類型主要根據(jù)扭矩的大小、零件的對(duì)中要求以及其它工作要求和裝配要求確定。減速器中軸上零件與軸多采用平鍵聯(lián)接。因此在此也采用了平鍵聯(lián)接。高速軸上裝有大帶輪，直徑為30mm,查表得鍵的公稱尺寸為：10*8低速軸上裝有大齒輪，直徑為50mm,查表得鍵的公稱尺寸為：16*10鍵1用A型鍵2用A型九減速器的潤(rùn)滑說(shuō)明與計(jì)算結(jié) 果1、齒輪的潤(rùn)滑本減速器采用的是浸油潤(rùn)滑。齒輪的浸油深度既不能太深，也不能太淺。浸油太深，攪油損失太大，將降低傳動(dòng)效率；浸油太淺則潤(rùn)滑不充分。齒輪的浸油深度一般為一個(gè)齒高，但不應(yīng)小于10mm。當(dāng)齒輪圓周速度較低時(shí)，浸油深度可適當(dāng)大些，為避免攪油損失過(guò)大，齒輪的浸油深度不應(yīng)超過(guò)其分度圓半徑的1/3。為避免攪油時(shí)將底部的沉淀物帶起，大齒輪齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x應(yīng)大于3050mm，但不宜超過(guò)100mm。2、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑對(duì)于轉(zhuǎn)速不高的滾動(dòng)軸承一般采用脂潤(rùn)滑。對(duì)于高速滾動(dòng)軸承一般采用油潤(rùn)滑。根據(jù)本減速器的工作情況選擇脂潤(rùn)滑，為防止箱內(nèi)的齒輪潤(rùn)滑油飛淺將潤(rùn)滑油脂沖去，在軸承內(nèi)側(cè)的軸上安裝的擋油環(huán)。齒輪的潤(rùn)滑大齒輪的圓周速度因此采用油池潤(rùn)滑，查表得潤(rùn)滑池應(yīng)選用GB44389滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑因?yàn)榻妄X輪的圓周速度,所以采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，選用鈣基潤(rùn)滑脂GB49187，2號(hào)。十減速器箱體尺寸的設(shè)計(jì)名 稱符 號(hào)數(shù) 值中心距150箱坐壁厚8箱蓋壁厚8箱坐凸緣厚度12箱蓋凸緣厚度12箱坐底凸緣厚度20箱座肋厚6.8箱蓋肋厚6.8軸承旁凸臺(tái)高度65軸承旁凸臺(tái)半徑18箱體外壁至軸承坐端面距離50地腳螺栓直徑16地腳螺釘數(shù)量4軸承旁螺栓直徑14凸緣聯(lián)接螺栓直徑10檢查孔螺釘直徑8定位銷直徑6.3 十一、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用40Cr調(diào)質(zhì)，硬度229363HBS根據(jù)課本P245（14-2）式，并查表14-2，取c=98 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=28(1+5%)mm=29.4mm選d=30mm2、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(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度查表13-10得 e=19，f=11.5帶工段：d1=30mm長(zhǎng)度取L1=B-2=78mmmmII段:d2=36mm l2=29+17-1=45mm 初選用6208型深溝球球軸承，其內(nèi)徑為40mm, 寬度為18mm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20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為40mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故Da3=36+(12)*2)=3840III段直徑d3=40mm L3=18mmDa4=40+(24)=4244IV段直徑d4=43mm L4=26.5mmDa5=43+2*(0.070.1)*43=49.0251.6V段直徑d5=60mm L5=1.4h=50mmD6=50mm L5=10D8=d3=40mmD6=d7+2(0.070.1)d7)=45.648VI段直徑d7=47mm L6=16.5mm查表的砂輪越程槽b=2 h=1VII段直徑d8=40mm L7=20mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=268mm選用40Cr調(diào)質(zhì)，硬度229363HBS根據(jù)課本P235（10-2）式，并查表10-2，取c=98考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=43.8(1+5%)mm=45.99mm選d=50mm2、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(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度工段：d1=50mm查指導(dǎo)書表9.4得出聯(lián)軸器的型號(hào)HL4 所以L1=84mmDa2=50+(2(0.070.1)50)=5760II段:d2=58mm L2=30mm初選用6212型深溝球球軸承，其內(nèi)徑為60mm,寬度為22mm.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20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為42mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故D3=57(24)=5961III段直徑d3=60mm L3=49mmIV段直徑d4=62mm L4=45mmV段直徑d5=74mm L5=15mmd6=d3VI段直徑d6=69mm L6=10mm查表的砂輪越程槽b=2 h=1VII段直徑d7=60mm L7=26.5mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=259.5mm設(shè)計(jì)小結(jié)在這次課程設(shè)計(jì)作業(yè)的過(guò)程中由于在設(shè)計(jì)方面我們沒有經(jīng)驗(yàn)，理論基礎(chǔ)知識(shí)把握得不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的題目，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)誤差，假如是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大，在查表和計(jì)算上精度不夠正確；其次：在確定設(shè)計(jì)方案，選擇電動(dòng)機(jī)方面就被“卡住了”，拖了好久，同學(xué)在這方面的知識(shí)比較缺乏，幸好得到了于老師的指點(diǎn)，找到了方法，把題目解決了；再次，在軸的設(shè)計(jì)方面也比較薄弱，聯(lián)軸器的選擇，軸的受力分析等方面都碰到了困難，在同學(xué)的幫助下逐步解決了。這些都暴露出了前期我在這些方面知識(shí)的欠缺和經(jīng)驗(yàn)的不足。對(duì)于我來(lái)說(shuō)，收獲最大的是方法和能力；那些分析和解決題目的能力。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)我們學(xué)生在經(jīng)驗(yàn)方面十分缺乏，空有理論知