(精品論文)機(jī)械設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)--一級(jí)減速箱

課程設(shè)計(jì)說明書題目 一級(jí)圓柱齒輪減速器指導(dǎo)教師 年 月 日機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1 設(shè)計(jì)題目： 一級(jí)圓柱齒輪減速器 2 應(yīng)完成的項(xiàng)目：（1）傳動(dòng)方案擬定 （2）電動(dòng)機(jī)選擇 （3）傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) （4）設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件 （5）設(shè)計(jì)計(jì)算箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 （6）設(shè)計(jì)計(jì)算軸 （7）選擇滾動(dòng)軸承及壽命計(jì)算 （8）選擇和校核鍵聯(lián)接 （9）選擇聯(lián)軸器 （10）選擇潤滑方式、潤滑劑牌號(hào)及密封件 3 參考資料以及說明： 4本設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書于年 月 日發(fā)出，應(yīng)于年月 日前完成，然后進(jìn)行答辯。專業(yè)教研室、研究所負(fù)責(zé)人 審核 年 月 日指導(dǎo)教師 簽發(fā) 年 月 日課程設(shè)計(jì)（論文）評語：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一、傳動(dòng)方案擬定.5二、電動(dòng)機(jī)的選擇.5三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比.6四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.6五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.7六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.11七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算.13八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算.14九、聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算.14十、減速器的潤滑.14十一、設(shè)計(jì)總結(jié).15學(xué) 號(hào)帶拉力 F(N)帶速度 V(m/s)滾筒直徑D(mm)334001.25 310計(jì)算過程及計(jì)算說明一、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)帶傳動(dòng)（1） 工作條件：使用年限8年，工作為二班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=3400N；帶速V=1.25m/s；滾筒直徑D=310mm； 二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）傳動(dòng)裝置的總功率：總=帶2軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒 =0.950.9920.970.990.94=0.840（2） 運(yùn)輸機(jī)主軸上所需要的功率：電機(jī)所需的工作功率：3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： 按手冊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Ia=36。取V帶傳動(dòng)比I1=24，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為Ia=624。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊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，則選n=1500r/min。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)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Y132S-4。其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：2、分配各級(jí)傳動(dòng)比據(jù)指導(dǎo)書P7表1，取齒輪i齒輪=5.2（單級(jí)減速器i=36合理）所以四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算(1) 計(jì)算各軸得輸入功率電動(dòng)機(jī)軸：軸（減速器高速軸）軸（減速器低速軸）(2) 計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)軸 軸 軸 （3）計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸 軸 軸 參數(shù)輸入功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）扭矩 (Nm)傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)5.06144033.56帶齒輪高速軸4.81400114.843.65.2低速軸4.5776.92567.39五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 普通V帶傳動(dòng)得設(shè)計(jì)計(jì)算 確定計(jì)算功率則： ，式中，工作情況系數(shù)取1.2 根據(jù)計(jì)算功率與小帶輪的轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖10-10普通V帶型號(hào)選擇線圖，選擇A型V帶。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑因?yàn)槿⌒л喼睆?，大帶輪的直徑 驗(yàn)證帶速 在之間。故帶的速度合適。確定V帶的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)中心距初選傳動(dòng)中心距范圍為：，即取 V帶的基準(zhǔn)長度： 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-2，選取帶的基準(zhǔn)直徑長度 實(shí)際中心距： 有48mm的調(diào)整量 驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小包角 故主動(dòng)輪上的包角合適。 計(jì)算V帶的根數(shù)z 由，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-5，得，由，查表10-6，得，查表10-7，得，查表10-2，得， 圓整取根。 計(jì)算V帶的合適初拉力 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-1，取得 計(jì)算作用在軸上的載荷 V帶輪采用鑄鐵HT150或HT200制造，其允許的最大圓周速度為25m/s.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （單位）mm 帶輪尺寸小帶輪大帶輪槽型AA基準(zhǔn)寬度1111基準(zhǔn)線上槽深2.752.75基準(zhǔn)線下槽深8.78.7槽間距150.3150.3槽邊距99輪緣厚66外徑內(nèi)徑40 40帶輪寬度帶輪結(jié)構(gòu) 實(shí)心式 腹板式2、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）擇齒輪類型，材料，精度，及參數(shù) 選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（外嚙合） 選擇齒輪材料；小齒輪材料都取為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，；大齒輪材料取為：45號(hào)鋼,正火處理， 選取齒輪為8級(jí)的精度（GB 100951998）齒面精糙度Ra1.63.2m 初選螺旋角 選 小齒輪的齒數(shù)；大齒輪的齒數(shù) （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中心距 式中： 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖7-26 式中：；查表7-5 ：查表7-4 ：；齒寬系數(shù)?。河?jì)算模數(shù) 查表7-1取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 計(jì)算中心距， 圓整中心距，取 修正螺旋角： 計(jì)算兩齒輪分度圓直徑 小齒輪 大齒輪 計(jì)算齒寬 取小齒輪齒寬 （齒輪軸）；大齒輪齒寬（大齒輪） （3）校核彎曲疲勞強(qiáng)度校核 其中查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7-4：；查圖7-23：；查圖7-24：；查表7-5：。這里使用當(dāng)量齒數(shù)。 ，故滿足。 齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下：(詳細(xì)見零件圖)名稱 代號(hào)計(jì)算公式結(jié)果小齒輪大齒輪中心距 240傳動(dòng)比5.2法面模數(shù)設(shè)計(jì)和校核得出3端面模數(shù) 3.07法面壓力角螺旋角一般為 齒數(shù)Z 略25130分度圓直徑 查表7-679.77400.22齒頂圓直徑略85.77406.22齒根圓直徑 df查表7-672.27392.72齒輪寬b查表7-67472螺旋角方向 查表7-6左旋右旋三，減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。 查設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表3-1經(jīng)驗(yàn)公式，及結(jié)果列于下表。名稱結(jié)果（mm）名稱結(jié)果(mm)底座壁厚8軸承蓋固定螺釘直徑8箱蓋壁厚8軸承蓋螺釘分布圓直徑130底座上部凸圓厚度12軸承座凸緣端面直徑150箱蓋凸圓厚度12螺栓孔凸緣的配置尺寸22，20，30底座下部凸圓厚度20地腳螺栓孔凸緣尺寸25，23，45底座加強(qiáng)筋厚度8箱體內(nèi)壁與齒輪距離12底蓋加強(qiáng)筋厚度7箱體內(nèi)壁與齒輪端面距離12地腳螺栓直徑16底座深度230地腳螺栓數(shù)目6外箱壁至軸承端面距離47軸承座聯(lián)接螺栓直徑12視孔蓋固定螺釘直徑6箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓直徑10六：軸的設(shè)計(jì)1. 高速軸的設(shè)計(jì)。 選擇軸的材料：選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，HBS230 240 初步估算軸的最小直徑 根據(jù)教材公式，取，則 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑，根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為 兩軸承支點(diǎn)間的距離：，式中： 小齒輪齒寬， 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離， 軸承寬度，選取6308型深溝球軸承，查表13-3，得到得到：帶輪對稱線到軸承支點(diǎn)的距離 式中：軸承蓋的凸緣厚度， （） 螺栓頭端面至帶輪端面的距離， 軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表可得帶輪寬度，得到：2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。 計(jì)算作用在軸上的力 小齒輪受力分析 圓周力： 徑向力： 軸向力： 計(jì)算支反力 水平面：垂直面： 得： 作彎矩圖 水平面彎矩： 垂直面彎矩： 合成彎矩：作轉(zhuǎn)矩圖 當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí)，取系數(shù)， 則： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 軸的材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強(qiáng)度極限，對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。 由彎矩圖可以知道，A剖面的計(jì)算彎矩最大 ，該處的計(jì)算應(yīng)力為： (安全)D 剖面的軸徑最小，該處的計(jì)算應(yīng)力為：（安全）軸的結(jié)構(gòu)圖見零件圖所示2. 低速軸的設(shè)計(jì)。 選擇軸的材料：選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，HBS230 240 初步估算軸的最小直徑 根據(jù)教材公式，取，則 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑，根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為 兩軸承支點(diǎn)間的距離：，式中： 小齒輪齒寬， 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙， 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離， 軸承寬度，選取6312型深溝球軸承，查表13-3，得到得到：2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。 計(jì)算作用在軸上的力 小齒輪受力分析 圓周力： 徑向力： 軸向力： 計(jì)算支反力 水平面：垂直面： 得： 作彎矩圖 水平面彎矩： 垂直面彎矩： 合成彎矩：作轉(zhuǎn)矩圖 當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí)，取系數(shù)， 則： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 軸的材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強(qiáng)度極限，對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。有彎矩圖可知，C處彎矩最大，假設(shè)C處為最小直徑，若 ，則軸其他地方都必符合要求。 (安全)軸的結(jié)構(gòu)圖見零件圖所示七 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算1.高速軸選取滾動(dòng)軸承 選取的軸承：型號(hào)為6308深溝球軸承（每根軸上安裝一對）查課程設(shè)計(jì)表13-3和查機(jī)械基礎(chǔ)表18-11， 軸承A的徑向載荷軸向載荷： 軸承B的徑向載荷：軸向載荷： ;由此可見，軸承A的載荷大，應(yīng)該驗(yàn)算軸承A.計(jì)算軸承A 的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷, 其中, 查表13-3得到：，取，故查表18-11得：則其徑向當(dāng)量動(dòng)載荷因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)。工作溫度正常，查機(jī)械基礎(chǔ)表18-8得；按中等沖擊載荷，查表18-9得，按設(shè)計(jì)要求，軸承得壽命為：則： 由查課程設(shè)計(jì)表13-3,6309深溝球軸承得額定動(dòng)載荷,所以選取得軸承合適。2.低速軸選取滾動(dòng)軸承 選取的軸承：型號(hào)為6312深溝球軸承（每根軸上安裝一對）查課程設(shè)計(jì)表13-3和查機(jī)械基礎(chǔ)表18-11， 軸承A的徑向載荷軸向載荷： 軸承B的徑向載荷：軸向載荷： ;由此可見，軸承A的載荷大，應(yīng)該驗(yàn)算軸承A.計(jì)算軸承A 的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷, 其中, 查表13-3得到：，取，故查表18-11得：則其徑向當(dāng)量動(dòng)載荷因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)。工作溫度正常，查機(jī)械基礎(chǔ)表18-8得；按中等沖擊載荷，查表18-9得，按設(shè)計(jì)要求，軸承得壽命為：則： 由查課程設(shè)計(jì)表13-3,6312深溝球軸承得額定動(dòng)載荷,所以選取得軸承合適。八：鍵聯(lián)接得選擇和強(qiáng)度校核。1、 高速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接 選用圓頭普通平鍵（C型）按軸徑d=30mm，及帶輪寬，查表10-1選擇C856（GB/T 1096-1979）強(qiáng)度校核鍵得材料選為45號(hào)鋼，V帶輪材料為鑄鐵，查表得鍵聯(lián)接得許用應(yīng)力鍵得工作長度，擠壓應(yīng)力 （安全）2、 低速軸與齒輪用鍵聯(lián)接 選用圓頭普通平鍵（A型）軸徑d=70mm,及齒輪寬，查表10-1選鍵2063（GB/T 1096-1979） 強(qiáng)度校核鍵材料選用45號(hào)鋼，齒輪材料為鑄鋼，查表得許用應(yīng)力鍵得工作長度；，擠壓應(yīng)力：（安全）3、 聯(lián)軸器鍵聯(lián)接 選用圓頭普通平鍵（A型）軸徑d=50mm,及輪轂，查表10-1選鍵1680（GB/T 1096-1979） 強(qiáng)度校核鍵材料選用45號(hào)鋼，齒輪材料為鑄鋼，查表得許用應(yīng)力鍵得工作長度；，擠壓應(yīng)力：（安全）九聯(lián)軸器得選擇和計(jì)算聯(lián)軸器得計(jì)算轉(zhuǎn)矩，因在前面已經(jīng)考慮功率備用系數(shù)1.2，故 式中：查表取工作系數(shù)根據(jù)工作條件，選用十字滑塊聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速；配合軸徑，配合長度。十減速器的潤滑 齒輪傳動(dòng)的圓周速度因?yàn)椋?，所以采用浸油潤滑；由?4-1，選用LAN32全損耗系統(tǒng)用油（GB443-1989）,大齒輪浸入油中的深度大約1-2個(gè)齒，單不應(yīng)少于10mm。對軸承的潤滑， 因 為：，采用脂潤滑，由表14-2選用鈣基潤滑酯LXAAMHA2(GB491-1987)只需要填充軸承空間的1/21/3.并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)F=3400NV=1.25m/sD=310mm總=0.840P工作=5.06KWn滾筒=77.01r/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S-4i總=18.70據(jù)手冊得i齒輪=5.2 i帶=3.6=33560Nmm=114840Nmm=567390