(精品論文)機械設計-課程設計--一級減速箱

課程設計說明書題目 一級圓柱齒輪減速器指導教師 年 月 日機械設計課程設計計算說明書1 設計題目： 一級圓柱齒輪減速器 2 應完成的項目：（1）傳動方案擬定 （2）電動機選擇 （3）傳動裝置的總體設計 （4）設計計算傳動零件 （5）設計計算箱體的結構尺寸 （6）設計計算軸 （7）選擇滾動軸承及壽命計算 （8）選擇和校核鍵聯(lián)接 （9）選擇聯(lián)軸器 （10）選擇潤滑方式、潤滑劑牌號及密封件 3 參考資料以及說明： 4本設計（論文）任務書于年 月 日發(fā)出，應于年月 日前完成，然后進行答辯。專業(yè)教研室、研究所負責人 審核 年 月 日指導教師 簽發(fā) 年 月 日課程設計（論文）評語：機械設計課程設計計算說明書一、傳動方案擬定.5二、電動機的選擇.5三、計算總傳動比及分配各級的傳動比.6四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算.6五、傳動零件的設計計算.7六、軸的設計計算.11七、滾動軸承的選擇及校核計算.13八、鍵聯(lián)接的選擇及計算.14九、聯(lián)軸器的選擇及計算.14十、減速器的潤滑.14十一、設計總結.15學 號帶拉力 F(N)帶速度 V(m/s)滾筒直徑D(mm)334001.25 310計算過程及計算說明一、傳動方案擬定第三組：設計單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動（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、電動機選擇1、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機2、電動機功率選擇：（1）傳動裝置的總功率：總=帶2軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒 =0.950.9920.970.990.94=0.840（2） 運輸機主軸上所需要的功率：電機所需的工作功率：3、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速： 按手冊P7表1推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍Ia=36。取V帶傳動比I1=24，則總傳動比理時范圍為Ia=624。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號：因此有三種傳支比方案：如指導書P15頁第一表。綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，則選n=1500r/min。4、確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機型號為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、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：2、分配各級傳動比據(jù)指導書P7表1，取齒輪i齒輪=5.2（單級減速器i=36合理）所以四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算(1) 計算各軸得輸入功率電動機軸：軸（減速器高速軸）軸（減速器低速軸）(2) 計算各軸得轉(zhuǎn)速 電動機軸 軸 軸 （3）計算各軸得轉(zhuǎn)矩電動機軸 軸 軸 參數(shù)輸入功率（kw）轉(zhuǎn)速（r/min）扭矩 (Nm)傳動比電動機5.06144033.56帶齒輪高速軸4.81400114.843.65.2低速軸4.5776.92567.39五、傳動零件的設計計算1、 普通V帶傳動得設計計算 確定計算功率則： ，式中，工作情況系數(shù)取1.2 根據(jù)計算功率與小帶輪的轉(zhuǎn)速，查機械設計基礎圖10-10普通V帶型號選擇線圖，選擇A型V帶。 確定帶輪的基準直徑因為取小帶輪直徑 ，大帶輪的直徑 驗證帶速 在之間。故帶的速度合適。確定V帶的基準直徑和傳動中心距初選傳動中心距范圍為：，即取 V帶的基準長度： 查機械設計基礎表10-2，選取帶的基準直徑長度 實際中心距： 有48mm的調(diào)整量 驗算主動輪的最小包角 故主動輪上的包角合適。 計算V帶的根數(shù)z 由，查機械設計基礎表10-5，得，由，查表10-6，得，查表10-7，得，查表10-2，得， 圓整取根。 計算V帶的合適初拉力 查機械設計基礎表10-1，取得 計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.帶輪的結構設計 （單位）mm 帶輪尺寸小帶輪大帶輪槽型AA基準寬度1111基準線上槽深2.752.75基準線下槽深8.78.7槽間距150.3150.3槽邊距99輪緣厚66外徑內(nèi)徑40 40帶輪寬度帶輪結構 實心式 腹板式2、 齒輪傳動設計計算（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（外嚙合） 選擇齒輪材料；小齒輪材料都取為45號鋼，調(diào)質(zhì)，；大齒輪材料取為：45號鋼,正火處理， 選取齒輪為8級的精度（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）按齒面接觸疲勞強度設計中心距 式中： 查機械設計基礎圖7-26 式中：；查表7-5 ：查表7-4 ：；齒寬系數(shù)?。河嬎隳?shù) 查表7-1取模數(shù)標準值 計算中心距， 圓整中心距，取 修正螺旋角： 計算兩齒輪分度圓直徑 小齒輪 大齒輪 計算齒寬 取小齒輪齒寬 （齒輪軸）；大齒輪齒寬（大齒輪） （3）校核彎曲疲勞強度校核 其中查機械設計基礎表7-4：；查圖7-23：；查圖7-24：；查表7-5：。這里使用當量齒數(shù)。 ，故滿足。 齒輪傳動的幾何尺寸，制表如下：(詳細見零件圖)名稱 代號計算公式結果小齒輪大齒輪中心距 240傳動比5.2法面模數(shù)設計和校核得出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構尺寸設計。 查設計基礎表3-1經(jīng)驗公式，及結果列于下表。名稱結果（mm）名稱結果(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底座加強筋厚度8箱體內(nèi)壁與齒輪距離12底蓋加強筋厚度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：軸的設計1. 高速軸的設計。 選擇軸的材料：選取45號鋼，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 軸的結構設計 考慮帶輪的機構要求和軸的剛度，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.按彎扭合成應力校核軸的強度。 計算作用在軸上的力 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 當扭轉(zhuǎn)剪力為脈動循環(huán)應變力時，取系數(shù)， 則： 按彎扭合成應力校核軸的強度 軸的材料是45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強度極限，對稱循環(huán)變應力時的許用應力。 由彎矩圖可以知道，A剖面的計算彎矩最大 ，該處的計算應力為： (安全)D 剖面的軸徑最小，該處的計算應力為：（安全）軸的結構圖見零件圖所示2. 低速軸的設計。 選擇軸的材料：選取45號鋼，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 軸的結構設計 考慮帶輪的機構要求和軸的剛度，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.按彎扭合成應力校核軸的強度。 計算作用在軸上的力 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 當扭轉(zhuǎn)剪力為脈動循環(huán)應變力時，取系數(shù)， 則： 按彎扭合成應力校核軸的強度 軸的材料是45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強度極限，對稱循環(huán)變應力時的許用應力。有彎矩圖可知，C處彎矩最大，假設C處為最小直徑，若 ，則軸其他地方都必符合要求。 (安全)軸的結構圖見零件圖所示七 滾動軸承的選擇和計算1.高速軸選取滾動軸承 選取的軸承：型號為6308深溝球軸承（每根軸上安裝一對）查課程設計表13-3和查機械基礎表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，應該驗算軸承A.計算軸承A 的徑向當量動載荷, 其中, 查表13-3得到：，取，故查表18-11得：則其徑向當量動載荷因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當量動載荷為計算依據(jù)。工作溫度正常，查機械基礎表18-8得；按中等沖擊載荷，查表18-9得，按設計要求，軸承得壽命為：則： 由查課程設計表13-3,6309深溝球軸承得額定動載荷,所以選取得軸承合適。2.低速軸選取滾動軸承 選取的軸承：型號為6312深溝球軸承（每根軸上安裝一對）查課程設計表13-3和查機械基礎表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，應該驗算軸承A.計算軸承A 的徑向當量動載荷, 其中, 查表13-3得到：，取，故查表18-11得：則其徑向當量動載荷因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當量動載荷為計算依據(jù)。工作溫度正常，查機械基礎表18-8得；按中等沖擊載荷，查表18-9得，按設計要求，軸承得壽命為：則： 由查課程設計表13-3,6312深溝球軸承得額定動載荷,所以選取得軸承合適。八：鍵聯(lián)接得選擇和強度校核。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）強度校核鍵得材料選為45號鋼，V帶輪材料為鑄鐵，查表得鍵聯(lián)接得許用應力鍵得工作長度，擠壓應力 （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） 強度校核鍵材料選用45號鋼，齒輪材料為鑄鋼，查表得許用應力鍵得工作長度；，擠壓應力：（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） 強度校核鍵材料選用45號鋼，齒輪材料為鑄鋼，查表得許用應力鍵得工作長度；，擠壓應力：（安全）九聯(lián)軸器得選擇和計算聯(lián)軸器得計算轉(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 齒輪傳動的圓周速度因為：，所以采用浸油潤滑；由表14-1，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個齒，單不應少于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)設擋油環(huán)F=3400NV=1.25m/sD=310mm總=0.840P工作=5.06KWn滾筒=77.01r/min電動機型號Y132S-4i總=18.70據(jù)手冊得i齒輪=5.2 i帶=3.6=33560Nmm=114840Nmm=567390