機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)說明書機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、題目a 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置簡圖如右圖所示（電動(dòng)機(jī)的位置自己確定）。1運(yùn)輸機(jī)的數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶的工作拉力f=1450 (n)運(yùn)輸帶的工作速度v=1.55 (m/s)運(yùn)輸帶的滾筒直徑d=300 (mm)滾筒輪中心高度h=300 (mm)(附：運(yùn)輸帶繞過滾筒的損失用效率計(jì)，取效率=0.97）。2工作條件：鍋爐房運(yùn)煤：三班制，每班工作四小時(shí)：空載啟動(dòng)、連續(xù)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)。3使用期限及檢修期間隔：工作期限為十年，每年工作三百日；檢修期間隔為三年。1電動(dòng)機(jī)；2v帶傳動(dòng);3減速器（斜齒）；4聯(lián)軸器；5帶式運(yùn)輸機(jī)；4生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件：只生產(chǎn)幾臺(tái)

2、，無鑄鋼設(shè)備。二、設(shè)計(jì)任務(wù)1選出電動(dòng)機(jī)型號(hào)；2確定帶傳動(dòng)的主要參數(shù)及尺寸；3設(shè)計(jì)該減速器；4選出聯(lián)接減速器輸出軸與運(yùn)輸機(jī)軸的聯(lián)軸器。三、具體作業(yè)1減速器裝配圖一張；2零件工作圖兩張（大齒輪、輸出軸）；3說明書一份。目 錄一、傳動(dòng)方案的確定 .（2）二、電動(dòng)機(jī)的選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) （3）1電動(dòng)機(jī)的選擇 .（3）2傳動(dòng)比分配 （3）3各級(jí)傳動(dòng)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 .（4）4將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果列表 （4）三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、計(jì)算 .（5）1v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .（5）2帶的參數(shù)尺寸列表 .（6）3減速器齒輪設(shè)計(jì) （7）四、軸的設(shè)計(jì)與校核 .（11）1軸的初步設(shè)計(jì) .（11）2i軸的校核 .（

3、12）3ii軸的校核 .（14）五、鍵聯(lián)接的選擇與校核 .（15）1i軸外伸端處鍵聯(lián)接 .（16）2ii軸外伸端處鍵聯(lián)接 .（16）3ii軸與大齒輪配合處鍵聯(lián)接 .（16）六、軸承壽命校核 .（16）1i軸軸承7206ac校核 .（16）2ii軸軸承7209ac校核 .（17）七、聯(lián)軸器的選擇與校核 .（18）八、潤滑與密封形式，潤滑油牌號(hào)及用量說明 .（19）九、箱體結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸 .（19）十、減速器附件列表 .（20）十一、參考資料 .（20）第 2 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果一、傳動(dòng)方案的確定方案a：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：采用一級(jí)帶傳動(dòng)和一級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)。（1）帶傳動(dòng)具有成本低，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。（

4、2）帶傳動(dòng)有減震和過載保護(hù)功能。（1）外形尺寸大，傳動(dòng)比不恒定。（2）效率較低，壽命短，不是在繁重的工作要求和惡劣的工作條件下工作。方案b： 優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：采用一級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)和一級(jí)開式齒輪傳動(dòng)。（1）開始傳動(dòng)成本低，安裝更換方便。（2）承載能力大，傳動(dòng)比穩(wěn)定，效率高。（1）壽命短，齒面磨損嚴(yán)重，需經(jīng)常維護(hù)。（2）不適于高速重載的情況，工作條件也對齒面磨損程度影響很大。方案確定：綜上所述，我采用方案a，比較起來，方案a的減震和過載保護(hù)能力會(huì)很大程度上延長電機(jī)和減速器的壽命，減少維護(hù)費(fèi)用。由于用來運(yùn)煤，工作條件較惡劣，方案b中開式齒輪離傳送帶近，很容易卷入煤渣，影響工作，而帶傳動(dòng)可以放置在較遠(yuǎn)處。

5、采用方案a第 3 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果二、電動(dòng)機(jī)的選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1電動(dòng)機(jī)的選擇工作機(jī)所需功率傳動(dòng)效率實(shí)際需要功率工作機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由于帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，減速器，所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍592.22368.8r/min。常用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min和1500r/min，而選用1500r/min較為經(jīng)濟(jì)。綜上，電動(dòng)機(jī)型號(hào)可選為y100l2-4型，其額定功率為3kw，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min。y100l2-4型額定功率3kw滿載轉(zhuǎn)速1440r/min2傳動(dòng)比分配總傳動(dòng)比帶傳動(dòng)比減速器傳動(dòng)比由取則第 4 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3各級(jí)傳動(dòng)的動(dòng)力參數(shù)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（分別為小齒

6、輪軸轉(zhuǎn)速和大齒輪軸轉(zhuǎn)速）各軸輸入功率各軸輸入轉(zhuǎn)矩4將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/knmm轉(zhuǎn)速r/min傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸2.5417.08142030.96i軸2.4449.19473.34.80.97ii軸2.37229.0398.610.95卷筒軸2.25217.7298.6 第 5 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)、計(jì)算1v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)工作系數(shù)ka查表13-6得ka=1.2電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率pcv帶型號(hào)由，查圖13-15，選用a型普通v帶a型普通v帶大小帶輪基準(zhǔn)直徑d2，d1取d1=100mm，則查表13-7，取d2=300mm

7、d1=100mmd2=300mm驗(yàn)證v帶帶速帶速，v在525m/s之內(nèi)，合適。v=7.43m/sv帶基準(zhǔn)長度ld和中心距a初步選取中心距a0=1.5(d1+d2)=600mm得帶長查表13-2，取ld=1800mm，得實(shí)際中心距，小帶輪包角的驗(yàn)算合適。第 6 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果單根普通v帶的基本額定功率由n滿=1420r/min及d1=100mm，查表13-3得，傳動(dòng)比ii=3.1額定功率增量查表13-4得，包角修正系數(shù)由，查表13-5得，帶長修正系數(shù)由ld=1800mm，查表13-2得v帶根數(shù)z根數(shù)單位長度質(zhì)量q查表13-1得，q=0.1kg/mq=0.1kg/m單根v帶的初拉力f0

8、作用在帶輪上的壓力fq帶輪結(jié)構(gòu)大帶輪采用腹板式，小帶輪采用整體式。2帶的參數(shù)尺寸列表a型帶小帶輪直徑d1/mm大帶輪直徑d2/mm中心距a/mm帶長ld/mm100300577.71800帶根數(shù)z初拉力f0/n軸上載荷fq/n3117.1692.1第 7 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3減速器齒輪（閉式、斜齒）設(shè)計(jì)材料選擇由于對傳動(dòng)要求不高，故大小齒輪選用軟齒面。小齒面選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度210230hbs大齒面選用45號(hào)鋼正火，硬度170210hbs小齒面硬度比大齒面大50hbs左右，符合要求。小齒面選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)大齒面選用45號(hào)鋼正火（1）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步計(jì)算接觸極限查圖11-7，取

9、小齒輪接觸疲勞極限大齒輪接觸疲勞極限安全系數(shù)sh查表11-4，取sh=1.1sh=1.1許用接觸應(yīng)力載荷系數(shù)k查表11-4，取k=1.1k=1.1齒寬系數(shù)中型減速器，取大小齒輪齒數(shù)z2，z1取小齒輪齒數(shù)z1=19，則大齒輪齒數(shù)z1=19z2=91實(shí)際傳動(dòng)比i初選中心距a第 8 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果模數(shù)mn初選螺旋角查表4-1，取mn=3mmmn=3mm確定中心距a取整數(shù)值確定螺旋角分度圓直徑d1，d2齒寬b1，b2（2）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度彎曲極限查圖11-10，取小齒輪彎曲疲勞極限大齒輪彎曲疲勞極限 安全系數(shù)sf查表11-4，取sf=1.3sf=1.3許用彎曲應(yīng)力當(dāng)量齒數(shù)zv1，zv2齒型系數(shù)

10、yf1，yf2查圖11-9，取yf1=2.87，yf2=2.20yf1=2.87yf2=2.20第 9 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 安全（3）齒輪其他傳動(dòng)的參數(shù)端面壓力角齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f全齒高h(yuǎn)頂隙cha=mn=3mmhf=1.25mn=3.75mmh= ha+ hf=6.75mmc= hf-ha=0.75mmha= 3mmhf=3.75mmh= 6.75mmc= 0.75mm齒頂圓直徑dada1=d1+2ha=64.727mmda2=d2+2ha=287.273mmda1= 64.727mmda2= 287.273mm齒根圓直徑df1df1=d1-2hf=51.227mmdf

11、2=d2-2hf=273.773mmdf1=51.227mmdf2=273.773mm齒輪結(jié)構(gòu)小齒輪為齒輪軸大齒輪為腹板式（4）齒輪傳動(dòng)參數(shù)列表中心距a/mm模數(shù)mn/mm螺旋角端面壓力角t170313.9320.55齒數(shù)齒寬/mm分度圓直徑/mmz1z2b1b2d1d21991746858.727281.273齒高/mm齒頂圓/mm齒根圓/mmhahfda1da2df1df233.7564.727287.27351.227273.773第 10 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果（5）大齒輪結(jié)構(gòu)簡圖（6）大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)列表ds(mm)dh=1.6ds(mm)lh=(1.21.5)ds(mm)b(

12、mm)5080取7068c=0.3b(mm)=(2.54)mn(mm)d0(mm)d(mm)取10取1016040第 11 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果四、軸的設(shè)計(jì)與校核1軸的初步設(shè)計(jì)材料選取選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)初估最小直徑i軸：ii軸：考慮到軸的削弱作用：考慮i軸連接帶輪，取di=24mm考慮ii軸連接聯(lián)軸器，取dii=38mmdi=24mmdii=38mm初選軸承i軸選用7206ac，d=30mm，b=19mmii軸選用7209ac，d=45mm，b=19mmi軸選用7206acii軸選用7209ac軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位及軸承等零件的標(biāo)準(zhǔn)確定軸結(jié)構(gòu)如下：第 12 頁計(jì)

13、算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果2i軸的校核小齒輪受力切向力徑向力軸向力a簡化為簡支梁垂直面支撐反力垂直面彎矩圖水平面支撐反力水平面彎矩圖合成彎矩計(jì)算傳遞扭矩圖fqbbatimbftf2hmbvmavmavf1vf2vmafaftfafqmamahf1hfrfrtifq第 13 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果垂直面支撐反力垂直面彎矩計(jì)算水平面支撐反力水平面彎矩計(jì)算合成彎矩計(jì)算危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩由合成彎矩圖，a-a與b-b截面均為危險(xiǎn)截面，但由于ma與mb相差不大，但b-b比a-a軸徑小許多，故b-b更危險(xiǎn)，只驗(yàn)算b-b截面的當(dāng)量彎矩。由于ti為不變的轉(zhuǎn)矩，取=0.3危險(xiǎn)截面的校核45鋼的，則 合適i軸結(jié)構(gòu)合理

14、第 14 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3ii軸的校核大齒輪受力切向力徑向力軸向力簡化為簡支梁垂直面支撐反力垂直面彎矩圖水平面支撐反力水平面彎矩圖合成彎矩計(jì)算傳遞扭矩圖aatiimamahftf2hf1hmavmavfamafrf2vf1vtiiftfrfa第 15 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果垂直面支撐反力垂直面彎矩計(jì)算水平面支撐反力水平面彎矩計(jì)算合成彎矩計(jì)算危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩由合成彎矩圖，a-a截面為危險(xiǎn)截面， 驗(yàn)算a-a截面的當(dāng)量彎矩。由于ti為不變的轉(zhuǎn)矩，取=0.3危險(xiǎn)截面的校核45鋼的，則 合適ii軸結(jié)構(gòu)合理五、鍵聯(lián)接的選擇與校核材料選擇許用擠壓應(yīng)力選用45號(hào)鋼，由表10-10，取45號(hào)鋼1

15、i軸外伸端處鍵聯(lián)接鍵的選擇選用圓頭普通平鍵（gb1096-79）根據(jù)di=24mm及外伸端長度，選擇鍵832，其中b=8mm，h=7mm，l=32mm，t=4mm，t1=3.3mm鍵832第 16 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果鍵的校核鍵選取合適2ii軸外伸端處鍵聯(lián)接鍵的選擇選用圓頭普通平鍵（gb1096-79）根據(jù)dii=38mm及外伸端長度，選擇鍵1050，其中b=10mm，h=8mm，l=50mm，t=5mm，t1=3.3mm鍵1050鍵的校核鍵選取合適3ii軸與大齒輪配合處鍵聯(lián)接鍵的選擇選用圓頭普通平鍵（gb1096-79）根據(jù)軸徑d=50mm及臺(tái)階長度，選擇鍵1456，其中b=14mm，

16、h=9mm，l=56mm，t=5.5mm，t1=3.8mm鍵1456鍵的校核鍵選取合適六、軸承壽命校核1i軸軸承7206ac(gb/t292-94)軸承受力圖fr2f2faf1fr1徑向載荷fr第 17 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果內(nèi)部軸向力f確定壓緊端由故軸承1壓緊。軸承1壓緊軸承受的軸向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷的x、y由于而，由表16-12，取x1=0.41，y1=0.87 x2=1，y2=0x1=0.41，y1=0.87x2=1，y2=0當(dāng)量動(dòng)載荷p溫度系數(shù)ft載荷系數(shù)fp由表16-9，取ft=0.95由表16-10，取fp=1.2ft=0.95fp=1.2要求軸承壽命lh每天工作12小時(shí)，每年工作

17、300天，檢修間隔三年，則要求軸承壽命達(dá)到10800hlh=10800h基本額定動(dòng)載荷cr1由于p1p2，故按軸承1計(jì)算合適i軸軸承選用7206ac合適2ii軸軸承7209ac(gb/t292-94)軸承受力圖faf2f1fr2fr1徑向載荷fr第 18 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果內(nèi)部軸向力f確定壓緊端由故軸承1壓緊。軸承1壓緊軸承受的軸向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷的x、y由于而，由表16-12，取x1=0.41，y1=0.87 x2=1，y2=0x1=0.41，y1=0.87x2=1，y2=0當(dāng)量動(dòng)載荷p溫度系數(shù)ft載荷系數(shù)fp由表16-9，取ft=0.95由表16-10，取fp=1.2ft=0.95f

18、p=1.2要求軸承壽命lh每天工作12小時(shí)，每年工作300天，檢修間隔三年，則要求軸承壽命達(dá)到10800hlh=10800h基本額定動(dòng)載荷cr1由于p1p2，故按軸承1計(jì)算合適ii軸軸承選用7209ac合適七、聯(lián)軸器的選擇與計(jì)算聯(lián)軸器的選擇ii軸外伸端需使用聯(lián)軸器選用彈性柱銷聯(lián)軸器hl3型(gb5014-85)彈性柱銷聯(lián)軸器hl3型hl3聯(lián)軸器參數(shù)公稱轉(zhuǎn)矩tn（nm）許用轉(zhuǎn)矩n(r/min)軸孔直徑d（mm）630500038軸孔長度外徑d(mm)軸孔類型鍵槽類型ll18260160ja第 19 頁計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果聯(lián)軸器的計(jì)算取工作情況系數(shù)ka=1.5，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩合適聯(lián)軸器選取合理八、

19、潤滑與密封形式，潤滑油牌號(hào)及用量說明潤滑方式齒輪線速度故齒輪選用油池潤滑，需油量2l左右，最高-最低油面相距15mm軸承采用脂潤滑齒輪選用油池潤滑軸承采用脂潤滑潤滑油牌號(hào)潤滑脂牌號(hào)選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油代號(hào)220(gb5903-86)選用鈉基潤滑脂牌號(hào)zn-3(gb492-89)220zn-3密封形式機(jī)座與機(jī)蓋凸緣結(jié)合面的密封選用在接合面涂密封膠或水玻璃的方式觀察孔和放油孔等處的密封選用石棉橡膠紙墊片密封軸承端蓋處的密封采用氈圈油封軸承處用擋油環(huán)防止?jié)櫥退θ胼S承內(nèi)部九、箱體結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸長寬高494mm372mm347mm機(jī)座壁厚機(jī)蓋壁厚1機(jī)座凸緣厚b機(jī)蓋凸緣厚b1機(jī)座底凸緣厚b2=8mm1=8mmb=1.5=12mmb1=1.51=12mmb2=2.5=20mm=8mm1=8mmb=12mmb1=12mmb2=20mm地腳螺栓直徑df大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1小齒