機械設(shè)計課程設(shè)計一級減速器

1、機械設(shè)計課程設(shè)計一級減速器西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書一、課程設(shè)計任務(wù)書 41、運動簡圖： 42、原始數(shù)據(jù)： 43、已知條 件： 44、設(shè)計工作 量： . .5二、傳動裝置總體設(shè)計方案 : 51、組成： 52、確定傳動方案： 5三、電動機的選擇： 61、選擇電動機的類型： 62、電動機的選擇 63、確定電動機轉(zhuǎn)速： 6四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 .71、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比： 72、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)： 83、運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理表： 9五、帶輪設(shè)計 91、確定計算功率： 92、選取 V 帶型號： 93 、 確 定 帶 輪 基 準 直 徑D1和D

2、2： . .94、驗算帶速 v： 9西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書5、確定帶長和中心距： 96、驗算小帶輪包角： 107、確定 V 帶根數(shù) Z： 108、求作用在帶輪軸上的壓力： 109、帶輪主要參數(shù)： 1.1.六、傳動零件齒輪的設(shè)計計算 1.1.1、材料選擇： 1.1.2、按齒面接觸強度設(shè)計： .123、驗算輪齒彎曲強度（齒寬應(yīng)取接觸齒寬 b=77mm ）： .124、齒輪的圓周速度為： 135、齒輪的基本參數(shù): .13七、傳動軸的設(shè)計 131、選擇軸的材料： 132、輸出軸（II 軸）上的功率 P2，轉(zhuǎn)速 n2，轉(zhuǎn)矩 T2： 143、初步確定軸的最小直徑： 144、軸的結(jié)構(gòu)設(shè) 計： 1

3、45、危險截面的強度校 核: 16西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書八、鍵的設(shè)計和計算 171、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸： 172、校核鍵聯(lián)接的強度： 18九、軸承的選擇及壽命計算： 18 十、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計： 181. 機體有足夠的剛度： 192. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱： 193. 機 體 結(jié) 構(gòu) 有 良 好 的 工 藝 性： .194. 附件設(shè)計： 195. 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下： 20十一、潤滑密封設(shè)計 21十二、聯(lián)軸器設(shè)計 231.類型選擇： 232.載荷計算： 233、選取聯(lián)軸器： -. .2. 5 -十三、設(shè)計小節(jié) 23致謝23參考資料 23西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計

4、說明書、課程設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目2：膠帶式運輸機傳動裝置1、運動簡圖：減速器帶傳動電動機聯(lián)軸器西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書2、原始數(shù)據(jù)：題號參數(shù)12345678910運輸帶工作拉力 F（KN）1.41.51.51.61.71.81.51.61.82運輸帶工作速度 v （m/s ）21.51.61.81.51.521.51.82滾筒直徑 D（mm）300280320300300320300280300320每日工作時數(shù) T（h）816816816816816使用折舊期（ y）88888888883、已知條件：1、工作情況：傳動不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，允許運輸帶速度誤差為5%；2、滾筒效率： j

5、 =0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）；3、工作環(huán)境：室內(nèi)，清潔 ;4、動力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V；5、檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；6、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠生產(chǎn)制造，小批量。4、設(shè)計工作量：1、減速器裝配圖 1 張（ A0或 A1）；2、零件工作圖 13 張；3、設(shè)計說明書 1 份。西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書、傳動裝置總體設(shè)計方案1、組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成2、確定傳動方案：其傳動方案如下：減速器帶傳動電動機聯(lián)軸器三、電動機的選擇：1、選擇電動機的類型：按工作要求和條件，選用三機籠型電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓38

6、0V， Y型選擇 V 帶傳動和一級圓柱直齒輪減速器（展開式） 。傳動裝置的總效率2a 1 2 3 4 5a0.96 0.98 0.97 0.99 0.96 0.867 ；根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表 1-7 查得：1為 V帶的效率 =0.96, 222 為深溝球軸承效率 =0.99 =0.98西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書3 為閉式齒輪傳動效率 =0.97，4為聯(lián)軸器的效率 0.99,5 卷筒效率 =0.96（ 包括其支承軸承效率的損失 ）2 、電動機的選擇負載功率:FV /1000 1.7 103 1.5/10002.55kw折算到電動機的功率為pdpw2.550.8672.94kw3、確

7、定電動機轉(zhuǎn)速：卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為：95.54r / min60 1000v 60 1000 1.5D 3.14 300根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計指導書表 1，可選擇 V帶傳動的傳動比 i 2 4 ，一級圓柱直齒輪 減速器傳動比 i 3 6 ，則總傳動比合理范圍為 ia 6 24 ，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 naian （ 624） 95.54 573.24 2292.96r/min 。根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表 12-1 ，可供選擇電機有：序號電動機型號同步轉(zhuǎn)速額定功率滿載轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/(r/min)/kW/(r/min)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩/kg- 8 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書1Y1

8、00L-23000328702.22.3332Y100L2-41500314302.22.3383Y132S-6100039602.02.0634Y132M-875037102.02.079綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量和減速器的傳動比，可以選擇的電機型號為Y100L2-4，其主要性能如上表四、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比1、確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：（1）減速器總傳動比由 選定 的電 動機 滿載 轉(zhuǎn)速 nm 和工作機主動軸 轉(zhuǎn)速 n，可得 傳動 裝置 總傳 動比 為nm143095.5414.972）分配傳動裝置傳動比ia i0 i1式中 i0,i1分別為帶傳動和減速器

9、的傳動比。為使 V 帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取 i03，則減速器傳動比為 i1ia /i014.97/3 5西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書2、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：（1）各軸轉(zhuǎn)速軸： n nm /i0 1430/3 476.67r/min軸： n n / i 1 476.67/5 95.33r/min卷筒軸： n =n =95.33r/min（2）各軸輸入功率軸： P pd 1 2.94 0.96 2.82kW軸： P p2 32.820.990.97 2.71kW 卷筒軸： P =P 2 4=2.71 0.99 0.99 2.66kW 各軸輸出功率軸： P，=P =2.820

10、.990.972.71kW軸： P P 2.71 0.99 0.99 2.66kW卷筒軸： P ，= P 5=2.66 0.962.55kW（ 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T1 =Td i0 1 N m電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩 Td =9550 Pd =9550 2.94/1430=19.63N mnm各軸輸入轉(zhuǎn)矩軸： TTdi0 1 =19.63 30.96=56.53Nm軸：TTi1 2 3 =56.53 50.99 0.97= 271.43N m 卷筒軸： T =T 2 4 =271.43 0.99 0.99=266.03 N m 各軸輸出轉(zhuǎn)矩軸： T ， T =56.5350.990.97=271.4

11、3Nm軸： T， T =271.43 0.99 0.99=266.03 N m卷 筒 軸： T，=T 5 =266.03 0.96=255.39 N m- 10 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書3、運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理表：軸名功率 P/KW轉(zhuǎn)距 T/N*M轉(zhuǎn)速 n r/min轉(zhuǎn)動比i效率輸入輸出輸入輸出電機軸2.9419.63143030.96軸2.822.7156.53271.43476.6750.96軸2.712.66271.43266.0395.3310.98卷筒軸2.662.55266.03255.3995.3310.96五、帶輪設(shè)計1、確定計算功率 Pc ：根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)

12、表 12-6 查得工作情況系數(shù) K A=1.0 ，故Pc K AP 1.0 3 3KW2 、選取 V 帶型號：根據(jù)功率 Pc 3kw ， n1 1430r/min ，由機械設(shè)計基礎(chǔ)圖 12-14選取 V帶型號為 A型1%3、確定帶輪基準直徑 D1和 D2：根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表 12-7 選取 D1 =100mm ，機械設(shè)計基礎(chǔ)第 240 頁得到滑動率 D2 iD 1(1 ) 3 100 99% 297mm根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表 12-7 選取 D2 =300mm 。大帶輪轉(zhuǎn)速n2 n1D1(1 ) / D2 1430 100 0.99 / 300 471.9 min其誤差 5%，故允許。4 、驗算帶

13、速 v：v D1n1 (/ 60 1000) 3.14 100 1430(/ 60 1000) 7.48m/ s在 5-25m/s 的范圍內(nèi)，帶速合適。- 11 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書5 、確定帶長和中心距：由 0.7 （ D1 +D2 ） a0 根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)第2( D1+D2 )初步確定 a0 =600mm246 頁得到2L 2a0 2 (D1 D2)(D2 D1)24a03.142 600 (10021844 .67 mm300) (300 100)24 600由機械設(shè)計基礎(chǔ)表計算實際中心距：12-2 選用基準長度 Ld 1800 mm222Ld(D1 D2)a2LdD1

14、 D2 2 8(D2 D1)282 1800 3.14 (100 300) 2 1800 3.14 100 300 2 8 (300 100)2577.34mm700mm6、驗算小帶輪包角1：57.357.31 180 D2 D1 a 300 100 180 577.34 160.15 120 合格7 、確定 V 帶根數(shù) Z：i=3 ，根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表 12-3 ，表 12-4 ，表 12-5，表 12-2 查得 單根普通 V 帶的基本額定功率P0 1.32kw ，額定功率的增量 P0 0.17kw 包角修正系數(shù) K0.95，帶長修正系數(shù) K L 1.01根數(shù)zPcz （P0 P0）k k

15、l2.098根1.32 0.17) 0.95 1.01取根數(shù)為 3 根。- 12 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書8 、求作用在帶輪軸上的壓力：由機械設(shè)計基礎(chǔ)表 12-1 查得 q=0.10kg/m 單根 V 帶張緊力500PC 2.5ZV(k21) qv2500 33 7.48(02.955 1)0.1 7.482114.66N小帶輪軸上壓力為FQ 2ZF sin 1 2 3 114.66 sin 160.15 677.66NQ 2 29 、帶輪主要參數(shù)：小輪 直徑 D1（mm）大 輪 直 徑 D2（mm）中 心 距 a（mm）基準長度（mm）帶速（m/s）帶的根數(shù) z100300577

16、.3418007.483六、傳動零件齒輪的設(shè)計計算1 、材料選擇：假設(shè)工作壽命為 8年，每年工作 250天，每天工作 8 小時，帶式輸送機工作經(jīng)常滿載，空載 啟動，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表 10-1 初選小齒輪材料為 40Cr 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理 其硬度為 240-285 HBS，取 260 HBS,大齒輪材料為 ZG340-640經(jīng)正火處理其硬度為 180-220 HBS 取 210 HBS；齒輪等級精度為 9 級。由機械設(shè)計基礎(chǔ)圖 10-7 ， Hlim1=700MPa， Hlim2=400MPa由表 10-4， 安全系數(shù) SH =1.1故 H1= Hlim1 /SH=700/1.1

17、=636MPa- 13 - H2= Hlim2/S H=400/1.1=363MPa西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書由圖 10-10 ， Flim1 =240MP，a Flim2 =140MPa 由表 10-4 ，SF =1.3故 F1= Flim1 /S F=240/1.3=184.6MPa F2= Flim2 /SF=130/1.3=107.7MPa2、按齒面接觸強度設(shè)計：根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表 10-3 取載荷系數(shù) K=1.2，第 199 頁取齒寬系數(shù) a=0.4 小齒輪的轉(zhuǎn)矩為T1=9.55106P/n1=9.551062.71/476.674=5.43 104 N mm按機械設(shè)計基礎(chǔ)式

18、（ 10-6 ）計算中心距（已知減速器傳動比 i1=u=z1/z 2=5）(u3352? KT1du1)35 1)3353631.2 5.43 1040.4 5181.65mm取 z1=32，則 z2=32 5=160,故實際傳動比為 i=160/32=5=i1，模數(shù)為m=2a/(z1+z2)=2*181.65/(32+160)=1.89 mm根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表 4-1 取 m=2mm 。中心距為a=0.5 m(z1+z2)=192mm齒寬為b= a a=0.4*192=76.8 mm取 b2=77mm， b1=83mm。為補償安裝誤差，保證接觸齒寬，通常小齒輪齒寬應(yīng)比大齒輪齒寬 大 5-10

19、mm.齒輪分度圓直徑 d1=mz1=2*32=64 mmd2=mz2=2*160=320 mm- 14 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書3 、驗算輪齒彎曲強度 （齒寬應(yīng)取接觸齒寬 b=77mm ）：由機械設(shè)計基礎(chǔ)圖 10-9，齒形系數(shù) YF1=2.57,Y F2=2.16 ，得F1=2KT1 YF1/(bm2z1)=21.25.431042.57/(77 432)=33.98MPa F1F2=F1 Y F2/Y F1=33.98 2.16/2.57=28.56MPa F2故彎曲強度足夠4、齒輪的圓周速度為：v=d1n1/(60 1000)= mz1n1/(60 1000) =3.14 23

20、2476.67/(60 1000)=1.597m/s對照機械設(shè)計基礎(chǔ)表 10-2 可知選用 9 級精度等級。5. 齒輪的基本參數(shù)名稱符號公式齒1齒2齒數(shù)zz32160分度圓直徑dd mz64320分度圓齒距PP= m6.286.28齒頂高haha =ha * m22齒根高hfhf (ha* c*)m2.52.5齒頂圓直徑dada d2ha68324- 15 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書齒根圓直徑dfd f d2hf59315中心距aa m(z1 z2)/2192齒寬bbdd18377七、傳動軸的設(shè)計1 、選擇軸的材料：選擇軸的 材料 為 45 鋼， 經(jīng)調(diào)質(zhì) 處理，其機械 性能由機 械設(shè)

21、計基礎(chǔ) 表 13-1 查得 b 650MPa , 1 270MPa2、輸出軸（ II 軸）上的功率 P2，轉(zhuǎn)速 n2，轉(zhuǎn)矩 T2：已知 P2=2.71KW , n2=95.33r/min于是 T2=271.48Nm3、初步確定軸的最小直徑：先按機械設(shè)計基礎(chǔ)式（ 13-2）初步估算軸的最小直徑。（根據(jù)表 11-2 選 C=110）dmin1102.71395.3333 .57 mm輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 , 為了使所選的軸與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。 由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱銷聯(lián) 軸器;計算轉(zhuǎn)矩Ta K

22、AT2 ，查機械設(shè)計基礎(chǔ)表 16-2, 考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 Ka 1.5，則：Ta K AT2 1.5 271.48 407.22N 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表8-5 ，選取 LT7型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 500Nm，半聯(lián)軸器的孔徑 d 40mm ，故取 d1 40 mm，半聯(lián)軸 器長度 L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度 L1 84mm。- 16 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：1)擬定 II 軸上零件的裝配方案 選用機械設(shè)計基礎(chǔ)圖 11-9 中的裝配方案2)確定 II 軸的各段直徑和長度1段: 與聯(lián)軸器配合，

23、已知聯(lián)軸器為 LT7,故 d1=40mm。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸的端面上取 L1=82mm。2 段: 選用氈圈油封，機械設(shè)計課程設(shè)計指導表 7-12 ，選用氈圈 45 ，故 d2=45mm。為了 拆卸方便，軸從軸承蓋端面伸出 15-20mm,由機械設(shè)計課程設(shè)計表 1-3 確定軸承蓋的總寬度取 45mm，故取 L2=60mm.3 段：根據(jù)軸肩高度 h=(0.07 0.1)d, 又 3 段與軸承配合，可以初選深溝球軸承其代號為 6210，尺寸 dDT=50mm90mm20mm故, 得 d3=50mm。3 段與軸承，套筒配合 , 考慮制造安裝誤差， 取 L3=43mm.4段：根

24、據(jù)軸肩高度 h=(0.07 0.1)d 取d4=60mm,4 段與大齒輪配合， 故大齒輪內(nèi)徑為 60mm, 又大齒輪輪轂寬度為 77mm故, 取 L4=75mm。5 段：根據(jù)軸肩高度 h=(0.07 0.1)d ，取 d5=72mm,L5=1.4h=9mm。6 段：根據(jù) L3、L5 確定出 L6=14mm，d6=d4=60mm。7 段：和 3 段都要與軸承配合，軸承型號為 6210，可以得到 L7=20mm。 d7=d3=50mm。 至此, 已初步確定了軸的各端直徑和長度。(3)軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。因為d1=40mm，由機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表 4-1

25、查得平鍵為 bh=12mm8mm(GB/T1096-2003 摘錄)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，取- 17 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書長度為 50mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6; 同樣，齒輪與軸的聯(lián)接，根據(jù) d4=60mm查, 表 4-1 選用 平鍵為 bh=18mm11mm（GB/T 1096-2003 摘錄），取長度為 50mm，為了保證齒輪與軸配合良好的 對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6 。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表 1-27 取軸端倒角為 2455）其他軸（ I 軸）的設(shè)計簡圖其中機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表 4-1 選擇平鍵為 bh=8

26、mm7mm（GB/T 1096-2003 摘錄）， 長度取 20mm。5 、危險截面的強度校核 :因已知大齒輪的分度圓直徑為 d=320mm ，軸的轉(zhuǎn)矩 T =271.43Nm 圓周力 Ft=2000T /d=2000 271.43/320=1693.44 N 徑向力 Fr=Ft tan =1693.44tan20 O=616.36 N 由于為直齒輪，軸向力 Fa=0- 18 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書其受力方向如下圖所示L=141mmRHA=RHB=Ft/2=1693.44/2=846.72 NMHC= RHA L/2=846.72141/(2 1000)=59.69 NmRVA=

27、RVB=Fr/2=616.36/2=308.18 NmMVC= RVA L/2=308.18141/(2 1000)=21.73 Nm, 扭矩 T=271.43 Nm 其受力方向如圖所示 校核MC = M HC MVC = 59.692 21.732 =63.52NmMe = Mc2 (aT)2 = 63.522 (0.6 271.43)2 =184.72 Nm 機械設(shè)計基礎(chǔ) P277 頁有折算系數(shù) a的選擇 由機械設(shè)計基礎(chǔ)表 13-3查得， -1 b =60MPad103 M e /(0.1 -1 b) =103 184.72 /(0.1 60) =31.34mm 考慮鍵槽， d=31.34

28、 1.05=31.91mm1.215機壁距離齒輪端面與內(nèi)機2215壁距離機蓋，機座肋厚m1,mm1 0.85 1,m 0.85m1 7 m 7軸承端蓋外徑D2D2 D +（55.5 ） d3112（1 軸）140（2 軸）- 24 -西南科技大學機械設(shè)計課程設(shè)計說明書軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓SS D2100（1 軸）100（2 軸）距離十一、潤滑密封設(shè)計對于一級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度0.8m/s v12m/s，采用浸油潤滑，箱體內(nèi)選用 SH0357-92中的 50 號潤滑，裝至規(guī)定高度 .油的深度為 H + h ：H=40mm , h=10mm 所以 H + h =40+10=50mm 其中油的粘度大，化學合成油，潤滑效果好。密封性來講為了保證機蓋與機座聯(lián)接處密封， 聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度， 聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)， 其表