機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式傳動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器及V帶傳動(dòng)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：系 別：專(zhuān)業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師：完成日期：目 錄第 一 章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)·····················1第 二 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)···············4第 三 章 電動(dòng)機(jī)的

2、選擇及傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算·····5第 四 章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算·············9第 五 章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核·············13第 六 章 軸承的選擇和計(jì)算·········

3、83;·····20第 七 章 建聯(lián)接的選擇和校核·············21第 八 章 聯(lián)軸器的選擇···················22第 九 章 箱體設(shè)計(jì)·····&#

4、183;·················22第 十 章 潤(rùn)滑和密封的選擇···············25第十一章 設(shè)計(jì)小結(jié)·············

5、;··········25第十二章 參考資料·······················25第二章 帶式傳動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器及v帶傳動(dòng)2、傳動(dòng)系統(tǒng)參考方案（如圖）： 3、原始數(shù)據(jù)： f=2.2knf：輸送帶工作拉力； v=2.5m/s v

6、：輸送帶工作速度； d=380mm d：滾筒直徑。4、工作條件 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載啟動(dòng)，載荷有輕微沖擊，工作年限10年，兩班制工作。運(yùn)輸帶允許速度誤差5%。第三章 電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算1、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和條件，選用 y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī) 。2、工作機(jī)所需要的有效功率根據(jù)已知條件，傳動(dòng)裝置的總效率：=0.85為齒輪嚙合傳動(dòng)的效率（齒輪為8級(jí)精度），為v帶的效率，卷筒效率，聯(lián)軸器的效率，為對(duì)軸承的效率。電動(dòng)機(jī)所需功率： =6.5kw3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇：n=126 r/min查資料可知v帶的傳動(dòng)比在2-4之間，圓柱齒輪的傳動(dòng)比在3-5之間所以可得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=

7、（7562520）r/min。根據(jù)=6.3kw，轉(zhuǎn)速n在7562520 r/min之間，轉(zhuǎn)速太大傳動(dòng)級(jí)數(shù)將增大，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，查資料可得：選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)y132m4， 額定功率=7.5kw， 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速=1440 r/min。4、傳動(dòng)比的確定： 總傳動(dòng)比：由選定的電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為 =12因?yàn)関帶在傳動(dòng)比在24，現(xiàn)取3計(jì)算，則齒輪傳動(dòng)比=45、各軸轉(zhuǎn)速：軸一轉(zhuǎn)速=/1440/3=480 r/min軸二轉(zhuǎn)速=/=480/4=120 r/min6、各軸功率： 軸一：輸入功率·=6.50.96 kw

8、 =6.24 kw 輸出功率·=6.240.99 kw =6.18 kw 軸二：輸入功率=·=6.180.97 kw =5.99 kw 輸出功率·=5.990.9 9 kw =5.93kw 卷筒：輸入功率·=5.930.99 kw =5.87kw輸出功率·=5.870.96 kw =5.64kw7、各軸轉(zhuǎn)距： 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為=9550=9550 n/m =43 n/m 軸一：輸入轉(zhuǎn)矩=··=4330.96 n/m =123.6 n/m 輸出轉(zhuǎn)矩=·=123.60.99 n/m =122.4 n/m軸二：輸入轉(zhuǎn)矩

9、=··=122.440.97 n/m =474.8 n/m 輸出轉(zhuǎn)矩=·=474.8 0.99 n/m =470n/m卷筒：輸入轉(zhuǎn)矩=·=470 0.99 n/m =465.3 n/m 輸出轉(zhuǎn)矩=·=465.3 0.96 n/m =446.7 n/m表1-1 傳動(dòng)系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸軸工作機(jī)輸入輸出輸入輸出輸入輸出輸入輸出功率（kw）6.56.246.185.995.93 5.87 55.64轉(zhuǎn)矩（n·m）43123.6122.4474.8470465.3446.7傳動(dòng)比341第四章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)一、 齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1、

10、選擇材料和熱處理方法，并確定材料的許用接觸應(yīng)力根據(jù)工作條件，一般用途的減速器可采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)。查資料可得：小齒輪45鋼調(diào)制處理齒面硬度197-286hbs =600 mpa =450 mpa大齒輪45鋼正火處理齒面硬度 156-217hbs =400 mpa =300 mpa 2、確定材料許用接觸應(yīng)力查資料得，=1，=1.25=mpa=600 mpa=m1=400 mpa=mpa=360 mpa=240mpa3、根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造，查資料，取載荷系數(shù)k=1.2，取彈性系數(shù)=188；取齒寬系數(shù)=1，小齒輪的轉(zhuǎn)矩：=9.55×10×

11、;=9.55×10×6.24/480=1.24×10n.mmh取其中較小值為531.2mpa代入。故 dmm =80.1mm小齒輪齒數(shù)取z=32則z=4×32=128.模數(shù) m=d/z=80.1/32mm=2.5mm由相關(guān)資料，需將m轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=3mm齒寬 b=d=1×80.1=80.1mm，取整b=80mm， b= 85mm。實(shí)際的 d=z·m=32×3mm=96mm，d=128×3=384mm中心距 a= (d+d) /2=(96+384)/2=240mm 4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 查資料，兩齒輪的齒

12、形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)分別是（yf ,ys 由線(xiàn)性插值法求出） yf1 =2.56，ys1=1.63 ； yf2 =2.2 ，ys2 =1.8由校核公式f1=yf1ys1=mpa=53.9 mpaf2=f1=53.9×=51.2 mpa，安全。5、齒輪圓周速度 v=2.41m/s 查資料，選齒輪精度等級(jí)8級(jí)是合適的。二、v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1、選擇v帶型號(hào)：由表得k=1.2，p= k·p=1.1×6.5=7.2kw根據(jù)p=7.2kw，=1440r/min，由圖13-15可選取普通a型帶。2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速v：由圖11-15可知，小帶輪基準(zhǔn)直徑的值為1121

13、40，則取=125mm=（1-）=3×125×（1-0.02）=367.5mm取=375mm,實(shí)際傳動(dòng)比不變?yōu)椋?/=375/125=3v帶速度：v= =9.42m/sv值在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。 3、確定帶長(zhǎng)ld和中心距a： 初步中心距=1.5（+）=1.5×（125+375）=750mm l=2+）+（-）2/4 = =2305.8mm取 l=2500mm, 實(shí)際中心距為：+（ll）/2=847mm4、驗(yàn)算小帶輪的包角：=180057.30 ×（-）/=16301200（滿(mǎn)足要求）5、確定v帶的根數(shù)z：根據(jù)=1440r/min，=125mm，

14、=3，由表查得p=1.92kw，p=0.17kw， k=0.96，k=1.09 z=3.3 ， 取4根。6、計(jì)算單根v帶預(yù)緊力f: 查表得q=0.1kg/m，由式（11-20）得單根v帶的預(yù)緊力f為：f= (1)qv = =162n 7、計(jì)算v帶對(duì)軸的壓力f：v帶對(duì)軸的壓力f為：f=2zfsin(a/2)=2×4×162sin(163o/2)=1282n第 五 章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1、選取材料和熱處理的方法，并確定軸材料的許用應(yīng)力根據(jù)設(shè)計(jì)要求，中小功率，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，選用45鋼調(diào)質(zhì)處理。查表得b =650 mpa,-1b=60mpa。2、估算軸的最小直徑經(jīng)查表c=

15、（118107），得 d=mm =（25.2 27.8）mm考慮軸端有一鍵槽，該軸的外端安裝v帶輪，故將上述軸徑增大3%5%，即25.9629.2mm。，最后取軸的最小直徑為d=29mm。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制草圖。1）確定軸上零件的布置方案和固定方式 由于設(shè)計(jì)的是單機(jī)減速器，可將齒輪分布在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱(chēng)安裝在齒輪兩側(cè)，軸外端安裝v帶輪。2）確定軸的各端直徑 軸段外端直徑d1=29mm，軸段直徑可取d2=35mm，軸段上應(yīng)有軸肩，為順利地在軸段上安裝軸承，軸段必須滿(mǎn)足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段的直徑d3=40mm，軸段上安裝齒輪取d4=45。軸段用來(lái)定位齒輪的取d5=55mm軸承n20

16、8e的安裝高度為3.5，所以取d6=47mm4、確定各軸的長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度為83mm(小齒輪轂寬度為b1=85mm。l4比b2短13mm）；為保證齒輪兩端面與箱體內(nèi)壁不碰撞，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)保留一定的間距，該間距取為15mm（p245，圖14-17中a=15）；為保證軸承安裝在箱體軸承孔中（軸承轂寬為b=18mm），并考慮到軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)取軸段長(zhǎng)為40mm，則軸承支點(diǎn)距離為l=9+20+85+20+9=143mm；軸段長(zhǎng)度為 c1+c2+(510）=22+24+(510）=5156mm，取55mm；軸段安裝v帶輪其長(zhǎng)度為1.52倍的直徑即40.

17、554mm，現(xiàn)取45mm。5、主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核1）軸力分析畫(huà)出軸的受力圖 圓周力 ft1= =2550n 徑向力 fr1=ft×tan20o =928n2）做垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點(diǎn)反力為： 截面i-i處的彎矩為 截面ii-ii處的彎矩為3）做水平面內(nèi)的彎矩圖，支點(diǎn)反力為： 截面i-i處的彎矩為 截面ii-ii處的彎矩為 4)v帶輪作用在軸上的壓力f的彎矩圖 截面i-i處的彎矩為 截面ii-ii處的彎矩為5)做轉(zhuǎn)距圖 6）求當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6 截面i-i =243.85=254.7 =27.9 mpa=60mpa，合格。截面ii-ii =

18、263.1 =273.2 =42.7mpa=60mpa，合格。6、繪制軸的零件圖（略）從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1、選取材料和熱處理的方法，并確定軸材料的許用應(yīng)力根據(jù)設(shè)計(jì)要求，中小功率，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，選用45鋼調(diào)質(zhì)處理。 查表得b =650 mpa,-1b=60mpa。2、估算軸的最小直徑經(jīng)查表c=（118107），得 d=mm =（39.643.66）mm考慮軸端有一鍵槽，該軸的外端安裝聯(lián)軸器，為了補(bǔ)償軸的偏差，選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，故將上述軸徑增大5%，即45.8mm。，查手冊(cè)表選用柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其型號(hào)為lt8直徑為48mm，取最小軸直徑為48mm。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制草圖1）確定軸上零件的布置方案和固定方

19、式由于設(shè)計(jì)的是單機(jī)減速器，可將齒輪分布在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱(chēng)安裝在齒輪兩側(cè)，軸外端安裝聯(lián)軸器。2）確定軸的各端直徑 軸段外端直徑d1=48mm，軸段上應(yīng)有軸肩，為順利地在軸段上安裝軸承，軸段必須滿(mǎn)足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段的直徑d2=50mm，軸段上安裝齒輪取d3=55。軸段用來(lái)定位齒輪的取d4=65mm軸承n210e的安裝高度為3.5，所以取d5=57mm。4、確定各軸的長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度為78mm(小齒輪轂寬度為b=80mm。l3比b短13mm）；為保證齒輪兩端面與箱體內(nèi)壁不碰撞，齒輪斷面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)保留一定的間距，該間距取為15mm（p245，圖14-17中a=15）；為保證軸承安裝在

20、箱體軸承孔中 （軸承轂寬為b=19mm），并考慮到軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，則軸承支點(diǎn)距離為l=9.5+20+80+20+9.5=139mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)取軸段長(zhǎng)為75mm，查有關(guān)聯(lián)軸器手冊(cè)軸段長(zhǎng)90mm。5、主動(dòng)軸的強(qiáng)度校核1）軸力分析畫(huà)出軸的受力圖 圓周力 ft2= =2472.9n 徑向力 fr2= ft2×tan20o =900.1n 2）做垂直面內(nèi)的彎矩圖，支點(diǎn)反力為： 截面i-i處的彎矩為 截面ii-ii處的彎矩為 3）做水平面內(nèi)的彎矩圖，支點(diǎn)反力為： 截面i-i處的彎矩為 截面ii-ii處的彎矩為4)做轉(zhuǎn)距圖 n·mm5）求當(dāng)量轉(zhuǎn)矩及校核

21、強(qiáng)度 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6 截面i-i =299.2=18.02mpa=60mpa，合格。截面ii-ii =287.5 =23.03mpa=60mpa，合格6、繪制軸的零件圖（略）第 六 章 軸承的選擇和計(jì)算1.高速軸上的軸承設(shè)計(jì)按照高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，d=40，載荷有輕微沖擊，初步選用型號(hào)n208e型的單列圓錐滾子軸承，c=51500n。當(dāng)量動(dòng)載荷 p1= =1594.3n p3=p1+-=1240.3n經(jīng)查表=1.1，=1，=7200h 兩個(gè)軸承均合格。2、低速軸上的軸承設(shè)計(jì) 按照低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，d=50，載荷有輕微沖擊，初步選用型號(hào)n210e型的單列圓

22、錐滾子軸承，c=61200n。當(dāng)量動(dòng)載荷 p=900.1n經(jīng)查表=1.1，=1，=7200h 合格。第 七 章 鍵聯(lián)接的選擇和校核1.軸上的安裝齒輪的鍵的選擇及強(qiáng)度校核對(duì)于，一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求。應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（a型）根據(jù)d45mm，從表中查得鍵的截面尺寸為：寬度b14mm，鍵高h(yuǎn)=9mm,由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)l80mm。鍵、軸、輪轂的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力=100-120mpa,取其平均值。110mpa.鍵的工作長(zhǎng)度ll-b=80-14=66mm故合適。該鍵的類(lèi)型為鍵14×80 gb/t1096-200

23、3。2. 軸上的安裝帶輪的鍵的選擇及強(qiáng)度校核帶輪處鍵位于軸端，d=29mm，長(zhǎng)度為45mm，選擇 鍵 c840 gb/t10962003，長(zhǎng)度l=40mm，鍵材料用45鋼，查課本得100120mpa，取鍵的工作長(zhǎng)度ll-b40-832mm，h=7mm。 故合適。3. 軸上的安裝齒輪的鍵的選擇及強(qiáng)度校核根據(jù)d=50mm，長(zhǎng)度為78mm，選擇 鍵 16×75 gb/t10962003，長(zhǎng)度l=75mm，鍵材料用45鋼，查課本得許用擠壓應(yīng)力100120mpa，取鍵的工作長(zhǎng)度ll-b75-1659mm，h=10mm。故合適。4. 軸上的安裝聯(lián)軸器的鍵的選擇及強(qiáng)度校核鍵位于軸端，d=48mm，

24、長(zhǎng)度為45mm，選單圓頭平鍵（c型）b=14mm,h=9mm,l=85mm.工作長(zhǎng)度ll-b=85-14=71mm， 故合適。選擇鍵c14×85 gb/t1096-2003。第八章 聯(lián)軸器的選擇為了緩和沖擊和減輕振動(dòng)，現(xiàn)選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，軸的轉(zhuǎn)矩t=407.3n·m查資料的工作機(jī)的工作情況系數(shù)=1.5,故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為=·t=1.5x470=705n·m由設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得lt8 公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為710n·m，允許轉(zhuǎn)速3000r/min135r/min，允許軸孔直徑在45-63mm之間，所以適合。第九章 箱體設(shè)計(jì)a=240mm名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié) 果箱座壁厚=0.025a+188mm箱蓋壁厚11=0.02a+188mm箱座凸緣壁厚b=1.512 mm箱蓋凸緣壁厚b1=1.5112 mm箱座底凸緣壁厚b2=2.520mm地腳螺釘直徑df=0.036a+12=20.64mm20mm地腳螺釘數(shù)目a<250,n=44 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=0.75 16 mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑d2d2=(0.50.6) 10mm聯(lián)接螺栓d2間距l(xiāng)=150200200 mm軸承蓋螺釘直徑d3=(0.40.5) 8 mm窺視孔螺釘直徑