機(jī)械設(shè)計(jì)課程---V帶——單級(jí)圓柱減速器

1、.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一、傳動(dòng)方案擬定. . .2二、原始數(shù)據(jù). . . 2三、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào). . . 3四、確定傳動(dòng)裝置得總傳動(dòng)比及分配. .3五、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算. 4V帶. .4齒輪. .6減速箱箱體. .8軸. 9滾動(dòng)軸承.12六：鍵聯(lián)接得選擇和強(qiáng)度校核.12七聯(lián)軸器得選擇和計(jì)算.13八減速器的潤(rùn)滑. .13設(shè)計(jì)題目：V帶單級(jí)圓柱減速器工控學(xué)院05級(jí)1班設(shè)計(jì)者：學(xué) 號(hào)：200530051129指導(dǎo)教師：翟敬梅二七年六月二十日一級(jí)斜齒輪減速器計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明一： 傳動(dòng)方案的確定（如下圖） V帶傳動(dòng) 減速器 高速軸 低速軸 電動(dòng)機(jī) 聯(lián)軸器 輸送帶 二：原始數(shù)據(jù)： 帶拉力： 帶速

2、度： 滾筒直徑： 運(yùn)輸帶的效率： 工作時(shí)有輕微沖擊；要求齒輪使用壽命為10年，二班工作制；軸承使用壽命不小于15000小時(shí)。三：確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)(1) 選擇電動(dòng)機(jī)類型： 選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)(2) 選擇電動(dòng)機(jī)功率運(yùn)輸機(jī)主軸上所需要的功率： 傳動(dòng)裝置的總效率： ， 分別是：V帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)（閉式，精度等級(jí)為7），滾動(dòng)軸承（球軸承一對(duì)），聯(lián)軸器（彈性聯(lián)軸器），運(yùn)輸帶的效率。查課程設(shè)計(jì)表2-3，取： 所以： 電動(dòng)機(jī)所需功率： 查課程設(shè)計(jì)表16-1 取電動(dòng)機(jī)的額定功率（3）選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速取V帶傳動(dòng)比范圍(表2-2)24；單級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)比36滾筒的轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)的合理同步轉(zhuǎn)速： 查表16-1得

3、 電動(dòng)機(jī)得型號(hào)和主要數(shù)據(jù)如下（同步轉(zhuǎn)速符合）電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速nm(r/min)堵載轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S-45.5 1500 14402.2 2.2查表16-2得 電動(dòng)機(jī)得安裝及有關(guān)尺寸中心高 H外形尺寸底腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸鍵公稱尺寸132475×345×315216×1401238×80 10×8四：確定傳動(dòng)裝置得總傳動(dòng)比及分配 傳動(dòng)裝置得總傳動(dòng)比 ： 取V帶傳動(dòng)比：；單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比： (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）(

4、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 上述數(shù)據(jù)制表如下：參數(shù)軸名輸入功率 （）轉(zhuǎn)速（）輸入轉(zhuǎn)矩（）傳動(dòng)比 效率電動(dòng)機(jī)軸5.4753144036311.93.60.96軸（減速器高速軸）5.202 400 124197.755.2750.96軸（減速器低速軸）4.995 75.83629068.31 五：傳動(dòng)零件設(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1.3 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，選擇A型V帶。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑取小帶輪直徑 ，大帶輪的直徑 根據(jù)國(guó)標(biāo)：GB/T 13575.1-199

5、2 取大帶輪的直徑 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：，取 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)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(zhǎng)度 實(shí)際中心距： 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， 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 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

6、厚66外徑內(nèi)徑 30 30帶輪寬度帶輪結(jié)構(gòu) 實(shí)心式 腹板式 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.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)， （考慮到齒輪使用壽命較長(zhǎng) (GB699-1988)；大齒輪材料取為：ZG310-570,調(diào)質(zhì)， 選取齒輪為8級(jí)的精度（GB 100951998） 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)對(duì)小齒輪校正 ：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)?。?/p>

7、計(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)度對(duì)小齒輪校核：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： ，故滿足。對(duì)大齒輪校核：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： ，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 201mm傳動(dòng)比5.275法面模數(shù)設(shè)計(jì)和校核得出2.5端面模數(shù) 2.56法面壓力角螺旋角一般為 全齒高

8、 5.625mm齒數(shù)Z 略 25132分度圓直徑 查表7-664.00mm338mm齒頂圓直徑略69.00mm344mm齒根圓直徑 df查表7-657.75mm331.75mm齒輪寬b查表7-685mm81mm螺旋角方向 查表7-6左旋右旋3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22，18，30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

9、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190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軸承蓋固定螺釘直徑84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 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6309型深溝球軸承，查表13-3，得到 得到：帶輪對(duì)

10、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M10螺栓頭的高度，查表可得mm帶輪寬度，得到：2. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 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： 帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力：Q=1629.8N 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(duì)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：

11、(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 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，選擇6310型的深溝球軸承，兩軸承支點(diǎn)的距離： 得到：帶輪對(duì)稱線到軸承支點(diǎn)的距離 得到：5滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 選取的軸承：型號(hào)為6309深溝球軸承（每根軸上安裝一對(duì)）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.

12、計(jì)算軸承A 的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 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。六：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（A型）按軸徑d=30mm，及帶輪寬，查表10-1選擇C1090（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(zhǎng)度，擠壓應(yīng)力

13、 （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=60mm,及齒輪寬，查表10-1選鍵1880（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(zhǎng)度；，擠壓應(yīng)力：（安全）七聯(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)1.3，故 式中：查表取工作系數(shù)根據(jù)工作條件，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，查表15-3型號(hào)HL4的許用轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速；配合軸徑，配合長(zhǎng)度。八減速器的潤(rùn)滑 齒輪傳動(dòng)的圓周速度因?yàn)椋?，所以采用浸油?rùn)滑；由表14-1，選用LAN68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(duì)軸承的潤(rùn)滑，因?yàn)椋?，采用脂?rùn)滑，由表14-1選用鈣基潤(rùn)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)，使油池中的油不能浸入軸承稀釋潤(rùn)滑酯。九： 設(shè)計(jì)總結(jié)總=0.8447n滾筒=75.83r/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S-4i=18.991.3選擇A型V帶帶速V帶基準(zhǔn)直徑長(zhǎng)度V帶根數(shù)Z=6根初拉力=155.1N軸上的載荷模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 中心距修正螺旋角