機(jī)械設(shè)計挽救的文檔

1、目 錄設(shè)計任務(wù)書1傳動方案的擬定及說明4電動機(jī)的選擇4計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)5傳動件的設(shè)計計算5軸的設(shè)計計算8滾動軸承的選擇及計算14鍵聯(lián)接的選擇及校核計算16連軸器的選擇16減速器附件的選擇17潤滑與密封18設(shè)計小結(jié)18參考資料目錄18機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置中的同軸式二級圓柱齒輪減速器總體布置簡圖 1電動機(jī)；2聯(lián)軸器；3齒輪減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5鼓輪；6聯(lián)軸器一 工作情況：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)二 原始數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩T（N·m）：850鼓輪的直徑D（mm）：350運(yùn)輸帶速度V（m/s）：0.7帶速允許偏差（）：5使用年限（年）：5工作制度（班/

2、日）：2三 設(shè)計內(nèi)容1. 電動機(jī)的選擇與運(yùn)動參數(shù)計算；2. 斜齒輪傳動設(shè)計計算3. 軸的設(shè)計4. 滾動軸承的選擇5. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計計算說明書的編寫四 設(shè)計任務(wù)1 減速器總裝配圖一張2 齒輪、軸零件圖各一張3 設(shè)計說明書一份五 設(shè)計進(jìn)度1、 第一階段：總體計算和傳動件參數(shù)計算2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫傳動方案的擬定及說明由題目所知傳動機(jī)構(gòu)類型為：同軸式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：減速器橫向尺寸

3、較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸承潤滑較困難。電動機(jī)的選擇1 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因為本傳動的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動機(jī)。2 電動機(jī)容量的選擇1） 工作機(jī)所需功率Pw Pw3.4kW2） 電動機(jī)的輸出功率PdPw/ EMBED Equation.3 0.904Pd3.76kW電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇nd（i1·i2in）nw初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)4電動機(jī)型號的確定由表201查出電動機(jī)型號為Y132M1-6,其額定功率為4kW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min?；痉项}目所

4、需的要求。 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)傳動裝置的總傳動比及其分配計算總傳動比由電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動裝置應(yīng)有的總傳動比為：inm/nwnw38.4i25.140 合理分配各級傳動比由于減速箱是同軸式布置，所以i1i2。因為i25.14，取i25，i1=i2=5速度偏差為0.5%<5%，所以可行。各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩項 目電動機(jī)軸高速軸I中間軸II低速軸III鼓 輪轉(zhuǎn)速（r/min）96096019238.438.4功率（kW）43.963.843.723.57轉(zhuǎn)矩（N·m）39.839.4191925.2888.4傳動比11551效率10

5、.990.970.970.97傳動件設(shè)計計算3 選精度等級、材料及齒數(shù)5） 材料及熱處理；選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。5） 精度等級選用7級精度；5） 試選小齒輪齒數(shù)z120，大齒輪齒數(shù)z2100的；5） 選取螺旋角。初選螺旋角14°3 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計因為低速級的載荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算按式（1021）試算，即 dt EMBED Equation.3 5） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值（0） 試選Kt1.6（0） 由圖1030選取區(qū)域系數(shù)ZH2.433（0）

6、由表107選取尺寬系數(shù)d1（0） 由圖1026查得10.75，20.87，則121.62（0） 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mpa（0） 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa；（0） 由式1013計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jLh60×192×1×（2×8×300×5）3.32×10e8 N2N1/56.64×107（0） 由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.95；KHN20.98（0） 計算接觸疲勞許用

7、應(yīng)力 取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1012）得 H10.95×600MPa570MPa H20.98×550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa5） 計算（0） 試算小齒輪分度圓直徑d1td1t EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =67.85（0） 計算圓周速度v= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =0.68m/s（0） 計算齒寬b及模數(shù)mntb=dd1t=1×67.85mm=67.85mmmnt= EMBED Equation.3 = EMBED Equation

8、.3 =3.39h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.89計算縱向重合度= EMBED Equation.3 =0.318×1×tan14 EMBED Equation.3 =1.59計算載荷系數(shù)K 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1根據(jù)v=0.68m/s,7級精度，由圖108查得動載系數(shù)KV=1.11；由表104查的KH的計算公式和直齒輪的相同，故 KH=1.12+0.18(1+0.6×1 EMBED Equation.3 )1×1EMBE?（1） ?（2） ?模數(shù)mn mn EMBED Equa

9、tion.3 = EMBED Equation.3 mm=3.742 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由式(1017) mn EMBED Equation.3 1） 確定計算參數(shù)（1） 計算載荷系數(shù)K=KAKVKFKF=1×1.03×1.4×1.36=1.96（2） 根據(jù)縱向重合度=0.318dz1tan=1.59，從圖1028查得螺旋角影響系數(shù) Y0。88（3） 計算當(dāng)量齒數(shù)z1=z1/cos EMBED Equation.3 =20/cos EMBED Equation.3 14 EMBED Equation.3 =21.89 z2=z2/cos EMBED Equatio

10、n.3 =100/cos EMBED Equation.3 14 EMBED Equation.3 =109.47（4） 查取齒型系數(shù)由表105查得YFa1=2.724；Yfa2=2.172（5） 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得Ysa1=1.569；Ysa2=1.798 EMBED Equation.DSMT4 （6） 計算F F1=500Mpa F2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98F1=339.29MpaF2=266MPa（7） 計算大、小齒輪的 EMBED Equation.3 并加以比較 EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =0.01

11、26 EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =0.01468 大齒輪的數(shù)值大。2） 設(shè)計計算 mn EMBED Equation.3 =2.4 mn=2.53 幾何尺寸計算1） 計算中心距z1 EMBED Equation.3 =32.9，取z1=33z2=165a EMBED Equation.3 =255.07mma圓整后取255mm2） 按圓整后的中心距修正螺旋角=arcos EMBED Equation.3 =13 EMBED Equation.3 5550”3） 計算大、小齒輪的分度圓直徑d1 EMBED Equation.3 =85.00mmd2

12、EMBED Equation.3 =425mm4） 計算齒輪寬度 b=dd1b=85mmB1=90mm，B2=85mm5） 結(jié)構(gòu)設(shè)計以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。軸的設(shè)計計算擬定輸入軸齒輪為右旋II軸：1 初步確定軸的最小直徑d EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 =34.2mm2 求作用在齒輪上的受力Ft1= EMBED Equation.3 =899NFr1=Ft EMBED Equation.3 =337NFa1=Fttan=223N；Ft2=4494NFr2=1685N

13、Fa2=1115N3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1） 擬定軸上零件的裝配方案 EMBED PBrush i. I-II段軸用于安裝軸承30307，故取直徑為35mm。ii. II-III段軸肩用于固定軸承，查手冊得到直徑為44mm。iii. III-IV段為小齒輪，外徑90mm。iv. IV-V段分隔兩齒輪，直徑為55mm。v. V-VI段安裝大齒輪，直徑為40mm。vi. VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為35mm。2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1. I-II段軸承寬度為22.75mm，所以長度為22.75mm。2. II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm，軸承和箱體的間隙4

14、mm，所以長度為16mm。3. III-IV段為小齒輪，長度就等于小齒輪寬度90mm。4. IV-V段用于隔開兩個齒輪，長度為120mm。5. V-VI段用于安裝大齒輪，長度略小于齒輪的寬度，為83mm。6. VI-VIII長度為44mm。4 求軸上的載荷 66 207.5 63.5Fr1=1418.5NFr2=603.5N查得軸承30307的Y值為1.6Fd1=443NFd2=189N因為兩個齒輪旋向都是左旋。故：Fa1=638N Fa2=189N5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 判斷危險截面 由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險截面2） 截面IV右側(cè)的 EMBED Equati

15、on.3 截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 由于軸選用40cr，調(diào)質(zhì)處理，所以 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 。（2P355表15-1）a) 綜合系數(shù)的計算由 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ，（2P38附表3-2經(jīng)直線插入）軸的材料敏感系數(shù)為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equati

16、on.3 ，（2P37附圖3-1）故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 查得尺寸系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，（2P37附圖3-2）（2P39附圖3-3）軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，（2P40附圖3-4）軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 EMBED Equation.3 ，則綜合系數(shù)值為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 b) 碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為 EMBED Equation.3 ， EMBED Eq

17、uation.3 c) 安全系數(shù)的計算軸的疲勞安全系數(shù)為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 故軸的選用安全。I軸：1 作用在齒輪上的力FH1=FH2=337/2=168.5Fv1=Fv2=889/2=444.52 初步確定軸的最小直徑 EMBED Equation.3 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1） 確定軸上零件的裝配方案2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度d) 由于聯(lián)軸器一端連接電動機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為25mm。e) 考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2.5mm，

18、所以該段直徑選為30。f) 該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2mm的圓角，則軸承選用30207型，即該段直徑定為35mm。g) 該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為40mm。h) 為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)5mm，所以該段直徑選為46mm。i) 軸肩固定軸承，直徑為42mm。j) 該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm。2） 各段長度的確定各段長度的確定從左到右分述如下：a) 該段軸安裝軸承和擋油盤，軸承寬18.25mm，該段長度定為18.25mm。b) 該段為軸環(huán)，寬度不小于7mm，定為11mm。c) 該段安裝齒輪，要求長度要比輪轂短2mm，齒輪寬為90mm，

19、定為88mm。d) 該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取13.5mm、軸承與箱體內(nèi)壁距離取4mm（采用油潤滑），軸承寬18.25mm，定為41.25mm。e) 該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝尺寸，定為57mm。f) 該段由聯(lián)軸器孔長決定為42mm4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度W=62748N.mmT=39400N.mm45鋼的強(qiáng)度極限為 EMBED Equation.3 ，又由于軸受的載荷為脈動的，所以 EMBED Equation.3 。 EMBED Equation.3 III軸1 作用在齒輪上的力FH1=FH2=4494/2=2247NFv1=Fv2=1685

20、/2=842.5N2 初步確定軸的最小直徑 EMBED Equation.3 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1） 軸上零件的裝配方案2） 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度I-IIII-IVIV-VV-VIVI-VIIVII-VIII直徑607075877970長度105113.758399.533.255 求軸上的載荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6. 彎扭校合 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 滾動軸承的選擇及計算I軸：1 求兩軸承受到的徑向載荷5、 軸承30206的校核1） 徑向力 EMBED Equation.3 2） 派生力 EMBED E

21、quation.3 ， EMBED Equation.3 3） 軸向力由于 EMBED Equation.3 ，所以軸向力為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 4） 當(dāng)量載荷由于 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ，所以 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，故當(dāng)量載荷為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 5

22、） 軸承壽命的校核 EMBED Equation.3 II軸：6、 軸承30307的校核1） 徑向力 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 2） 派生力 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 3） 軸向力由于 EMBED Equation.3 ，所以軸向力為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 4） 當(dāng)量載荷由于 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ，所以 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation

23、.3 ， EMBED Equation.3 。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，故當(dāng)量載荷為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 5） 軸承壽命的校核 EMBED Equation.3 III軸：7、 軸承32214的校核1） 徑向力 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 2） 派生力 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 3） 軸向力由于 EMBED Equation.3 ，所以軸向力為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 4）

24、 當(dāng)量載荷由于 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ，所以 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，故當(dāng)量載荷為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 5） 軸承壽命的校核 EMBED Equation.3 鍵連接的選擇及校核計算代號直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉(zhuǎn)矩（N·m）極限應(yīng)力（MPa）高速軸8×7×6

25、0（單頭）25353.539.826.012×8×80（單頭）4068439.87.32中間軸12×8×70（單頭）4058419141.2低速軸20×12×80（單頭）75606925.268.518×11×110（單頭）601075.5925.252.4由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為 EMBED Equation.3 ，所以上述鍵皆安全。連軸器的選擇由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。二、 高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計計算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以工作情況系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，計算轉(zhuǎn)矩為 EMBED Equation.3 所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4（GB4323-84），但由于聯(lián)軸器一端與電動機(jī)相連，其孔徑受