一級(jí)圓錐齒輪減速器 課程設(shè)計(jì)(機(jī)械類)

1、- 1 - 1 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：題目：一級(jí)圓錐齒輪減速器機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工作條件工作條件：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作，與輕度震動(dòng)，使用年限 10 年。原始數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力 F=3103N，帶速 V=1.0m/s；鏈輪直徑 D=150mm。注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：將設(shè)計(jì)人的電子版課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（從郵箱中下載）粘貼、整理在此處；正文中的標(biāo)題（一、二、三）字體為宋體、四號(hào)、加粗、居中，且要求不同標(biāo)題不能放在同一頁(yè)，下一個(gè)標(biāo)題及其內(nèi)容要放在下一頁(yè)；設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容字體為宋體、小四號(hào)、非加粗，按照樣例排版即可；行間距要求：?jiǎn)伪缎芯?/p>

2、；以下左側(cè)方框內(nèi)為對(duì)應(yīng)標(biāo)題及其設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，右側(cè)方框?qū)?yīng)位置寫設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果或結(jié)論。- 2 - 2 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書二、電動(dòng)機(jī)的選擇二、電動(dòng)機(jī)的選擇1 1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇、電動(dòng)機(jī)類型的選擇按工作要求和條件選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V，Y 型。2 2、電動(dòng)機(jī)功率選擇、電動(dòng)機(jī)功率選擇（1）傳動(dòng)裝置的總效率：a123345式中：1、2、3、4、5分別是帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和輸送鏈的傳動(dòng)效率。取1=0.95，2=0.98，3=0.97，4=0.99，5=0.93，則a=0.950.9830.970.990.93 =0.80（2）電機(jī)所需的功率：pw=1

3、000FVkw=10001*3000=3kwPd=awp=3.75kw3 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算鏈輪工作轉(zhuǎn)速：60 100060 1000 1.0127.39 /min150VnrD按 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 P7 表 1 推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取 V 帶傳動(dòng)比12 4i ，一級(jí)錐齒輪減速器的傳遞比22 3i 。則總傳動(dòng)比合理范圍為4 12ai 。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：5101529 /mindnr。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000、和 1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種傳動(dòng)比方案，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重

4、量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第 2 方案比較適合，則選n=1000r/min。4 4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M1-6。其主要性能：額定功率 4KW；滿載轉(zhuǎn)速 960r/min；額定轉(zhuǎn)矩2.0。a=0.80Pd=3.75kw127.39 /minnr510 1529 /mindnr電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y132M1-6- 3 - 3 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1 1、總傳動(dòng)比、總傳動(dòng)比ia=nm/n=960/127.39=7.532 2、

5、分配各級(jí)傳動(dòng)比、分配各級(jí)傳動(dòng)比（1） 據(jù)指導(dǎo)書 P7 表 1， 為使 V 帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大， 取 ij=3。（2） id=ia/ij=2.51ia=7.53ij=3id=2.51- 4 - 4 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1 1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速n=nm/id=960/2.51=382.5r/minn=n/ij=382.5/3=127.39r/minn=n=127.39r/min2 2、計(jì)算各軸的輸入功率、計(jì)算各軸的輸入功率PI=Pd=3.750.95=3.56 KWPII=PI23=3.560.980.97=3.39 K

6、WPIII=PII24=3.390.990.98=3.29KW3 3、計(jì)算各軸扭矩、計(jì)算各軸扭矩電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩:Td=9.55106Pd/nd=9.551063.75/960=37.30 Nm各軸輸入轉(zhuǎn)矩TI=Td1=35.4 NmTII= TI23=33.7NmTIII=9.55106PIII/nIII=32.7Nmn=127.39r/minn=127.39r/minn=382.5r/minPd=3.75KWPI=3.56KWPII=3.39KWPIII=3.29KWTd=38.03 NmTI=35.4NmTII=33.7NmTIII=32.7Nm- 5 - 5 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算

7、說(shuō)明書五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算V V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1 1、選擇普通、選擇普通 V V 帶截型帶截型由教材 P156 表 8-7 取工作情況系數(shù) kA=1.2計(jì)算功率 Pca=KAP=1.22.51=3.012KW由教材 P157 圖 8-11 選用 A 型 V 帶2 2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由教材教材 P157 圖 8-11 推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為： 80100mm，則取 dd1=100mmdmin=75 mm大帶輪直徑 dd2=nd/nIdd1=960/382.5100=251mm由教材 P157 表 8-8，取

8、dd2=250mm實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 nI=nddd1/dd2=960100/250=384r/min轉(zhuǎn)速誤差為：nI-nI/nI=(382.5-384)/382.5=-0.00391200（適用）5 5、確定帶的根數(shù)、確定帶的根數(shù)根據(jù)教材 P152 表（8-4a）查得：P0=0.95KW根據(jù)教材 P153 表（8-4b）查得：P0=0.11KW根據(jù)教材 P155 表（8-5）查得：Ka=0.96根據(jù)教材 P146 表（8-2）查得：Kl=0.99由教材 P158 式（8-26）得：Z=Pca/(P0+P0)KaKl=3/(0.95+0.11)0.960.99=3取 Z=36 6、計(jì)算軸上壓力、計(jì)

9、算軸上壓力由教材 P149 表 8-3 查得 q=0.1kg/m，由教材 P158 式（8-27）單根 V 帶的初拉力：F0=500Pca（2.5-Ka）/ZV Ka+qV2=500(2.5-0.93)4.8/0.9355.03+0.15.0242=162.17N則作用在軸承的壓力 Fp，由教材 P159 式（8-28）得：Fp=2ZF0sin1/2=23162.17sin163.50/2=963N齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算dd1=100mmdd2=280mmnI=342.86r/minV=5.03m/s266mm a0760mm取 a0=500Ld=1600mma=493.6mmZ

10、=5 根Fp=1609.1N- 6 - 6 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1 1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)、選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 240260HBS。大齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度 220HBS；根據(jù)教材 P210 表 10-8 選 7 級(jí)精度。齒面粗糙度 Ra1.63.2m2 2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)教材 P203 式 10-9a：21322.92 ()(1 0.5)EHRRZKTdu進(jìn)行計(jì)算確定有關(guān)參數(shù)如下：1傳動(dòng)比 i齒=3取小齒輪齒數(shù) Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ

11、1=320=60實(shí)際傳動(dòng)比 i0=52/20=2.6傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=2.6-2.6/2.6=0%0.07d，故取 h=6mm。則段的直徑468dmm。對(duì)于左軸承若直接采用軸段定位，則軸肩直徑大于軸承內(nèi)圈直徑，不利于拆卸軸承，應(yīng)在左軸承和軸段間加一套筒。軸承端蓋的總寬度為 20mm。 根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面和帶輪右端面的距離 l=30mm,故250lmm取齒輪距箱體內(nèi)壁距離 a=16mm， 考慮到箱體的鑄造誤差， 取 s=8mm，40dmm82lmm246dmm3750dd556dmm556lmm468dmm250lmmmml606- 11 -

12、11 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書已知滾動(dòng)軸承寬度 T=32mm，則6(6056)3260lasmm 取段距箱體內(nèi)壁的距離為 16mm，在確定軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一定距離，取 8mm，則31683256lmm 。mml1004至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。（2 2）軸上零件的周向定位）軸上零件的周向定位錐齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d5有 P106 表 6-1 查的平鍵截面16 10bh。鍵槽用銑刀加工，長(zhǎng) 45mm，同樣半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵12870mmmmmm，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是有過(guò)渡配合來(lái)保證的。（3 3）求軸上載荷求軸上載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖

13、做出周德計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)兌取 33210 型，查的 a=23.2mm。載荷水平面垂直面支 反力NFAY98.383NFBY68.632NFAZ03.839NFBZ2600彎矩mNMCZ85.168477mNMY64.770831mNMY87.409972扭矩T=26.082N.m(4)(4)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度MPaMPadTMCa6087.121 . 0)(1322故安全。mml563mml1004NFAY98.383NFAZ03.839NFBY68.632NFBZ2600mNMCZ85.168477mNMY64.770831mNMY87.40

14、99721CaA軸承預(yù)計(jì)壽命58400 小時(shí)- 12 - 12 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：1636510=58400 小時(shí)1 1、計(jì)算輸入軸軸承、計(jì)算輸入軸軸承（1 1）兩軸承徑向反力）兩軸承徑向反力：22223702.81700rAAYAZrBBYBZFFFNFFFN初選兩軸承為圓錐滾子軸承 30208 型根據(jù)教材 P322 表 13-7 得軸承內(nèi)部軸向力2rdFFY查機(jī)械手冊(cè)知Y=1.6,e=0.37。1157.12531.252rAdArBdBFFNYFFNY有 P322 式 13-11 得1157

15、.1aAFN908.3aBaAaFFFN（2 2）求系數(shù)）求系數(shù) x x、y yFaA/Fra=0.36Fab/Frb=0.53根據(jù)教材 P321 表 13-5 得 e=0.37XA=1XB=0.4YA=0YB=1.6（3 3）計(jì)算當(dāng)量載荷）計(jì)算當(dāng)量載荷 P P1 1、P P2 2根據(jù)教材 P321 表 13-6 取 fP=1.2根據(jù)教材 P320 式 13-8a 得P1=fP(xAFrA+yAFaA)=4443.4NP2=fp(xBFrB+yBFaA)= 2560N（4 4）軸承壽命計(jì)算）軸承壽命計(jì)算ABPP故取 P=4443.4N=10/3根據(jù)手冊(cè)得 30208 型的 Cr=63000N由

16、教材 P320 式 13-5a 得Lh=106/60n(Cr/P)=16670/458.2(163000/4443.4)10/3=347322h58400h預(yù)期壽命足夠2 2、計(jì)算輸出軸軸承、計(jì)算輸出軸軸承1 1）兩軸承徑向反力：）兩軸承徑向反力：2222922.662675rAAYAZrBBYBZFFFNFFFN初選兩軸承為圓錐滾子軸承 33210 型NFrA8 .3702NFrB1700NFdA1 .1157NFdB25.5311157.1aAFNNFaB3 .908XA=1YA=0XB=0.4YB=1.6P1=4443.4NP2=2560NLh=347322h預(yù)期壽命足夠NFrA66.9

17、22NFrB2675NFdA6 .307- 13 - 13 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書根據(jù)教材 P322 表 13-7 得軸承內(nèi)部軸向力2rdFFY查機(jī)械手冊(cè)知Y=1.5,e=0.41。307.62891.72rAdArBdBFFNYFFNY有 P322 式 13-11 得891.7aBFN1540.5aAaBaFFFN（2 2）求系數(shù)）求系數(shù) x x、y yFaA/Fra=1.67eFab/Frb=0.33eXA=0.4XB=1YA=1.5YB=0（3 3）計(jì)算當(dāng)量載荷）計(jì)算當(dāng)量載荷 P P1 1、P P2 2根據(jù)教材 P321 表 13-6 取 fP=1.2根據(jù)教材 P320 式 1

18、3-8a 得P1=fP(xAFrA+yAFaA)=3215.8NP2=fp(xBFrB+yBFaA)= 3210N（4 4）軸承壽命計(jì)算）軸承壽命計(jì)算ABPP故取 P=3215.8N=10/3根據(jù)手冊(cè)得 33210 型的 Cr=112000N由教材 P320 式 13-5a 得Lh=106/60n(Cr/P)=16670/458.2(1112000/3215.8)10/3=18059903h58400hNFdB7 .891NFaA.891NFaB7 .891XA=0.4YA=1.5XB=1YB=0P1=3215.8NP2=3210NLh=18059903h軸承合格- 14 - 14 -機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書九、鍵連接的選擇及校核計(jì)算九、鍵連接的選擇及校核計(jì)算1 1、大帶輪與軸連接采用平鍵連接、大帶輪與軸連接采用平鍵連接軸徑 d1=28mm，L1=50mm查手冊(cè) P51選用 C 型平鍵，得：b=8h=7L=40即：鍵 C840GB/T1096-2003l=L1-b=40-8=32mmT2=106.63Nm根據(jù)教材 P106 式 6-1 得p=4T2/dhl=4106630/28732=78.5Mpap(