機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(樣板)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)的減速器學(xué)院: 班級: 姓名: 學(xué)號:指導(dǎo)教師:日期：目 錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書····································二、 傳動方案擬定··

2、································三、 電機(jī)的選擇················

3、3;···················四、 傳動比分配·····························&#

4、183;······五、 傳動系統(tǒng)運(yùn)動及動力參數(shù)計(jì)算·······················六、 減速器傳動零件的計(jì)算···············

5、83;············七、 軸及軸承裝置設(shè)計(jì)································八、 減速器箱體及其附件的設(shè)計(jì)·&

6、#183;·····················九、 減速器的潤滑與密封方式的選擇··················十、 設(shè)計(jì)小結(jié)······&

7、#183;·····················一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1、 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動系統(tǒng)，采用單級圓柱齒輪減速器和開式圓柱齒輪傳動。2、 原始數(shù)據(jù)輸送帶有效拉力 F=5800 N輸送帶工作速度 v=0.8 m/s輸送帶滾筒直徑 d=315mm減速器設(shè)計(jì)壽命為5年3、 已知條件 兩班制工作，空載啟動，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為38

8、0/220V。2、 傳動方案擬定1. 電動機(jī) 2.聯(lián)軸器 3.減速器 4.聯(lián)軸器 5.開式齒輪 6.滾筒 7.輸送帶傳動方案如上圖所示，帶式輸送由電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)1通過聯(lián)軸器2將動力傳入減速器3再經(jīng)聯(lián)軸器4及開式齒輪5將動力傳送至輸送機(jī)滾筒6帶動輸送帶7工作。計(jì)算與說明結(jié)果3、 電機(jī)的選擇1. 電動機(jī)類型的選擇由已知條件可以算出工作機(jī)所需的有效功率聯(lián)軸器效率 1=0.99滾動軸承傳動效率 2=0.99 閉式齒輪傳動效率 3=0.97開式齒輪傳動效率 4=0.95輸送機(jī)滾筒效率 5=0.96傳動系統(tǒng)總效率總=14·22·3·4·5=0.994×

9、0.992×0.97×0.95×0.96=0.83287工作機(jī)所需電機(jī)功率 Pr=Pw總=4.640.83287=5.57Kw由附表B-11確定，滿足PmPr條件的電動機(jī)額定功率Pm = 7.5Kw2.電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇輸送機(jī)滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速nw=60000vd=60000×0.8×315=48.50r/min初選同步轉(zhuǎn)速為nm=1440r/min的電動機(jī)。3.電動機(jī)型號的選擇根據(jù)工作條件兩班制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作機(jī)所需電動機(jī)功率計(jì)電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速等，選用Y系列三相異步電動機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，型號為Y132M-4,其主要數(shù)據(jù)如下：電動機(jī)額定功率P

10、e7.5kw電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm1440r/min電動機(jī)軸伸直徑38mm電動機(jī)軸伸長度80mm4、 傳動比分配1、 帶式傳送機(jī)的總傳動比 ia=nmnw=144048.5=29.692、 各級傳動比分配：由傳動系統(tǒng)方案知i01=1 i23=1按附表B-10查取開始齒輪傳動的傳動比i34=6由計(jì)算可得單級圓柱齒輪減速器的傳動比為i12=iai01i23i34=29.691×1×6=4.95五、傳動系統(tǒng)的運(yùn)動及動力參數(shù)計(jì)算傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下0軸（電動機(jī)軸）：n0=nm=1440r/minP0=Pr=5.57Kw T0=9550P0n0=9550×5.

11、571440=36.94Nm1軸（減速器高速軸）：n1=n0=1440r/min P1=P01=5.57×0.99=5.5143Kw T1=9550P1n1=9550×5.51431440=36.57Nm2軸（減速器低速軸）n2=n1i12=14404.95=290.91r/minP2=P1·3·2=5.5143×0.97×0.99=5.2954KwT2=9550P2n2=9550×5.2954290.91=173.84N·m六、減速器傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 選擇齒輪材料、熱處理方法 考慮減速器傳遞功率不大，所以齒

12、輪采用軟齒面。小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為235265HBS。大齒輪選用45鋼，正火，齒面硬度180215HBS； 小齒輪 45鋼 調(diào)質(zhì) HB1=235265HBS 大齒輪 45鋼 正火 HB2=185215HBS2、 齒輪傳動設(shè)計(jì)（參考機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）（1） 小齒輪轉(zhuǎn)矩 T1=36.57N·m（2） 初取載荷系數(shù)K'=1.8（3） 選取齒寬系數(shù)a=0.35（4） 初取重合度系數(shù)Z'直齒輪傳動取在1.11.9之間，取=1.8則Z'=4-3=4-1.83=0.86 （5） 確定許用接觸疲勞應(yīng)力H接觸應(yīng)力變化總次數(shù)：N1=60n1Ln=60×1440&

13、#215;1×24000=2.0736×109N2=60n2Ln=60×290.91×1×24000=4.189104×108壽命系數(shù)ZN1=0.9 ZN2=0.93彈性系數(shù)ZE=189.8接觸疲勞極限應(yīng)力 Hlim1=560MPa Hlim2=500MPa最小安全系數(shù)，失效概率低于1100 SHmin=1許用接觸疲勞應(yīng)力為：H1=Hlim1SHminZN1=5601×0.9=504MPaH2=Hlim2SHminZN2=5001×0.93=465MPa（6） 按齒面接觸疲勞應(yīng)力初步計(jì)算中心距a節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2

14、.5a=u+13500K'T1auZHZEZH2=(4.95+1)×3500×1.8×36.570.35×4.95(189.8×2.5×0.86465)²=145.52mm取a=160mm（7） 初取齒寬 b=a=0.35×160=56mm 尾數(shù)取0、2、5、8，所以取齒寬為58mm（8） 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2（9） 確定齒數(shù)由a=m2(Z1+Z2)有Z1+Z2=2am=2×1602=160 與u=Z2Z1=4.95解得Z1=27 Z2=133實(shí)際齒數(shù)比u=Z2Z1=13327=4.926傳動比誤差4

15、.95-4.9264.95×100%=0.485%（在±5允許范圍內(nèi)）（10） 確定載荷系數(shù)Ka) 使用系數(shù)KA,取KA=1b) 動載系數(shù)KVd1=mZ1=2×27=54mm齒輪圓周速度v=d1n160000=×54×144060000=4.07m/s齒輪精度取8級，按圖8-21，取KV=1.18c) 齒向載荷分布系數(shù)K按圖8-24，軟吃面，對稱布置d=bd1=5854=1.074 K=1.11d) 齒向載荷分配系數(shù)K重合度=1.88-3.2×1Z1+1Z2=1.88-3.2×127+1133=1.737按圖8-25K=1.

16、26K=KAKVKK=1×1.18×1.11×1.26=1.65K<K'所以偏安全（11） 確定重合系數(shù)Z由式8-26，Z=4-3=4-1.73=0.87（12） 確定齒寬取b1=63mm b2=58mm3.驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1) 查取齒形系數(shù)由圖8-28，查得 2) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由圖8-29查得 3) 重合度系數(shù) 按式8-23，Y=0.25+0.75=0.25+0.751.7=0.694) 彎曲疲勞極限應(yīng)力按圖8-32（c） Flim1=240MPa Flim2=220MPa5) 壽命系數(shù)N1=2.0736×109 N2=4.189

17、104×108按圖8-34取YN1=0.87 YN2=0.926) 試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù) YST=27) 最小安全系數(shù)，按表8-8 SFmin=1.258) 許用彎曲應(yīng)力，按式8-27F=FlimYSTSFminYNF1=240×21.25×0.87=334.08MPaF2=220×21.25×0.93=327.36MPa9) 齒根彎曲疲勞應(yīng)力，按式8-32F=2000KT1dbmYFaYSaYF1=2000×1.65×36.5754×63×2×2.58×1.62×0.69=

18、51.15MPa<F1F2=2000×1.65×36.5754×58×2×2.17×1.83×0.69=52.79MPa<F2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠4.大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒寬b=58齒頂高h(yuǎn)a=m=2mm齒根高h(yuǎn)f=1.25m=2.5mm齒高h(yuǎn)=ha+hf=2.25m=4.5mm分度圓直徑d=mZ2=2×133=266mm齒頂圓直徑da1=d+2ha=266+4=270mm齒根圓直徑df=d-2hf=266-5=261mm 軸孔直徑dh=62mm 輪轂直徑D1=1.6dh=1.6×62=99.2m

19、m D1=100mm輪轂長度L=b=58mm輪緣厚度=2.54mn=6.2510mm 取=10mm輪緣直徑D2=da-2-2h=270-2×10-2×4.5=241mm腹板厚度c=0.3b=0.3×58=17.4mm取c=18mm腹板中心直徑D0=0.5D2+D1=0.5×100+241=170.5mm腹板孔直徑d0=14D2-D1=14241-100=35.25mm取d0=35mm齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1mm齒輪結(jié)構(gòu)如下圖：七軸及軸承裝置設(shè)計(jì)1. 初定跨距參考課程設(shè)計(jì)P51 圖5-1為保證滾動軸承完全放入箱體軸承孔內(nèi)，計(jì)入尺寸c采

20、用油潤滑c=35mm，取c=5mm考慮齒輪與內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，k8mm，取k10mm軸承寬度，高速軸取n1=20mm，低速軸n2=25mm齒寬b=63mm軸的支撐跨距 高速軸L1=2c+k+b+510+n1=25+10+63+10+20=123mm 低速軸L2=2c+k+b+510+n2=25+10+63+10+25=128mm2. 選擇軸的材料初選45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度246270HBb=647MPa -1=59.7MPa3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軸承、聯(lián)軸器的選擇1. 高速軸軸的轉(zhuǎn)矩T1=36.57N·m圓周力Ft1=2000T1d1=2000×36.5754=1354.

21、44N徑向力Fr1=Ft1tan=1354.44×tan20=492.98N軸截面上的彎矩M1=Fr1L12=492.98×0.1232=30.32N·m軸材料許用彎曲應(yīng)力=-1=59.7MPa將轉(zhuǎn)矩折合成當(dāng)量彎矩折算系數(shù)=0.6d1310M12+T12-1=18.4mm低速軸軸的轉(zhuǎn)矩T2=173.84N·m圓周力Ft2=2000T2d2=2000173.84266=1307.07N徑向力Fr2=Ft2tan=1307.07×tan20º=475.73N軸截面上的彎矩M2=Fr2L22=475.73×0.1282=30.45

22、N·md2310M22+T22-1=26.3mm由于開有鍵槽d2'=d21+5%=27.6mm2. 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電動機(jī)伸出端直徑dm=38mm公稱轉(zhuǎn)矩Tn=1.2T0=41.38×1.2=49.66N·m許用轉(zhuǎn)速n n1=1440r/min查附表C-16，選擇LT6型彈性套柱銷聯(lián)軸器軸孔直徑可選32、35、38、40、42取de=32mm 長度lde=55mm軸承選擇：Lh=5×300×16×12=12000hRAx=RBx=Ft12=677.22NRAy=RBy=Fr12=246.49NRA=RB=677.222+246

23、.492=720.68N取fP=1.2 對于球軸承=3P=RAfP=720.68×1.2=864.82N基本額定動載荷Cr=P(60n106Lh）1=8753.01N由附錄D1選取6307軸承B=21mm d=35mm D=80mm高速軸部分尺寸如下圖3. 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速n2=290.91r/min轉(zhuǎn)矩T2=173.84N·m聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩Tn=1.2T2=173.84×1.2=208.61N·m查附表C-15,選擇LX4彈性柱銷聯(lián)軸器RCx=RDx=Ft22=653.54NRCy=RDy=Fr22=237.87NRC=RD=653.542+237

24、.872=695.48N取fP=1.2 對于球軸承=3P=RCfP=695.48×1.2=834.576N基本額定動載荷Cr=P(60n106Lh）1=4956.36N由附錄D1選取6311軸承B=29mm d=55mm D=120mm低速軸部分尺寸如下圖4. 鍵的設(shè)計(jì)a) 高速軸聯(lián)軸器處鍵的設(shè)計(jì)軸徑為32mm 寬b×高h(yuǎn)=10×8 鍵長l=45mm材料選擇45鋼 p=110MPa強(qiáng)度校核：p=4Tdh(L-b)=4×36.57×10332×8×(45-10)=16.32MPa<p 所以強(qiáng)度足夠b) 低速軸聯(lián)軸器處鍵的

25、設(shè)計(jì)軸徑d=50mm,寬b×高h(yuǎn)=14×9鍵長l=100mm材料選擇45鋼 p=110MPa強(qiáng)度校核：p=4Tdh(L-b)=4×173.84×10350×9×(100-14)=17.97MPa<p所以強(qiáng)度足夠c) 低速軸齒輪處鍵的設(shè)計(jì)軸徑d=62mm，寬b×高h(yuǎn)=18×11鍵長l=50mm材料選擇45鋼 p=110MPa強(qiáng)度校核：p=4Tdh(L-b)=4×173.84×10362×11×(50-18)=31.86MPa<p所以強(qiáng)度足夠八、減速器箱體及其附件的設(shè)

26、計(jì)1.箱體的結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚：=0.025a+1=0.025×160+1=5mm，取=10mm箱蓋壁厚1：1=0.02a+1=0.02×160+1=4.2mm 取1=8mm箱座凸緣壁厚b：b=1.5=1.5×10=15mm；箱蓋凸緣壁厚b1：b1=1.51=12mm；箱座底凸緣壁厚P：P=2.5=25mm；箱座上的肋厚mm0.85=8.5，取m=9箱蓋上的肋厚m1m10.851=6.8mm 取7mm 地腳螺釘直徑及數(shù)目d，n：d=0.036a+12=17.76mm 取M20; n=4；軸承旁連接螺栓直徑d1：d1=0.75d=15mm；取M16上下箱座聯(lián)接螺栓直徑

27、d2：d2=0.5 d=10mm；取M10大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離1：11.2=12mm；取15mm列表如下：名稱結(jié)果(mm)箱座壁厚10箱蓋壁厚18箱座凸緣壁厚b15箱蓋凸緣壁厚b112箱座底凸緣壁厚P25箱座上的肋厚m9箱蓋上的肋厚m17地腳螺栓數(shù)目n4地腳螺栓螺栓直徑d20螺栓通孔直徑d'25螺栓沉頭座直徑d048地腳凸緣尺寸L132L230軸承旁螺栓螺栓直徑d116螺栓通孔直徑d1'17.5螺栓沉頭座直徑D033部分凸緣尺寸C124C220上下箱螺栓螺栓直徑d210螺栓通孔直徑d2'11螺栓沉頭座直徑D0'22部分凸緣尺寸C1'18C2'

28、;14定位銷孔直徑d38軸承旁連接螺栓距離S120軸承旁凸臺半徑R20軸承旁凸臺高度h48大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離115箱外壁至軸承座端面距離K52部分面至底面高度H3632.減速器附件及其結(jié)構(gòu)尺寸1) 窺視孔及其孔蓋窺視孔用于檢查傳動零件的嚙合，潤滑及輪齒損壞情況，并兼作注油孔，設(shè)置在減速器箱蓋上適當(dāng)位置。窺視孔蓋常用螺釘將其固定在箱體上，連接面上應(yīng)加防滲漏的墊片。2) 通氣器在箱體頂部或直接在窺視孔蓋上設(shè)置通氣器。3) 軸承蓋軸承蓋用來封閉減速器箱體上的軸承座孔以及固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷。4) 定位銷箱蓋與箱座連接凸緣上設(shè)置兩個定位銷。5) 啟蓋螺釘在箱蓋凸緣的適當(dāng)位置加工出12個螺孔，裝入啟蓋用的圓柱端螺釘或平端螺釘。6) 油標(biāo)油標(biāo)一般設(shè)置在箱體便于觀察