機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)講課教案

1、精品文檔機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課題名稱一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算系別1機(jī)械系專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造班 級 17 機(jī)制17701班姓名學(xué)號指導(dǎo)老師完成日期 2018年6月27日目錄第一章緒論第二章課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1 課題題目2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明2.3 傳動系統(tǒng)工作條件2.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇_第三章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算3.1 減速器結(jié)構(gòu)3.2 電動機(jī)選擇3.3 傳動比分配3.4 動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（包括小齒輪和大齒輪）4.1 齒輪材料和熱處理的選擇4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸4.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核4.

2、2.3 齒輪幾何尺寸的確定4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（從動軸）5.1 軸的材料和熱處理的選擇5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.3 軸的強(qiáng)度校核第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核.6.2 鍵的選擇計(jì)算及校核6.3 聯(lián)軸器的選擇第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算7.1 潤滑的選擇確定7.2 密封的選擇確定7.3 減速器附件的選擇確定7.4 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算第八章總結(jié)參考文獻(xiàn)精品文檔精品文檔第一章 緒 論本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)

3、用到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、 機(jī)械制圖、 工程力學(xué)、 公差與互換性等多門課程知識，并運(yùn)用AUTOCAD 軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練，使我們在眾多方面得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（ 1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識。（ 2）通過對通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。（

4、3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。（4）加強(qiáng)了我們對Office軟件中Word功能的認(rèn)識和運(yùn)用。第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1 課題題目帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及V帶傳動。2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明輸送帶的最大有效拉力F=1150N,輸送帶的工作速度V=1.6 m/s,輸送機(jī)滾 筒直徑D=260mm。2.3 傳動系統(tǒng)工作條件帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動，工作載荷較 平穩(wěn)；兩班制（每班工作8小時(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為8年，大修期為 3年，中批

5、量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為 380/220V。2.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇v帶傳動減速器聯(lián)軸歌電動機(jī)運(yùn)輸帶JITIX V:灌筒精品文檔圖1帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖精品文檔計(jì)算及說明結(jié)果精品文檔電動機(jī) 選用：Y100L2-4i帶3i 齒=4.025第三章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算3.1 減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2 電動機(jī)選擇（一）工作機(jī)的功率PwPw=FV/1000=1150X 1.6/1000=1.84kw（二）總效率 總_2總=帶 齒輪 聯(lián)軸器 滾筒 軸承 2_ _= 0.96 0.98 0.99 0.96 0.99 =0.876（三）所需電動機(jī)功率PdPdP

6、w/ 總 1.84/0.876 2.100（KW）查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得Ped = 3 kw電動機(jī)選用 Y112M-4 n滿=1420 r/min3.3 傳動比分配工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60X 1000v/ （ DD=60X 1000X1.6/（3.14 X260）=117.589r/mini 總 n 滿/n 1420/117.589 12.076（r / min）取 i帶 3 則 i齒 i總/i帶 12.076/3 4.0253.4 動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算（一）轉(zhuǎn)速nn0 = n滿=1420 (r/min )n I = n0 / i帶 =n滿 / i帶=1420/3=473.333 ( r/min必=5

7、/ i 齒=473.333/4.025=117.589(r/min )nIII = nII =117.589 (r/min )(二)功率PP0 Pd 1.612(kw)" P0 帶 2.100 0.94 1.974(kw)P2 P1 齒輪軸承 1.974 0.98 0.99 1.916(kw)P3 P2 聯(lián)軸器軸承 1.916 0.99 0.99 1.875(kw)(三)轉(zhuǎn)矩TT0 9550Po/n0 9550 2.100/1420=14.126(N. m)T1 T0 帶i帶 14.126 0.96 3 40.684(N m)T2 T1 齒輪軸承 i齒40.684 0.98 0.99

8、 4.025=158.872(N . m)T3 T2聯(lián)軸器軸承i齒帶158.872 0.99 0.99 1=155.710(N. m)精品文檔計(jì)算及說明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kWN/(r.min 1)T/(N m)i02.100142014.12630.9611.974473.33340.68421.916117.589158.8724.0250.9731.875117.589155.71010.98第四章齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 齒輪材料和熱處理的選擇小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB = 236大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB = 1904.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1

9、 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)渦輪主要尺寸由機(jī)械專件設(shè)計(jì)手冊查得Hiimi 580MPa, Hiim2 530MPa ,SHlim = 1Fliml 215MPa, Fiim2 200MPa ,Sf im 1n1/n2473.333/117.589 4.025由機(jī)械專件設(shè)計(jì)手冊查得ZN1 = ZN2 = 1YN1 = YN2 = 1.1由 H1Hlim1ZN1 典580MPaSH lim1Hlim2ZN2530 1_H2HN2530MPaSH lim1計(jì)算及說明結(jié)果F Hm iYni215 1.1F1 244MPaSf lim1F2Flim2"2 如0 佇 204MPaSF lim1（一）小

10、齒輪的轉(zhuǎn)矩T iT1 9550 Pl/n1 9550 1.974/473.377 42.379（N m）（二）選載荷系數(shù)K由原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取 K = 1.1（三）計(jì)算尺數(shù)比=4.025（四）選擇齒寬系數(shù)d根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機(jī)械原理與機(jī)械零件教材中表得，取d =1（五）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1d 1 A精品文檔精品文檔3d，663=7661.1 40.684 (4.025 1)1 5302 4.025=44.714( mm)（六）確定齒輪模數(shù)44.7 彳124.025112.343 mm

11、m =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 185.871取m=2（七）確定齒輪的齒數(shù) 乙和Z2d1 m44.714322.36取 Z1 = 24Z2 乙 4.025 24 96.6 取 Z2= 96Z1 = 24Z2 = 96（八）實(shí)際齒數(shù)比, Z296/一 一 4Z124 齒數(shù)比相對誤差0.006A <±2.5% 允許（九）計(jì)算齒輪的主要尺寸d1 =48mmd2 =192mmd1 mZ1 2 24 48（ mm）d2 mZ2 2 96 192（mm）計(jì)算及說明結(jié)果，、11中心距a d1d 248192120mm22齒輪寬度 B2dd114848(mm)B

12、1 = B2 + (5 10) = 53 58(mm)取 B1 =57 (mm)(十)計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度dm3.14 48 473.333 一” ，v - 1.189 m/s60 100060 1000查表應(yīng)取齒輪等級為9級，但根據(jù)設(shè)計(jì)要求齒輪的精度等級為7級。4.2.2齒輪彎曲強(qiáng)度校核(一) 由4 . 2 . 1中的式子知的齒輪的許用彎曲應(yīng)力F1 244MPaF2204MPa(二)計(jì)算附齒輪齒根的彎曲應(yīng)力由機(jī)械專件設(shè)計(jì)手冊得YF1 =2.63Yf2=2.19比較YF / F的值Yfi / fi=2.63/244=0.0108>Yf2/ f2=2.19/204=0.0107計(jì)算

13、大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為a=120mmB1=57mmB2=48mmV=1.1890(m/s) 定為IT7計(jì)算及說明結(jié)果2000KT1YF12000 101.741 2.63F122B2m Z266 3 2240.952(MPa)F1齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠4.2.3齒輪幾何尺寸的確定. *齒頂圓直徑da 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得 ha =1 c = 0.25強(qiáng)度足夠da1 d1 2ha1 Z1 2ha m (24 2 1) 2 54(mm)da1=54mmda2 d2 2ha2Z2 2ha m (96 2 1) 2 196(mm)da2 =196m齒距P = 2X3.14=6.28(mm)m齒根高h(yuǎn)f h

14、a c m 2.5(mm)h=4.5mmS=3.14mm齒頂局ha h am 1 2 2(mm)P=6.28mm hf=2.5mm齒根圓直徑d fha=2mm df1 =43mmdf1 d1 2hf 48 2 2.5 43(mm)df2 d2 2hf 192 2 2.5 187(mm)4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑 d= 50(mm)輪轂直徑D1=1.6d=1.6X 50=80(mm)輪轂 k 度L B2 66(mm)輪緣厚度 8 0 = (34)m = 68(mm)取 0 =8輪緣內(nèi)徑D 2 =da2 -2h-2 0

15、=196-2X4.5-2X8df2=187mm精品文檔精品文檔計(jì)算及說明結(jié)果=171(mm)取 D2 = 170(mm)腹板厚度c=0.3 B2=0.3 X 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直徑D 0 =0.5( D1+ D2)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直徑 d 0 =0.25 (D2-D1) =0.25 (170-80)=22.5(mm)取 d0=20(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5X 2=1齒輪工作如圖2所示：第五章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 軸的材料和熱處理的選擇由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊中的圖表查得 選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255b =650MPa s=3

16、60MPa1 =280MPa5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑3P從動軸d2=C P2 n23=1151.955，117.587=29.35D2=32mm考慮鍵槽 d2 =29.35X 1.05=30.82選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d2 =32 mm5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則, 主動軸和從動軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。5.2.3 軸的強(qiáng)度校核從動軸的強(qiáng)度校核圓周力 Ft = 2000T2 =2000X 158.872/192=1654.92 d2徑向力Fr = Ft tan=1654.92Xtan200 =602.34由于為直

17、齒輪，軸向力Fa=0作從動軸受力簡圖：（如圖3所示）精品文檔精品文檔精品文檔合力彎矩扭矩垂直面彎矩危險(xiǎn)截面 當(dāng)量彎矩Ft8,82Nm口47Ph從動軸受力簡圖L=110mmRha = Rhb=0.5 Ft =0.5X 1654.92=827.46( N)M HC =0.5 Rha L=827.46 X 110X 0.5/1000=51.72(N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5X602.34 =301.17(N m)MVC =0.5RvaL=501.17X 110X 0.5/1000=36.4( N m)轉(zhuǎn)矩 T=158.872(N m)校核MC= 1MHe2 MVC2 = 51

18、.722 18.822 =55.04(N m)Me= . MC2 aT 2 = 55.0420.6 158.872 2 =118.42( N m)由圖表查得，1b=55MPa3 3=29.21(mm)d> 10 一MJ一 =10 J118.42V0.11 b 0 0.1* 55考慮鍵槽 d=29.21mm < 45mm則強(qiáng)度足夠第六章軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊選擇6207 2個(gè)從動軸承2個(gè)(GB/T276-1993)從動軸承 6209 2 個(gè)(GB/T276-1993)壽命計(jì)劃:

19、計(jì)算及說明結(jié)果兩軸承受純徑向載荷P= F r =602.34X=1Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承6209,基本額定功負(fù)荷Cr=25.6KNft=1=33333106 ftCr10625.6 1 1000 mccsiLi0h =-=1088120160n2P60 117.589602.34預(yù)期壽命為：8年，兩班制L=8X300X 16=38400<L10h軸承壽命合格6.2鍵的選擇計(jì)算及校核（一）從動軸外伸端d=42,考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10X40GB/T10962003, b=16, L=50, h=10,選 45 號鋼，其許用擠壓力p =100MPa pFt4000TI 4000

20、 158.872 “p=、=82.75< ph lhld8 30 32則強(qiáng)度足夠，合格（一）與齒輪聯(lián)接處 d=50mm,考慮鍵槽在軸中部女裝，故同一方位母線上，選鍵 14X52 GB/T1096 2003,b=10mm,L=45mm , h=8mm ,選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力p =100MPaF t4000Ti 4000 158.872 “ “cp = 't =I =45.392< ph lhld8 35 50則強(qiáng)度足夠，合格從動軸 外伸端 鍵10 X 40 GB/1096 2003與齒輪 聯(lián)接處 鍵14 x 52 GB/T109 620036.3聯(lián)軸器的選擇由于減速器載

21、荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3Tc =9550 竺=9550 X 1.3 1.916 =202.290nn117.589選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn =250,、先田丁n '選用TL8一 一 邢彈件Tc<Tn。米用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=3240,選d=35,套住聯(lián)軸孔長度L=82軸器TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型號公稱轉(zhuǎn)矩T/(Nm)許用 轉(zhuǎn)速n/1(r min軸孔 直徑 d/mm軸孔 長度 L/mm外 徑 D/mm材料軸孔鍵 槽 類 型TL625033003582160HT20 0Y型A型第七章 減速器

22、潤滑、密封及附件的選擇確定 以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算及裝配圖7.1 潤滑的選擇確定7.1.1 潤滑方式1.齒輪V=1.2<<12 m/s應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成齒輪浸油本及需要，選用浸油潤滑潤滑2.軸承采用潤滑脂潤滑軸承脂7.1.2潤滑油牌號及用量潤滑計(jì)算及說明結(jié)果1.齒輪潤滑選用150號機(jī)械油，最低最高油面距1020mm齒輪用150號機(jī) 械油需油量為1.5L左右2.軸承潤滑選用2L3型潤滑脂，用油量為軸承問軸承用2L3 型隙的1/31/2為宜潤滑脂7.2 密封形式1 .箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2 .觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3 .軸承孑L的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于 V<3 (m/s),故選用半粗羊毛氈加 以密封4 .軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部7.3減速器附件的選擇確定列表說明如下：精品文檔計(jì)算及說明結(jié)果名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋12Q235M6 X 16GB 578 2 1986螺栓安