武漢理工大學(xué)課程設(shè)計模版

武漢理工大學(xué)課程設(shè)計模版機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目帶式運輸機單級斜齒圓柱齒輪減速器能動學(xué)院院(系)輪機1201班設(shè)計者指導(dǎo)老師李澤之盧耀舜武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書目錄1.設(shè)計任務(wù)書.....................................32.傳動方案設(shè)計...................................33.電動機的選擇計算...............................44.齒輪傳動的設(shè)計計算.............................65.軸的設(shè)計計算及聯(lián)軸器的選擇....................106.鍵連接的選擇計算..............................157.滾動軸承的校核................................158.潤滑和密封方式的選擇..........................179.箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算....................1710.設(shè)計小結(jié).....................................1911.參考資料.....................................20-1-

武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書1．減速器的設(shè)計任務(wù)書1．1設(shè)計目的：設(shè)計帶式運輸機的單級斜齒圓柱齒輪減速器。1．2工作條件及要求：用于鑄工車間運型砂，單班制工作（8小時工作制），工作有輕微振動，使用壽命為10年。帶式運輸機的工作數(shù)據(jù)如下：運輸帶工作拉力F運輸帶的速度V卷筒的直徑D（mm）（N）800（m/s）2.72302．傳動方案設(shè)計根據(jù)已知條件可計算出卷筒的轉(zhuǎn)速為nV6010002.7601000224.31r/minD230w若選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動機則可估算出傳動裝置的總傳動-2-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書比為4.15或6.22，考慮減速器的工作條件和要求，暫選下圖所示傳動方案，其特點為：減速器的尺寸緊湊，閉式齒輪傳動可保證良好的潤滑和工作要求。-3-

2個）、運輸機卷筒的效率。查表得0.99，0.97，0.99，0.96，1234連軸器（0.9930.970.9920.960.886則傳動裝置的總效率321234電動機所需有效功率Pw2.162.44KW。P0.886d查表選取電動機的額定功率P為3KW。e3．1．3電動機轉(zhuǎn)速的選擇工作機所需轉(zhuǎn)速nV6010002.7601000224.31r/min。D230w查表2-3知總傳動比i=3～5。nn則電動機的滿載轉(zhuǎn)速。=xi+251.88x(3~5)=(755.64~1259.4)r/minwm查表選取滿載轉(zhuǎn)速為nm=960r/min同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y132S-6型電動機，則傳動n裝置的總傳動比m9604.28，且查得電動機的數(shù)據(jù)及總傳動比如下：in224.31w電動機型號額定功率KW同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/minY132S-63KW1000r/min中心高mm132mm960r/min平鍵尺寸F×G10mm×33mm軸伸尺寸D×總傳動比E3.9838mm×80mm3．2傳動比的分配由傳動示意圖可知：只存在減速器的單級傳動比，即閉式圓柱齒輪的傳動比，其值i=4.283．3傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算3．3．1各軸的轉(zhuǎn)速計算由傳動示意圖可知,軸Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ的轉(zhuǎn)速：nn960r/min1mn960224.30r/minn1i4.282nn224.30r/min323．3．2各軸的輸入功率計算因為所設(shè)計的傳動裝置用于專用機器，故按電動機的所需功率P計算。d武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書軸Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ的輸入功率：PP2.440.992.42KW1d1PP2.420.970.992.32KW2123PP2.320.990.992.27KW32133．3．3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算軸Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ的輸入轉(zhuǎn)矩：T1Pn=9550\=24.07N.m11T2=9550P2\n2=98.78N.mT3=9550p3\n3=89.47N.m以供查詢。轉(zhuǎn)速n軸號r/min功率PKW轉(zhuǎn)矩TN·M傳動比iⅠ960Ⅱ224.30Ⅲ224.302.422.322.2724.0798.7896.654.2814．齒輪傳動的設(shè)計計算如傳動示意圖所示：齒輪Ⅰ和Ⅱ的已知數(shù)據(jù)如下表：齒輪轉(zhuǎn)速nr/min功率PKW轉(zhuǎn)矩TN·M-1-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書ⅠⅡP2.42KWn960r/minT24.07N?M111n224.30r/min3T3=98.78N?M=2.32kwP24．1選擇齒輪精度按照工作要求確定齒輪精度為8級。4．2選擇齒輪材料考慮到生產(chǎn)要求和工作要求，查圖表，可得Ⅰ（?。ⅱ颍ù螅X輪的選材，及相應(yīng)數(shù)據(jù)如下：材熱處理調(diào)質(zhì)彎曲疲勞極限應(yīng)接觸疲勞極限應(yīng)齒輪Ⅰ硬度料45鋼45鋼力力HB220HBS220MPa565MPa621.5MPa1Flim1Hlim1Hlim2正火HB210HBS210MPaⅡ2Flim2由于該齒輪傳動為閉式軟齒面?zhèn)鲃樱饕问綖辇X面疲勞點蝕，故應(yīng)按接觸疲勞強度進行設(shè)計，并校核其齒根彎曲疲勞強度。4．3許用應(yīng)力計算齒輪Ⅰ、Ⅱ的循環(huán)次數(shù)（使用壽命為10年）為：N60nat609601030081.3810912N60nat60224.301030083.2310823查圖得YY1,Z1,Z1.1,N1N2N1N2設(shè)m5mm取Y1,YY1,S1.4,S1.1,Z1（兩輪均為軟齒面）WnSTX1X2FminHmin可求得：-2-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書Hlim1ZZ56511481.83MPaS1.1HminHlim2ZZ621.511565MPaHP1N1WS1.1HP2N2WHmin4．4按接觸疲勞強度進行設(shè)計4．4．1小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩T32.23N?M14．4．2選取各系數(shù)并列表載荷系數(shù)齒寬系數(shù)重合度系數(shù)1.0（軟齒面）Z0.85K1.7（斜齒輪電動機傳動）d4．4．3初定齒輪的參數(shù)，Z20,ZiZ4.282085.6取Z2=77121u864.3,20154．4．4初算分度圓直徑并確定模數(shù)和螺旋角β因兩齒輪均為鋼制，故Z189.8MPa，則Eu2ZKTu1d7541HP21d1.724.074.3140.672mm0.85275434.3481.831.0dud4.340.672174.890mm21add40.672174.890107.781mm1222-3-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書所以a取圓整值為a110mm；法向模數(shù)：m2acos2100COS151.823mm，2086ZZn12圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m2mm。nm(ZZ)2(2086)15.4991529'56"2100arccos調(diào)整螺旋角：arccos2n12a4．4．5計算齒輪的幾何尺寸螺旋角15m2mm，29'56"，法向模數(shù)nZ20,Z86，中心距a110mm.齒數(shù)12dmZ1分度圓直徑：22041.667mm,n1coscos1529'56"2102dmZ179.167mmncos2cos1529'56"2dd2m41.6672245.667mm,齒頂圓直徑：a11ndd2m179.16722183.167mma22ndd2.5m41.6672.5236.667mm,直徑：f11dd2.5m179.1672.52174.167mm齒根圓nf22nbd1.041.66741.667，取b41.667mm齒寬：2d12bb(5~10)46.667~51.667mm,取b46.667mm1214．4．6計算齒輪的圓周速度齒輪實際傳動比i=86/20=4.3，相對誤差百分比為（4.3-4.28）/4.3=0.5%<5%符合精度要求。4．4．8齒輪的受力分析-4-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書齒輪Ⅰ，Ⅱ的受力情況如下圖所示：F齒r2接運輸帶FFt2a2FrFFa1t1齒接電機各力的大小分別為：圓周力：F2000T200024.071155.351N1d41.667t11F2000T200098.781102.658N2d179.167t22-5-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書tantan20徑向力：FFn1155.351483.035Ncos1529'56"t1cosr1tantan20418.057Ncos1529'56"FFn1102.658t2cosr2FFtan1155.351tan1529'56"320.385N軸向力：a1t1FFtan1102.658tan1529'56"305.773Na2t25．軸的設(shè)計計算及聯(lián)軸器的選擇5．1選擇軸的材料該軸無特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼。查表知650MPa。B5．2初算軸徑軸Ⅰ的軸徑即為電動機外伸軸直徑D38mm高速軸（與齒輪Ⅰ配合）：查表取C=110并且安裝聯(lián)軸器處有一個鍵槽，故軸徑：2.42960d1.10C3P1nmin11.10110316.468mm2低速軸（與齒輪Ⅱ配合）：查表取C=110，并且安裝聯(lián)軸器處有一個鍵槽，故軸徑2.3226.364mm224.30d1.10C3P2n1.101103min23軸Ⅲ：查表取C=110，并且安裝聯(lián)軸器處有一個鍵槽，故軸徑2.27d1.05C3P4n1.05110324.983mm224.30min345．3聯(lián)軸器的選擇由電動機外伸軸徑D38mm及傳動要求，公稱轉(zhuǎn)矩TTT，查表選取LT7彈性n12-6-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書YA3882套柱銷聯(lián)軸器GB43232002，故取軸Ⅰ與聯(lián)軸器連接的軸徑為YC328230mm。因為軸Ⅱ與軸Ⅲ的最小軸徑分別為dmin226.364mm,d24.983mm并考慮傳動要min3求，公稱轉(zhuǎn)矩TTT，查表選取凸緣聯(lián)軸器YL10YA3282YC3282GB584386，故軸Ⅱ與n34聯(lián)軸器連接的的軸徑為32mm，軸Ⅲ與聯(lián)軸器連接的的軸徑為32mm。5．4軸承的選擇根據(jù)初算軸徑，考慮軸上零件的軸向定位和固定，假設(shè)選用深溝球軸承，查表可估選出裝軸承處的軸徑及軸承型號，見下表：裝軸承處的軸軸號ⅠⅡ軸承型號徑滾動軸承6206GB/T276—9430mm滾動軸承6210GB/T276--9450mm5．5齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計5．5．1大齒輪因為齒頂圓直徑：d183.167mm200mm，為了減輕重量和節(jié)約材料，并考慮機a2械性能，故大齒輪采用實心式齒輪結(jié)構(gòu)，且取與軸連接處的直徑為50mm。5．5．2小齒輪因為齒頂圓直徑：d45.667mm100mm,故作成齒輪軸形式。a15．6軸的設(shè)計計算5．6．1軸徑和軸長的設(shè)計高速軸:-7-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書D1=32mmD2=40mmD3=45mmD4=55mmD5=41.237mmD6=55mmD7=45mmL1=80mmL2=58mmL3=17mmL4=15mmL5=46.237mmL6=15mmL7=17mm低速軸：D1=32mmD2=40mmD3=50mmD4=52mmD5=60mmD6=55mmD7=50mmL1=80mmL2=49mmL3=37mmL4=35mmL5=5mmL6=13mmL7=17mm5.6.2低速軸的校核（1）受力分析：低速軸上齒輪的受力情況，已經(jīng)分析清楚（見齒輪部分“7）”）。各力的大小分別為：-8-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書2000T200098.78Ft2圓周力：1102.658N2d179.1672tann1102.658tan20徑向力：r2FFt2cos418.057Ncos1529'56"FFtan1102.658tan1529'56"305.773N軸向力：a2t2ADFt2BC水平面的受力和彎矩圖FFRARB32.510N.m垂直面的受力和彎矩圖FF’RAa2Fr2F’RB26.177N.m1.780N.m合成彎矩圖41.739N.m32.559N.m轉(zhuǎn)矩圖T=107.26N.m2當(dāng)量彎矩圖76.886N.m-9-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書72.315N.mσT=64.571N.m2（2）軸承的支反力：F1102.658t2水平面上的支反力：FF551.329N22RARB垂直面上的支反力：F'[(Fd/2)F48.59]/97.18305.773179.167/2418.05748.59/97.1836.990NRAa22R2F'[(Fd/2)F48.59]/97.18305.773179.167/2418.05748.59/97.18543.997NRBa22R2（3）畫彎矩圖：剖面C處水平面的彎矩：M48.59F10332.510N?mCRAM'4859F'1031.780N?m垂直面上的彎矩：C1RAM;(48.59F'Fd/2)10326.177N?mC2RAa22MM2M'32.51021.780232.559N?mC132.510226.177241.739N?m2合成彎矩：C1CMM2M'C22C2C（4）畫轉(zhuǎn)矩圖T98.78N?m2（5）畫當(dāng)量彎矩圖：因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)。已知650MPa,查表得B1b[]59MPa,[]98MPa，則[]/[0]0.6021b0bbM'M2(T)2M72.315N?m剖面C處的當(dāng)量彎矩C1C12c1M'M2(T)241.7392(0.602107.26)276.886N?mC2C22（6）判斷危險剖面并驗算強度：①剖面D當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與鄰段相差不大，估剖面D為危險剖面。已知MM'72.886N?m,eC2[]59.0MPa1b-10-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書76.8861096.15MPa[]0.15031bMe0.1d3e②剖面C處的直徑最小，顧該剖面也為危險剖面M(T)2T0.602107.2664.571MPaD64.56910919.706MPa[]0.13231bMe0.1d3e所以其強度足夠。6.鍵連接的選擇計算各處的鍵均采用有輕度沖擊的普通平鍵半圓鍵的聯(lián)接方式，查表可得[]100~120MPap電動機處的鍵是查表所得，故無須校核。低速軸聯(lián)軸器處選鍵C10×70GB1096-2003，其擠壓強度為4T49878100022.05MPa[]2dhl32870pp低速軸齒輪處選鍵A16×32GB1096-79，其擠壓強度為4T498.78100024.70MPa[]2dhl501032pp所以各鍵強度足夠.7.滾動軸承的校核在軸的設(shè)計計算部分已經(jīng)選用如下表所示深溝球軸承：裝軸承處的軸軸號軸承型號徑-11-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書滾動軸承6206GB/T276--94滾動軸承6210GB/T276--94ⅠⅡ30mm50mm低速軸軸承的校核7.1軸的受力狀況及軸承載荷計算F1102.658t2水平面上的支反力：FF551.329N22RARBF'[(Fd/2)F48.12]/96.2436.990N垂直面上的支反力：RAa22R2F'[(Fd/2)F48.12]/96.24543.97NRBa22R2FF2F'2551.329236.9902552.568N軸承所承受的徑向載荷R1FF2F'2551.3292543.9972774.511NRARAR2RBRB軸向外載荷F305.373NA軸承的轉(zhuǎn)速n=224.30r/min單班制工作，預(yù)期壽命10年，則L10300824000h7.2求當(dāng)量動載荷ⅠⅡFA-12-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書FFRR查表取f1.2,軸承2處Cr31.5KN,C20.5KNp0r按圖，軸承Ⅰ未承受軸向載荷，故PfF1.2552.568663.082N1pR1軸承Ⅱ受軸向載荷FF；F/C286.007/205000.014，查表取A2AA20re0.19,F/F305.373/774.5100.39e0.19，A2R2查表取X0.56,Y2.3Pf(XFYF)1.2(0.56867.3942.3252.189)1856.304P12pR2A2故僅計算軸承Ⅱ的壽命即可。7.3求軸承的壽命L106Cr()60nP10631500（)30.323106hL60251.971856.304h2實際壽命比預(yù)期壽命大，故所選軸承合適。8.潤滑和密封方式的選擇8.1齒輪潤滑劑的選擇因是閉式齒輪傳動，且齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其硬度HB180HBSHB220HBS280HBS,且節(jié)圓處：v2.090m/s2m/s所以兩個齒輪均采用油潤滑，開油溝，油溝尺寸為a×b×c=5mm×8mm×5mm。118，選擇油的代號為AN150全損耗系統(tǒng)用油21查表，選擇潤滑油的黏度為GB443-19898.2齒輪的潤滑方式因為v2.090m/s2m/s故采用油池浸潤潤滑。8.3軸承的潤滑采用飛濺方式直接用減速器油池內(nèi)的潤滑油進行潤滑。-13-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書8.4密封方式的確定根據(jù)減速器的密封要求，選擇接觸式密封方式，根據(jù)軸徑查表選擇氈圈油封及槽，分別選：氈圈40JB/ZQ4406-86、氈圈40JB/ZQ4406-86。箱體剖分面上允許涂密封膠或水玻璃，不允許塞入任何墊片或填料。9.箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算9.1減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸參照表5-1各部位尺寸列于下表：符結(jié)構(gòu)名稱號尺寸符結(jié)構(gòu)號尺寸名稱螺栓直箱體壁厚δ8mmd10mm徑1連軸接沉頭座箱蓋壁厚δ8mm承螺直徑D26mm11旁凸緣栓通孔直13.5箱座b12mmd/1徑mm-14-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書厚度凸緣尺C20mm1寸C16mm2螺栓d10mm2直徑沉頭箱蓋B12mm1座直D18mm2箱徑體通孔底座B25mm2箱d10mm直徑/2座高軸承h35mm度螺栓150ml間距m旁凸半凸緣臺R20mm1C15mm尺寸1徑-15-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書軸承蓋外80mm,D徑805mmC12mm22軸承蓋螺釘直直徑d12mmfd8mm3徑視孔蓋螺釘直數(shù)目N4個d6mm4徑地通孔直定位銷螺釘直D15mmd6mm/f腳徑徑螺沉頭座箱體外壁至軸D32mm釘直徑L50mm10承端面的距離大齒輪頂圓與底座凸C22mm1Δ10mm1箱體內(nèi)壁距離緣齒輪端面與箱尺寸C20mm2Δ10mm2體內(nèi)壁的距離-16-武漢理工大學(xué)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課程設(shè)計說明書箱座135mH箱座m7mm肋高度m厚箱蓋m7mm油面高度h150mm鑄件有1：20的拔模斜度，鑄造圓角半徑取R=2mm,沉頭座锪平。9.2附件設(shè)計9.2.1窺視孔和視孔蓋窺視孔開在嚙合區(qū)的上方并有適當(dāng)?shù)拇笮?，窺視孔平時用蓋板蓋住，加密封墊圈，螺釘連接。尺寸如下：l90mm,l75mm,l60mm,b70mm,b55mm,b40mm,1231234mm，R5mm,d7mm,孔數(shù)為49.2.2通氣器選