鑄工車間自動送砂帶式運輸機傳動裝置設(shè)計-課程設(shè)計說明書

機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計學(xué)生姓名：陳翔 學(xué)號：05873738年級：大三院（系）：材料工程學(xué)院指導(dǎo)教師：時間：2016.01.22上海大學(xué)設(shè)計計算及說明結(jié)果一.《機械設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書l.題目：鑄工車間自動送砂帶式運輸機傳動裝置設(shè)計2.任務(wù)：(1).減速器裝配圖(1號)…………1張(2).低速軸工作圖(3號)…………1張(3).大齒輪工作圖(3號)…………l張(4).設(shè)計計算說明書……………1份3.時間：2016年1月11日至1月22日4.設(shè)計參數(shù)：(1).傳動帶鼓輪轉(zhuǎn)速n=150r/min(2).鼓輪軸輸入功率P=3.3kW(3).使用年限：6年5.其它條件：兩班制16小時工作、連續(xù)單向運轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)，有輕微振動、設(shè)計計算及說明結(jié)果二、傳動方案2.1傳動方案說明一、選擇傳動機構(gòu)類型的基本原則為：1.傳遞大功率時，應(yīng)充分考慮提高傳動裝置的效率，以減少能耗、降低運行費用。2.載荷多變和可能發(fā)生過載時，應(yīng)考慮緩沖吸振及過載保護(hù)問題。3.傳動比要求嚴(yán)格、尺寸要求緊湊的場合，可選用齒輪傳動或蝸桿傳動。4.在多粉塵、潮濕、易燃易爆場合，宜選用鏈傳動、閉式齒輪傳動或蝸桿傳動。根據(jù)本次課程設(shè)計的要求，此設(shè)計采用的傳動方案為單級圓柱齒輪傳動。二、傳動裝置的合理布置傳動裝置布置的原則：1.傳動能力小的帶傳動應(yīng)布置在高速軸。2.開式齒輪傳動應(yīng)布置在低速軸。這樣具有以下優(yōu)點：1.適用于中心距較大的傳動。2.具有良好的撓性，可緩沖吸收振動。3.過載時出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，使傳動失效，但可防止其他零件損壞。4.結(jié)構(gòu)簡單成本低。缺點：外廓尺寸大、無固定傳動比、壽命短、傳動效率低。結(jié)論：對于此傳動裝置的要求，低速軸由于其要求以固定的傳動比傳動，且所需傳動效率很高，所以齒輪傳動適用。設(shè)計計算及說明結(jié)果2.2電動機的選擇2.2.1電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式類型：根據(jù)電源及工作機條件，由教材ⅡP196表20-1選用臥式封閉型Y（IP44）系列的三相交流異步電動機ZBK22007-882.2.2選擇電動機容量：（1）工作機所需功率PW=3.3kW（2）電動機的輸出功率PdPd=PW/η電動機至工作機主動軸之間的總效率：＝0.96×××0.99×0.96＝0.86；式中，為V帶的效率,為滾動軸承的效率，為圓柱齒輪的效率，為聯(lián)軸器的效率，為滑動軸承的效率。所以電動機輸出功率：Pd=Pw/η=3.3/0.86=3.84kW（3）確定電動機額定功率：Ped≥Pd，根據(jù)教材ⅡP196選擇電動機，電動機額定功率為Ped=4.0kW2.2.3選擇電動機的轉(zhuǎn)速由教材ⅡP4表2-1：得推薦的傳動比合理范圍，V帶傳動的傳動比i＝2～4，單級圓柱斜齒輪減速器傳動比i＝3~6，則總傳動比合理范圍為i＝6～24，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為r/min。查課程設(shè)計指導(dǎo)書P196表20-1，可選擇同步轉(zhuǎn)速1000r/min、1500r/min和3000r/min的三種電機。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選定型號為Y112M—4的三相異步電動機，額定功率為4.0kw，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。2.2.4選擇電動機的型號：查教材ⅡP196表20-1型號額定功率<kW>同步轉(zhuǎn)速<轉(zhuǎn)/分>滿載轉(zhuǎn)速<轉(zhuǎn)/分>質(zhì)量<kg>額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Y112M—44.015001440432.22.3η總=0.86Pd=3.84kWPed=4.0kW設(shè)計計算及說明結(jié)果2.2.5電動機外形簡圖和主要安裝尺寸（教材ⅡP197表20-2）電動機外形示意圖(1).電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表：電動機型號額定功率(kW)電動機轉(zhuǎn)速(r/min)質(zhì)量（kg）同步滿載Y112M—44.015001440432.3總傳動比的確定和各級傳動比的分配2.3.1理論總傳動比i總＝nm÷nw＝1440÷150＝9.602.3.2各級傳動比的分配及其說明取V帶傳動比：i帶＝2.1電動機型號Y112M—4i總＝9.60i帶＝2.1設(shè)計計算及說明結(jié)果則單級圓柱齒輪減速器傳動比i齒＝i總÷i帶＝9.6÷2.1＝4.50由于i齒輪值一般取3—6所以i齒輪符合其常規(guī)范圍。2.4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)2.4.1各軸的理論轉(zhuǎn)速電動機軸：n0＝nm＝1440r/min高速軸：nⅠ＝n0/i帶＝1440/2.1＝685.71r/min低速軸：nⅡ＝nⅠ/i齒輪＝685.71/4.5＝152.38r/min2.4.2各軸的輸入功率電動機軸：P0＝Ped＝4.0kW高速軸：PⅠ＝P0×η帶＝4.0×0.96＝3.84kW低速軸：PⅡ＝PⅠ×η齒輪×η滾動軸承＝3.84×0.97×＝3.65kW2.4.3各軸的理論轉(zhuǎn)矩電動機軸：T0＝9550×P0/n0＝9550×4.0/1440＝26.53N?m高速軸：TⅠ＝9550×PⅠ/nⅠ＝9550×3.8/685.71＝52.92N?mm低速軸：TⅡ＝9550×PⅡ/nⅡ＝9550×3.65/152.38＝228.75N?m2.4.4各軸的運動和動力參數(shù)匯總表軸P（kW）n(r/min)T（N?m）電動軸O4.0144026.53高速軸I3.84685.7152.92低速軸II3.65152.38228.75i齒＝4.50n0＝1440r/min=685.71r/minnⅡ＝152.38r/minP0＝Ped＝4.0kWPⅠ＝3.84kWPⅡ＝3.65kWT0＝26.53N?mTⅠ＝52.92N?mTⅡ＝228.75N?m設(shè)計計算及說明結(jié)果三.傳動設(shè)計3.1V帶傳動3.1.1V帶傳動的設(shè)計計算1、確定計算功率Pc由課本表8-8“工作情況系數(shù)KA”查得KA=1.1故Pc=KA?P=1.1×4.0=4.4kW(2)選取普通V帶型號根據(jù)Pc=4.4kW，n1=1440r/min,由教材ⅠP157圖8-11，確定選用A型。d1=75~100mm(3)小帶輪基準(zhǔn)直徑d1及大帶輪基準(zhǔn)直徑d2由教材ⅠP155表8-7“V帶輪最小基準(zhǔn)直徑”及其注，取d1=90mm,d2=(n1/n2)*d1=(1440/685.71)*90=199mm由教材ⅠP157表8-9取d2=200mm誤差Δη=Δd/d2=(200-189)/200×100%=0.5%<5%故允許。(4)驗算帶速VV=(d1×n1×π)/(60×1000)=(3.14×1440×90/(60×1000)=6.78m/s,在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。(5)V帶內(nèi)周長度Ld和中心距a0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)203mm<a0<580mm初步選取中心距a0=500mm,KA=1.1Pc=4.4kWd1=90mmd2=200mmV=6.78m/s設(shè)計計算及說明結(jié)果L0=2a0+(π/2)*(d1+d2)+[(d2-d1)2/4a0]≈1462mm（教材式8-22）由教材Ⅰ表8-2對A型帶選用基準(zhǔn)長度Ld=1550mm再由式8-23計算實際中心距：a≈a0+(Ld-L0)/2=500+(1550-1462)/2=544mm(6)小帶輪包角α，由教材Ⅰ式8-6得α1=180°-[(d2-d1)/a]*57.3°=180°-[(200-90)/544]*57.3°≈168°>120°∴主動輪包角合適。(7)V帶根數(shù)z,由教材Ⅰ式8-19得z=Pc/[P0]=Pc/[(P0+ΔP0)*Kα*KL]由n1=1440r/min,d1=90mm,i帶=2.1查教材ⅠP151頁表8-4用插入法得：P0=1.064kW由教材ⅠP153表8-5得：ΔP0=0.17kW查教材ⅠP155表8-6得Kα=0.97查教材ⅠP145表8-2得KL=0.98則Z=Pc/[(P0+ΔP0)KαKL]=4.4/[(1.064+0.17)*0.97*0.98]=3.76取Z=4根式中：P0—單根V帶的基本額定功率；ΔP0—單根V帶額定功率增量；Kα—包角系數(shù)；KL—長度系數(shù)。(8)作用在帶輪軸上的壓力FQ由表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.105kg/m所以：F0=[(500*Pc)/zv]*[(2.5/Kα)-1]+qv2F0=[(500*4.4)/(4*6.78)]*[(2.5/0.97)-1]+0.1*6.782=133N計算軸壓力FQ=2Z*F0*sin(α1/2)=2*4*133*sin(168°/2)=1058NV帶傳動主要傳動參數(shù)見下表：帶型Ld(mm)D1(mm)D2(mm)a(mm)Z(根)F0（N）Fp（N）V(m/s)KAA155090200544413310586.7帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計：由于帶輪低速運轉(zhuǎn)（V＜30m/s），所以采用鑄鐵材料，常用材料的牌號為HT150或HT200。1、小帶輪：D=dd=125mm;d=38;2.5d~3d=95~114mm;dd≤2.5d~3d故小帶輪采用實心式。帶輪的基本尺寸如下：(mm)槽型febbdhahfδψA10eq\o(\s\up5(+2),\s\do2(-1))15±0.313.2112.758.7634°槽型Bdaddd1dlA50104.510072.238502、大帶輪：D=355mm>300mmd=38;d1=1.9d=72.2;l=1.5d=1.5*38=57mmdd-d1=355-72.2=282.8＞100mm故大帶輪采用橢圓輪輻式。帶輪的基本尺寸如下：(mm)槽型febbdhahfδψA10eq\o(\s\up5(+2),\s\do2(-1))15±0.313.2112.758.7638°槽型BD1D0dd1d0lCA508779,63872.23.760103.2齒輪傳動設(shè)計計算3.2.1齒輪的設(shè)計計算1、齒輪傳動設(shè)計計算（1）選擇齒輪類型、材料、精度等級及齒數(shù)[1]選用斜齒圓柱齒輪傳動。[2]選用軟齒面、閉式傳動。由課本表10-1得小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理HBS=197~286;sHlim1=550~620MPasFE1=410~480MPa取HBS=230sHlim1=600MPasFE1=425MPa大齒輪：45鋼，正火處理HBS=156~217;sHlim1=350~400MPasFE1=280~340MPa取HBS=200sHlim1=380MPasFE1=300MPa查教材ⅠP207“最小安全系數(shù)SH,SF的參考值”得SH=1.0SF=1.25[sH1]=sHlim1/SH=600/1.0=600MPa[sH2]=sHlim2/SH=380/1.0=380MPa[sF1]=sFE1/SF=425/1.25=340MPa[sF2]=sFE2/SF=287/1.25=240MPa[3]初選精度等級8級。[4]初選小齒輪齒數(shù)：Z1=24大齒輪齒數(shù)：Z2=i齒輪*Z1=4.5*24=108取Z2=108實際傳動比為i=108/24=4.50[5]選取螺旋角β=14o按齒面接觸強度設(shè)計1）由設(shè)計計算公式試算小齒輪分度圓直徑公式內(nèi)的各參數(shù)值（1）試選“載荷系數(shù)K”（1.2—1.4）得K=1.3（2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由表10-7選取齒寬系數(shù)φd=1由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)由圖10-5得區(qū)域系數(shù)ZH=2.5計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)Zεαt=arctan（tanαn/cosβ）=arctan（tan20/cos14）=20.562=φdZ1tan/π=1.905（7）由式（10-23）可得螺旋角系數(shù)（8）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1：T1=52920N.mm（9）小齒輪分度圓直徑d1：D1≥[(2KT1/yd)(u+1/u)(ZEZHZβ/[sH1])2]1/3=[(2×1.3×52920/1.0)(4.5+1/4.5)(189.8×2.5×0.985/380)2]1/3=47.281mm7調(diào)整分度圓小齒輪直徑⑴計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度vv=pd1n1/(60*1000)=3.14×47.281×1440/(60×1000)=3.56m/s②齒寬bb=ydd1=1×47.281=47.281mm⑵計算實際載荷KH①由表10-2查得使用系數(shù)KA=1②根據(jù)v=3.56m/s，8級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.12③齒輪的圓周力=2×52920/47.28=2.24×10^3

N.mm=1×2.24×10^3/47.28=47.736N/mm＜100N/mm查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)=1.451④由表10-4用插值法查得8級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時，=1.4則載荷系數(shù)為=1×1.12×1.4×1.145=2.275⑶由式（10-12），可得按實際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑=及相應(yīng)的齒輪模數(shù)mn=d1cosβ/z1=56.975×0.97/24=2.303mm3按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計由式（10-20）試算齒輪模數(shù)，即：（1）試選KFt=1.3（2）由式（10-18）可計算彎曲疲勞強度的重合度系數(shù)Y彎曲疲勞強度用重合度系數(shù)βb=arctan（tanβcosαt）=arctan（tan14cos20.562）=13.140v=/(cosβcosβ)=1.739ZV1ZV1=26.37ZV2=118.68YFa1=2.62YFa2=2.11YSa1=1.60;YSa1=1.82d1=48.74V=3.67m/sb=48.74mmh=3.105mm⑷齒形系數(shù)和齒根修正系數(shù)：ZV1=Z1/cos3β=24/cos314°=26.37ZV2=Z2/cos3β=108/cos314°=118.68查教材Ⅰ圖10-17“外齒輪的齒形系數(shù)YFa”與圖10-18“外齒輪的齒根修正系數(shù)YSa”得（3）齒形系數(shù)由圖10-17查得YFa1=2.62；YFa2=2.11（4）應(yīng)力校正系數(shù)由圖10-18可查得YSa1=1.60;YSa1=1.82＜所以取代入公式（8）試算模數(shù)調(diào)整齒輪模數(shù)1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度d1=Z1/cosβ=1.97×24/cos14=48.74②齒寬bb=ydd1=1×48.74=48.74mm③齒高h(yuǎn)及寬高比b/hh=（2ha*+c*）mn=(2.0+0.25)*1.38=3.105mmb/h=15.69計算實際載荷系數(shù)Kf①根據(jù)v=3.76m/s,八級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.11②由Ft1=2T1/d1=2×52920/48.74=KAFt1/b=1×/48.74=43.08＜100查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)Kfβ=1.4③由表10-4用插值法查得KHβ=1.451由b/h=15.69查圖10-13得Kfβ=1.45則載荷系數(shù)為KF==1×1.11×1.4×1.45=2.253）由10-13，可得按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)1mn=Mn=2Z1=27Z2=121對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強度的法面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中近取mn=2mm。同時為了滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d1=47.281mm來計算小齒輪的數(shù)。即Z1=d1cosβMn=2Z1=27Z2=121則Z2=uZ1=4.5×27=121.5取Z2=121Z1，Z2互為質(zhì)數(shù)4）計算幾何中心距d1=56mmd1=56mmd2=249mmb2=58mmb1=62mmβ=14.76考慮模數(shù)由1.66mm增加到2mm，為此將中心距減小圓整為153mm按圓整后的中心距修正螺旋角β=arccos(mn(Z1+Z2)/2a)=14.76⑿齒輪分度圓直徑d1=mn*Z1/cosβ=55.67mm取d1=56mmd2=mn*Z2/cosβ=249.48mm取d2=249mm⒀齒寬b：b=yd*d1=1*56=56mm取b2=58mm,b1=62mm3、驗算齒輪彎曲強度sF1=2KT1*YFa1YSa1/(bdmn)=324MPa＜【sF1】=340sF2=2KT1*YFa2YSa2/(bdmn)=183MPa＜【sF2】=230∴齒輪尺寸合適Ld=1550mma=544mmα=168°P0=1.064kWΔP0=0.17kWKα=0.97,Kl=0.98Z=4F0=133NFQ=1058NZ1=24Z2=108β=14oK=1.3yd=1.0mn=2.0mma=153mm設(shè)計計算及說明結(jié)果設(shè)計計算及說明結(jié)果齒輪設(shè)計總表：（I為小齒輪，II為大齒輪）齒輪齒數(shù)Z材料熱處理傳動比中心距(mm)螺旋角I2745鋼調(diào)質(zhì)4.5015314.76II121正火齒輪齒寬(mm)I62II583.3各軸的運動和動力參數(shù)匯總表項目電動機軸高速軸低速軸轉(zhuǎn)速（r/min）1440685.71153功率（kW）4.03.843.65轉(zhuǎn)矩（N·mm）26.5352.92228.75傳動比2.14.5設(shè)計計算及說明結(jié)果3.4聯(lián)軸器的選擇1.選型說明由于本減速器屬于中小型減速器，其輸出軸與工作機軸的軸線偏移不大。其次為了能夠使傳送平穩(wěn)，所以必須使傳送裝置具有緩沖，吸振的特性。因此選用彈性柱銷聯(lián)軸器。2.聯(lián)軸器型號由教材ⅡP164表17-4選擇聯(lián)軸器HL4聯(lián)軸器38×82GB4384—86型(Y型)聯(lián)軸器外形示意圖設(shè)計計算及說明結(jié)果四.軸與輪轂的聯(lián)接4.1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1.1軸徑設(shè)計利用公式d≥C*(P/N)1/3初步確定所需直徑。由教材ⅠP245表14-2得C=118~107∴d≥（118~107）*(3.8/685.71)1/3=18.93~20.886mm 考慮到鍵的影響,軸徑放大5%，d1=(1+5%)×（18.93~20.886）=19.876~21.930mm⑴取d1=20mm⑵d2=d1+2h定=25mm⑶d3=d2+2h非定=30mm根據(jù)教材ⅡP158表16-9，毛氈圈尺寸查得直徑d3=30mm⑷d5=d3+2h非定=40mm根據(jù)教材ⅡP144表15-3，軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑查得直徑d3=30mm∴初步選取深溝球軸承的型號為6306軸承外徑D=72mm,寬度B=19mm⑸d6=30mm;d4=35mm用齒輪軸。4.1.2軸的長度設(shè)計：軸段1：L1=60mm（根據(jù)教材ⅡP65普通V帶輪轂長度的設(shè)計確定）軸段2：L2=71mm（涂潤滑脂的空隙）軸段3：L3=m+e+10+結(jié)構(gòu)確定=30mm軸段4：L4=結(jié)構(gòu)確定(齒輪軸距內(nèi)壁距離)=7mm軸段5：L5=軸承寬度B+結(jié)構(gòu)確定+2=62mm軸段6：L6=結(jié)構(gòu)確定(齒輪軸距內(nèi)壁距離)=7mm軸段7：L7=軸承寬度B+結(jié)構(gòu)確定+2=30mm高速軸總長：L=267mmd1=20mmd2=25mmd3=30mmd4=35mmd5=40mmd6=30mmL1=60mmL2=71mmL3=30mmL4=7mmL5=62mmL6=7mmL7=30mmL=267mm設(shè)計計算及說明結(jié)果4.2低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.2.1軸徑設(shè)計利用公式d≥C*(P/N)1/3初步確定所需直徑?！郿min=107*(3.65/152.38)1/3=30.84mm 由教材ⅠP245表14-2得C=118~107考慮到鍵的影響,軸徑放大5%，d1=(1+5%)×30.84=32.382mm⑴取d1=35mm⑵d2=d1+2h定=40mm⑶d3=d2+2h非定=45mm根據(jù)教材ⅡP158表16-9，毛氈圈尺寸查得直徑d3=45mm根據(jù)教材ⅡP144表15-3，軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑查得直徑d3=45mm∴初步選取深溝球軸承的型號為6309軸承外徑D=100mm,寬度B=25mm⑷d4=d3+2h非定=50mm（5）d5=d4+2h定=55mm（6）d6=由結(jié)構(gòu)決定=45mm4.2.2軸的長度設(shè)計：軸段1：L1=80mm（根據(jù)教材ⅡP117表11-2的數(shù)據(jù)設(shè)計確定）軸段2：L2=66mm（涂潤滑脂的空隙）軸段3：L3=軸承寬度B+結(jié)構(gòu)確定=46mm軸段4：L4=齒輪輪轂長度-2=56mm軸段5：L5=定位軸肩（結(jié)構(gòu)決定）=12mm軸段6：L6=軸承寬度+結(jié)構(gòu)確定=36mm低速軸總長：L=296mmd1=35mmd2=40mmd3=45mmd4=50mmd5=55mmd6=45mmL1=80mmL2=66mmL3=46mmL4=56mmL5=12mmL6=36mmL=296mm設(shè)計計算及說明結(jié)果4.3軸的強度校核只需進(jìn)行高速軸的強度校核,按彎扭強度計算L=267,K=155,壓力角α=20°∵齒輪上的圓周力Ft=2T1/d1=5292N軸向力Fa=Ft*tgβ=1394.25N徑向力Fr=Ft*tgα/cosβ=1991.85N帶輪的壓力FQ=1238.5N1)求垂直面的支反力F1v=(Fr*L/2-Fa*d4/2)/L=(1991.85*267/2-1394.25*35/2)/267=904.54NF2v=Fr-F1v=1991.85-904.54=1087.31N2)求水平面的支反力FH=F1H=F2H=Ft/2=5292/2=2646N3)F在支點產(chǎn)生的反力F1f=F*k/L=1238.5*155/267=718.98NF2f=F+F1f=1238.5+718.98=1957.48N4)繪垂直面的彎矩圖：Mav=F2v*L/2=145155.88N·mmMav＇=F1v*L/2=120756.09N·mm5)繪水平面的彎矩圖：Mah=FH*L/2=353241N·mm設(shè)計計算及說明結(jié)果6)F力產(chǎn)生的彎矩圖：M2f=F*k=1238.5*155=191967.5N·mma-a截面F力產(chǎn)生的彎矩為:Maf=F1f*L/2=718.98*267÷2=95983.83N·mm7)合成彎矩圖考慮到最不利的情況,把Maf與(Mav2+Mah2)1/2直接相加Ma=Maf+(Mav2+Mah2)1/2=95983.83+(145155.882+353241N2)1/2=477886N·mmMa’=Maf+(Mav’2+Mah2)1/2=95983+(120756.092+3532412)1/2=469294N·mmM2=M2f=191967.5N·mm8)軸的傳遞轉(zhuǎn)矩T=Ft*d/2=5292*40/2=105840N·mm9)最危險截面當(dāng)量彎矩截面：可見a-a截面最危險Me=(Ma2+αT2)1/2,取α=1,Me=(4778862+1*(105840)2)1/2=489466N·mm10)計算危險截面處軸的直徑：軸的材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查得бB=650N/mm2,由此查得許用彎曲應(yīng)力[б-1b]=60N/mm2,則d≥(Me/0.1/[б-1b])1/3=(326923/0.1/60)1/3=43mm而初步設(shè)計此段軸徑為45>43設(shè)計計算及說明結(jié)果∴強度滿足要求,合適設(shè)計計算及說明結(jié)果4.3軸上鍵聯(lián)接強度校核1.高速軸軸端的鍵(1)類型及尺寸選擇(教材ⅡP140頁表14-1)選擇半圓頭普通平鍵聯(lián)接（C型）根據(jù)教材2P140表14-1得軸的直徑dmin=20mm時,查得b=6,h=6,取標(biāo)準(zhǔn)值L=45mm2.低速軸一、齒輪與軸聯(lián)接的鍵：(1)類型及尺寸選擇(教材ⅡP140頁表14-1)選擇圓頭普通平鍵聯(lián)接(A型)根據(jù)軸的直徑d=50mm,查得b=14,h=9，取L=40mm設(shè)計計算及說明結(jié)果B.低速軸軸端的鍵：(1)類型及尺寸選擇(教材ⅡP140頁表14-1)選擇半圓頭普通平鍵聯(lián)接(C型)根據(jù)軸的直徑d=35mm,查得b=10,h=8取標(biāo)準(zhǔn)值L=56mm五.軸承選擇計算5.1低速軸軸承壽命驗算根據(jù)所選單列深溝球軸承6306Ft=2T2/d2=2*228750÷200=2287.5NFr=Ft*tgα/cosβ=860.99NFa=Fa=Ft*tgβ=2287.5*tg14.67°=598.91NC0r=12.8KNP=Fa÷C0r=821.15÷12800=0.047由教材ⅠP317表13-5查得取Fa÷C0r=0.047，則有e=0.25Fa÷Fr=598.91÷860.99=0.6956＞eX=0.56；Y=1.55P=X*Fr+Y*Fa=0.56*860.99+1.55*598.91=1358.80N軸承所受載荷大,校核軸承的壽命Lh=(ftCr/fpP)10/3*1000000/60*n1式中ft為溫度系數(shù),Cr為額定動載荷,fp為載荷系數(shù)查得ft為1,fp為1.2根據(jù)初步選的軸承型號查得Cr=16.8*103N∴Lh=(16.8*103*1/1.2/1358.80)3*106/60/152.38=67160h∵工作情況是雙班制,每天工作16個小時。壽命為Lh/16/365=11.5年＞6年符合要求 一般機器的大修期大于2到3年,所以所選軸承型號合適。設(shè)計計算及說明結(jié)果5.2減速器各軸所用的軸承型號軸承型號d(mm)D(mm)B(mm)高速軸I深溝球軸承630630

219低速軸II深溝球軸承63094510025設(shè)計計算及說明結(jié)果六.減速器的潤滑與密封6.1齒輪傳動的潤滑本減速器齒輪圓周速度為：V=pd1nⅡ/(60*1000)=1.31m/s齒輪的圓周速度小于12m/s，所以采用浸油潤滑。此外，傳動件內(nèi)浸入有油的深度要求適當(dāng)，油池必須保持在一定的深度。（教材ⅡP153~P154頁表16-1、16-4）機座內(nèi)裝中負(fù)荷工業(yè)齒輪油N220潤滑油（GB5903-86）至規(guī)定高度。軸承用ZGN69-2滾動軸承脂；密封（教材ⅡP156表16-8，P158表16-9）采用氈圈密封，特點是結(jié)構(gòu)簡單、價廉，但磨損較快，壽命短，用于脂潤滑。軸徑油封氈圈溝槽d0dDbD1d1b1b22524375382645.54039525534145.56.2潤滑油牌號的確定及油量計算潤滑油牌號的確定齒輪節(jié)圓的速度為:V=pd1nⅡ/(60*1000)=1.31m/s查教材ⅡP153表16—2，所需潤滑有運動粘度220mm2/s教材ⅡP153表16—1得所需潤滑油牌號為N220.油面高度的確定以每傳遞1kw功率所需油量為300—700cm3，計算所需油量范圍。設(shè)計計算及說明結(jié)果Vmin=300×4.8=1440cm3Vmax=700×4.8=3360cm3實際儲油量：大齒輪浸油深度（浸油最低處）不小于da2-df2=9mm；而且最高浸油深度不超過1/3的大齒輪半徑得：R21/3=62mm最低油面深度：72mm最高油面深度：126mm箱體內(nèi)壁總長：L=510mm箱體內(nèi)壁總寬：b=213mmVmin=(126-72)×510×213=5866020mm3可見箱體有足夠的儲油量。6.3軸承的潤滑由于d1*n1=60*685.71=41142.6<250000，所以軸承采用脂潤滑。（d1軸承內(nèi)徑，n軸的轉(zhuǎn)速）查教材Ⅱ2P154表16-46.4減速器的密封本減速器所采用的密封件是氈圈密封圈。密封方式是接觸式密封。本減速器在軸承旁還設(shè)置了擋油圈。七.減速器箱體及其附件7.1箱體結(jié)構(gòu)形式及材料本減速器采用剖分式箱體，分別由箱座和箱蓋兩部分組成。用騾栓連接起來，組成一個完整箱體。剖分面與減速器內(nèi)傳動件軸心線平面重合。此方案有利于軸系部件的安裝和拆卸。剖分接合面必須有一定的寬度，并且要求仔細(xì)加工，以保證箱體剛度。在軸承座處設(shè)有加強肋。箱體底座要有一定寬度和厚度，以保證安裝穩(wěn)定性和剛度。減速器箱體用HT200制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本低。鑄造箱體多用于批量生產(chǎn)。設(shè)計計算及說明結(jié)果7.2箱體結(jié)構(gòu)尺寸1.基本箱體參數(shù)(教材ⅡP17表3-1)箱座壁厚δ=10mm箱蓋壁厚δ1=8mm箱體凸緣厚度：箱座b=1.5δ=15mm,箱蓋b1=1.5δ1=12mm,箱底座b2=2.5δ=25mm加強肋厚：箱座m=0.85δ=0.85*10=8.5mm，箱蓋m1=0.85δ1=0.85*8=6.8mm地腳螺釘直徑：df=0.036a+12=0.036*153+12=15.508mm，取公稱直徑為16mm地腳螺釘數(shù)目：n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：d1=0.75df=16mm,取為M16箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑：d2=(0.5~0.6)df=10~12mm取M12軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目：d3=8,n=4(教材ⅡP77表9-9)觀察孔蓋螺釘直徑：0.3~0.4df0.35df=7mm取M8n=4箱體主要機構(gòu)尺寸：名稱符號尺寸箱座壁厚δ10mm箱蓋壁厚δ18mm箱體凸緣厚度b15mmb112mmb225mm加強肋厚m8.5mmm16.8mm地腳螺釘直徑和數(shù)目df16mmn6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d116mm箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑d212mm觀察孔蓋螺釘直徑d47mmdf、d1、d2至箱體外壁距離；df、d2至凸緣邊緣的距離C1、C2螺栓直徑M8M12M16M20C1(mm)13182226C2(mm)11142024設(shè)計計算及說明結(jié)果7.3主要附件1.窺視孔和視孔蓋為便于觀察齒輪嚙合情況及注入潤滑油，在箱體頂部設(shè)有窺視孔。為了防治潤滑油飛出及密封作用，在窺視孔上加設(shè)視孔蓋。規(guī)格:A：100;A1：135;A0：117.5;d4：M8;h：5~8;2.油標(biāo)尺為方便的檢查油面高度，保證傳動件的潤滑，將油面指示器設(shè)在低速級齒輪處油面較穩(wěn)定的部位，可以及時泄?jié)櫥?。?guī)格：油標(biāo)尺M(jìn)16尺寸：dd1d2d3HabcDD1M1641663512852622設(shè)計計算及說明結(jié)果3.定位銷保證拆裝箱蓋時，箱蓋箱座安裝配合準(zhǔn)確，且保持軸承孔的制造精度，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配兩個定位銷。2個M12*30GB117-86α：1.04.起蓋螺釘在箱體部分面上涂有水玻璃，用于密封，為便于拆卸箱蓋，在箱蓋凸緣上設(shè)有起蓋螺釘一個，擰動起蓋螺釘，就能頂開箱蓋。M10*36GB5783A級5.起吊裝置減速器箱體沉重，采用起重裝置起吊，在箱體上裝有吊環(huán)螺釘。為搬運整個減速器，在箱兩座凸緣處鑄有吊耳。教材ⅡP80表9-20A．箱蓋吊耳尺寸（mm）：d=16，R=17.6，e=14.4，b=16B．箱座吊耳尺寸（mm）：B=34，H=27.2，h=13.6，r2=8.5，b=20箱座吊耳設(shè)計計算及說明結(jié)果6.通氣器減速器工作時箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，箱內(nèi)氣壓增大。為了避免由此引起的密封部位的密封性下降造成潤滑油向外滲漏，多在視孔蓋上設(shè)置通氣器，使箱體內(nèi)的熱膨脹氣體能自由逸出，保持箱體內(nèi)壓力正常，從而保證箱體的密封性。規(guī)格：M18*1.5（教材ⅡP76頁表9-8）尺寸d：18mm；d1=M33×1.5；d2=8;d3=3;d4=16;D=40;a=12;b=7;c=16;h=40;h1=18;D1=25.4mm；R=40;k=6;e=2;f=2;S=22mm；0設(shè)計計算及說明結(jié)果7.放油孔和螺塞為了排出油污，在減速器箱座底部設(shè)有放油孔，并用方油螺塞和密墊圈將其堵住。外六角油塞及封油墊：mm（教材ⅡP97頁表9-16）尺寸：d：M16*1.5；D0：26；e：19.6；L：23；l：12；a：3；S：17；d1：17；H：2外六角油塞及封油墊8.軸承蓋（教材ⅡP77表9-9）高速軸：軸承外徑D：57；螺釘直徑d3：6；螺釘數(shù)：4；d0：7；D0：72；D2：87；e：7.2；e1：8；D4：47；D5：54；D6：54；b1：5；d1：46；低速軸：軸承外徑D：70；螺釘直徑d3：8；螺釘數(shù)：4；d0：9；D0：90；D2：110；e：9.6；e1：10；D4：60；D5：66；D6：67；b1：5；d1：56；其中b1、d1由教材ⅡP158 頁表16-9確定。設(shè)計計算及說明結(jié)果八.小結(jié)此次課程設(shè)計時間短，起先感覺完不成，總感覺很難。在開始算數(shù)據(jù)的時候在教材二的一步步指導(dǎo)下慢慢的將所需的數(shù)據(jù)算出來了。心情真是有種開闊的感覺。在畫草圖的時候也畫錯了好多，在老師的指導(dǎo)下即使改正了。正圖畫的比較小心所以沒有之前草圖的速度。不過總體來說速度還是可以的。在規(guī)定時間內(nèi)完成了課程設(shè)計?？傮w來說課程設(shè)計的方案布置是合理的，基本符合設(shè)計的總體要求。在零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算上完全按照教科書、課程設(shè)計書進(jìn)行，相關(guān)尺寸符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。裝配圖的軸系部件設(shè)計合理，零件圖尺寸和公差完全符合行業(yè)基本規(guī)范。附件的選擇和布置基本合理，軸承蓋、密封件等的選擇完全參照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計合理。在設(shè)計中的所有公式以及參數(shù)均以標(biāo)明出處，并符合標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)來源可靠，計算結(jié)果正確。通過此次課程設(shè)計，我在總體設(shè)計能力有了顯著的提高。特別是對設(shè)計的理解、分析以及繪制特有的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計規(guī)范有了深刻的認(rèn)識，在計算機繪圖能力方面也有了長足的進(jìn)步。當(dāng)然，我認(rèn)識到我還存在以下不足：在對于設(shè)計的總體把握方面還不夠強；對于有些設(shè)計理念理解的還不夠透徹；通過現(xiàn)代信息手段查找資料的能力還有所欠缺；計算機繪圖能力還有待加強。九.資料索引1.《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第五版）揚可楨、程光蘊主編高等教育出版社書號：ISBN978-7-04-019209-4注：此書即為說明書中所指教科書、課本。2．《機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》華中理工大學(xué)王昆、重慶大學(xué)何小柏、同濟大學(xué)汪信遠(yuǎn)主編高等教育出版社書號：ISBN978-7-04-005405-7基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究