機(jī)械設(shè)計-課程設(shè)計_一級減速器設(shè)計.doc

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1、課 程 設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目： 帶式運(yùn)輸機(jī)減速裝置 院 系： 機(jī)械工程系 學(xué)生姓名： 國斌 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 劉麗芳 2012年 7 月 5 日1機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計題目：帶式運(yùn)輸機(jī)減速器裝置設(shè)計內(nèi)裝：1. 設(shè)計計算說明書一份2. 減速器裝配圖一張（A1）3. 軸零件圖一張（A3）4. 齒輪零件圖一張（A3） 機(jī) 械 工 程 系 班級設(shè)計者： 國斌 指導(dǎo)老師： 劉麗芳 完成日期： 2012年7月5日 成績：_哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院目 錄機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書1. 一、課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書1 二、摘要和關(guān)鍵詞52. 一、傳動方案擬定6二、電動機(jī)選擇6三、計算總傳動

2、比及分配各級的傳動比7四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算7五、傳動零件的設(shè)計計算8六、軸的設(shè)計計算10七、滾動軸承的選擇及校核計算14八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算15九、箱體設(shè)計16十、教師評語及本次課程設(shè)計負(fù)責(zé)人意見17課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書設(shè)計題目帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計學(xué)生姓名國斌所在院系機(jī)械工程系專業(yè)、年級、班設(shè)計要求：輸送機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，兩班制工作，使用期限7年，小批量生產(chǎn)。允許輸送帶速度誤差為。輸送帶拉力F= 2.0kN；輸送帶速度V=1.6m/s ；滾筒直徑D=300mm 。學(xué)生應(yīng)完成的工作： 1編寫設(shè)計計算說明書一份。2減速器部件裝配圖一張( A1)；3繪制軸和齒輪

3、零件圖各一張（A3）。參考文獻(xiàn)閱讀： 1.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書2.機(jī)械零件課程設(shè)計圖冊3.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊4.機(jī)械設(shè)計手冊5.機(jī)械設(shè)計6.機(jī)械基礎(chǔ)工作計劃：1. 設(shè)計準(zhǔn)備工作 2. 總體設(shè)計及傳動件的設(shè)計計算3. 裝配草圖及裝配圖的繪制4. 零件圖的繪制5. 編寫設(shè)計說明書任務(wù)下達(dá)日期： 2012 年 6 月 25 日 任務(wù)完成日期： 2012 年 7月 5 日指導(dǎo)教師（簽名）： 學(xué)生（簽名）：國斌帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計摘 要：齒輪傳動是應(yīng)用極為廣泛和特別重要的一種機(jī)械傳動形式，它可以用來在空間的任意軸之間傳遞運(yùn)動和動力，目前齒輪傳動裝置正逐步向小型化，高速化，低噪聲，高可靠性和硬齒面

4、技術(shù)方向發(fā)展，齒輪傳動具有傳動平穩(wěn)可靠，傳動效率高（一般可以達(dá)到94%以上，精度較高的圓柱齒輪副可以達(dá)到99%），傳遞功率范圍廣（可以從儀表中齒輪微小功率的傳動到大型動力機(jī)械幾萬千瓦功率的傳動）速度范圍廣（齒輪的圓周速度可以從0.1m/s到200m/s或更高，轉(zhuǎn)速可以從1r/min到20000r/min或更高），結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。因此，它在各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中被廣泛使用。本文設(shè)計的就是一種典型的一級圓柱直齒輪減速器的傳動裝置。其中小齒輪材料為35鋼（調(diào)質(zhì)），硬度約為210HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度約為280HBS，齒輪精度等級為7級。軸、軸承、鍵均選用鋼質(zhì)材料。關(guān)鍵詞

5、：減速器、齒輪、軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器計算過程及計算說明一、 傳動方案擬定（1） 工作條件：使用年限7年，工作為二班工作制，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，小批量生產(chǎn)，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=2.0kN；帶速V=1.6m/s；滾筒直徑D=300mm。二、電動機(jī)選擇1、電動機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動機(jī)2、電動機(jī)功率選擇：（1）傳動裝置的總功率：總=帶3軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒=0.960.9830.970.990.96=0.83(2)電機(jī)所需的工作功率：P工作=FV/（1000總）=20001.6/（10000.83）=3.86KW3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=601000V

6、/D=6010001.6/300=1101.91r/min按手冊P7表1推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍Ia=36。取V帶傳動比I1=24，則總傳動比理時范圍為Ia=624。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Ian筒n筒=（624）101.91=611.462445.84r/min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)手冊查出有三種適用的電動機(jī)型號：因此有三種傳支比方案：由機(jī)械設(shè)計手冊查得。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第3方案比較適合，則選n=1500r/min。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)

7、以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為Y132S-4。其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i總=n電動/n筒=1440/101.91=14.132、分配各級偉動比（1） 據(jù)指導(dǎo)書P7表1，取齒輪i帶=3.0（V帶傳動比I1=24合理）（2） i總=i齒輪i帶i齒輪=i總/i帶=14.13/3.0=4.71四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI=n電機(jī)=1440r/minnII=nI/i帶=1440/3.0=480(r/min)nIII=nII/i齒輪=480/4.71=10

8、1.91(r/min)2、 計算各軸的功率（KW）PI=P工作帶=3.860.96=3.71KWPII=PI軸承齒輪=3.710.980.97=3.53KWPIII=PII軸承聯(lián)軸器=3.530.970.99=3.39KW3、 計算各軸扭矩（Nmm）T工作=95503.86/1440=25.60TI= T工作帶i帶=25.600.963.0=73.73NmTII= TIi齒輪軸承齒輪=73.734.710.980.97=330.11NmTIII=TII軸承聯(lián)軸器=330.110.970.99=317.00Nm五、傳動零件的設(shè)計計算1.確定計算功率PC由課本表8-7得：kA=1.1PC=KAP=

9、1.15.5=6.05KW2.選擇V帶的帶型根據(jù)PC、n1由課本圖8-10得：選用A型3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v。1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由課本表11-6和表11-7，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=100mm。2）驗(yàn)算帶速v。按課本式（11-10）驗(yàn)算帶的速度v=dd1n1/（601000）=1001440/（601000）=7.54m/s在5-30m/s范圍內(nèi)，帶速合適。3）計算大齒輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)課本式（11-11），計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2dd2=i帶dd1=3.0100=300mm由課本表11-6，圓整為dd2=300mm4.確定帶長和中心矩1）根據(jù)課本式（11-1

10、2），初定中心距a0=600mm2）由課本式（8-22）計算帶所需的基準(zhǔn)長度Ld02a0+(dd1+dd2) /2+(dd2-dd1) 2/（4a0）=2600+3.14（100+300）/2+（300-100）2/（4600）1845mm由課本表11-7選帶的基準(zhǔn)長度Ld=1800mm按課本式（11-15）實(shí)際中心距a。aa0+（Ld- Ld0）/2=600+（1800-1845）/2=623mm5.驗(yàn)算小帶輪上的包角11=1800-（dd2-dd1）/a57.30=1800-（300-100）/62357.30=1600900（適用）6.確定帶的根數(shù)z1）計算單根V帶的額定功率pr。由dd

11、1=100mm和n1=1440r/min根據(jù)課本表11-3得P0=1.32KW根據(jù)n1=1440r/min，i帶=3.0和A型帶，查課本表（11-3）得P0=0.17KW根據(jù)課本表11-4得Ka=0.95根據(jù)課本表11-2得KL=0.98查表11-3并由課本式（11-17）得 Pr=（P0+P0）KaKL=（1.32+0.17）0.950.98=1.387kw2)計算V帶的根數(shù)z。z=PCa/Pr=6.05/1.387=4.36 圓整為5根7.計算單根V帶的初壓力的最小值(F0)min由課本表11-1得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kg/m，則單根V帶的初拉力：(F0)min =500（2.5

12、- Ka）PCa /zvKa +qV2=500（2.5-0.95）6.05/（0.9557.54）+0.17.542N=137N應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0(F0)min。8.計算壓軸力Fp壓軸力的最小值為（Fp）min=2z（F0）min sin（1/2）=25137sin（146/2）=1310N9.齒輪傳動的設(shè)計計算1選定齒輪材料及精度等級并確定許用應(yīng)力1）機(jī)器為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）。2）材料選擇。由表課本表13-9選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為217255HBS，大齒輪材料為35鋼（正火）硬度為150180HBS。3）根據(jù)齒輪硬度的中間值（

13、HB1=236，HB2=165），由圖13-26查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限為Hlim 1=620MPa，Hlim 2=525MPa4）對一般裝置，由表13-13查得最小安全系數(shù)為SHmin=1.05)兩齒輪的許用接觸應(yīng)力為H1=Hlim1/SHmin=620MpaH2=Hlim2/SHmin=525Mpa2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算齒輪的主要尺寸1） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P1/n1=9.551063.71/480=73814Nmm T2=9.55106P2/n2=317677.4Nmm2） 由表13-10取K=1.13） 齒數(shù)比u=z1/z2=4.714） 由課本表13-15選取

14、齒寬系數(shù)d=15)由課本表13-11查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/26) 試算小齒輪分度圓直徑d1d12.32(KT1(u+1)ZE2/duH2)1/3 =48.77mm,取d1=50mmd22.32(KT2(u+1)ZE2/duH2)1/3 =88.63mm,取d2=90mm7）確定齒輪模數(shù)中心距a=d1(1+u)/2=142.75mm因此，m=(0.010.02)a=1.42752.885,取m=28)確定齒輪的齒數(shù) Z1=d1/m=25 Z2=uZ1=117.75, 取118實(shí)際齒數(shù)比u=4.72u= (u-u)/u=-2.12%5%,在誤差允許范圍內(nèi)9）計算齒輪的主要

15、尺寸齒輪分度圓直徑d1=mZ1=50mm d2=mZ2=236mm齒輪傳動的中心距a=（d1+d2）/2=143mm 齒輪寬度b2=dd1=50mmb1= b2+(510)=5560mm,取b1=55mm10）計算齒輪的圓周速度V并選擇齒輪的精度V=dd1n1/（601000）=1.256 m/s按表13-5，齒輪的精度等級為8級3.校核兩齒輪的彎曲強(qiáng)度 1）確定兩齒輪的許用應(yīng)力 由圖13-27查得兩齒輪的彎曲疲勞極限為Flim1=230Mpa Flim2=210Mpa由表13-13查得最小安全系數(shù)為SHmin=1.0查表13-14得兩齒輪的相對應(yīng)力集中系數(shù)為Ysr1=0.88 Ysr2=0.

16、99計算兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力F1=Flim1/SHmin Ysr1=261.36 MpaF2=Flim2/SHmin Ysr2=212.12 Mpa2) 計算兩輪齒根的彎曲應(yīng)力由表13-12查得兩輪的齒形系數(shù)為YF1=2.33 YF2=2.17比較YF/F的值YF1/F1=0.008914YF2/F2=0.0102YF1/F1 YF2/F2 計算小齒輪齒根的彎曲應(yīng)力為F1=2000KT1YF1/b2m2Z1=75673.6NF1F2=2000KT2YF2/b1m2Z2=58420.3N40320hLh2=106C3/(60nP23)=6.231013h40320h預(yù)期壽命足夠八、鍵聯(lián)接的選擇及

17、校核計算由課本式（15-1） p=4T/dhl確定上式中各系數(shù)TI=73.73Nm TII=330.11Nmh1=8mm h2=7mml1=63-9=54mm l2=55-9=46mmd1=38mm d2=25mmp1=80.84MPa p2=58.04 MPa查表得 p=100-120所以p1p p2p 滿足要求九、箱體設(shè)計名稱符號尺寸（mm）機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b112機(jī)座底凸緣厚度b220地腳螺釘直徑df12.3地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d19.3機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d26.2聯(lián)軸器螺栓d2的間距 l 150軸承端蓋螺釘直徑d36.2窺視孔蓋螺釘

18、直徑d43.7定位銷直徑d12df，d1, d2至外機(jī)壁距離C126, 22, 16df， d2至凸緣邊緣距離C225, 15軸承旁凸臺半徑R125凸臺高度h 42外機(jī)壁至軸承座端面距離l1 60大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離110齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 10機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m7， 7軸承端蓋外徑D256， 72軸承端蓋凸緣厚度t 8軸承旁聯(lián)接螺栓距離s56 總=0.83P工作=3.86KWn滾筒=101.91r/min電動機(jī)型號為Y132S-4i總=14.13據(jù)手冊得i齒輪=4.71i帶=3.0nI =1440r/minnII=480r/minnIII=101.91r/minPI=3.71KW

19、PII=3.53KWPIII=3.39KWTI=73.73Nm TII=330.11Nm TIII=317.00NmV=7.54m/sdd2=300mm取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=300mmLd=1800mm取a0=600z=5(F0)min =137N（Fp）min =1310N u=4.72 Ysr1=0.88 Ysr2=0.99YF1=2.33 YF2=2.17 d1=38mmd2=45mmd3=50mmd4=53mmd5=61mmd6= 50mmB2=70mmB1=64mm深溝球軸承6310尺寸dDB=50mm110mm27mmFt2=2011NFr2=826NFt1 =2719.3NFr1=98

20、9.7N深溝球軸承6007，其尺寸dDB=35mm62mm14mmd1=25mmd2=30mmd3=35mmd4=40mmd5=46mmd6=35mmB2=70mmB1=64mmFt=2952.5 NFr=1074.6NFNH1=537.3NFNV1=1476.25NFNH2=537.3NFNV2=1476.25N軸承預(yù)計壽命40320小時f P=1.5PI=2969.1NPII=1611.9 NLh1=1.121013h40320hLh2=6.231013h40320hp1=80.84MPa p2=58.04 MPap=100-120指導(dǎo)教師評語：課程設(shè)計報告成績： ，占總成績比例： 課程設(shè)計其它環(huán)節(jié)成績：環(huán)節(jié)名稱： ，成績： ，占總成績比例： 環(huán)節(jié)名稱： ，成績： ，占總成績比例： 環(huán)節(jié)名稱： ，成績： ，占總成績比例： 總 成 績： 指導(dǎo)教師簽字：年 月 日本次課程設(shè)計負(fù)責(zé)人意見：負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日18