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1、
機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)說明書
設(shè)計(jì)題目單級斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)
學(xué)院 能源與動力學(xué)院專業(yè)熱能與動力工程-動力機(jī)械
班級 動力機(jī)械x班 學(xué)號 091102xxxx
設(shè)計(jì)人：xxx
指導(dǎo)教師：xxx
完成日期：2011年7月13日
一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書------------------------------------------3
二、 電動機(jī)的選擇---------------------------------------4
三、 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)----------
2、-----4
四、 三角帶傳動設(shè)計(jì)------------------------------------6
五、 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算------------------------------------7
六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算---------------------------------------9
七、 滾動軸承的選擇與計(jì)算---------------------------12
八、 鍵聯(lián)接的選擇與校核計(jì)算------------------------13
九、 聯(lián)軸器的選擇---------------------------------------14
十、 潤滑
3、與密封------------------------------------------14
十一、 設(shè)計(jì)小結(jié)----------------------------------------15
十二、 參考資料----------------------------------16
一、設(shè)計(jì)任務(wù)書
用于帶式運(yùn)輸機(jī)的單級斜齒圓柱齒輪減速器。傳動裝置簡圖如如下圖所示:
工作條件與要求：單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動。 運(yùn)輸帶速度允 許速度誤差為±5%。工作期限為十年，檢修期間隔為三年。小批量生產(chǎn)。
4、
F=2850N
V=1.5m/s
D=400mm
二、電動機(jī)的選擇
1、電動機(jī)類型的選擇：
Ｙ系列全封閉自扇冷鼠籠型三箱異步電機(jī)
2、電動機(jī)功率的選擇：
(1)電動機(jī)工作所需的有效功率為：
Pw=Fw·Vw/1000=2850*1.5/1000=4.275Kw
(2) 傳動機(jī)裝置的總功率:
=0.96x0.98x0.98x0.98x0.99x0.96=0.876
(3 ) 電機(jī)所需的工作功率:P=Pw/總=4.88Kw
查表得：Ped=5.5Kw
選電動機(jī)型號：Y132M2-6
如此n滿=960r/min
三、運(yùn)動參數(shù)與動力參數(shù)
5、計(jì)算
1、計(jì)算總傳動比與分配各級的傳動比
工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=60x1000v/〔πD〕
=60x1000x1.5/(3.14x400)
=71.62r/min
i 總=n 滿/n=960/71.62=14.40
查表取i帶=3 如此 i齒=14.40/3=4.80
P=4.88Kw
設(shè)計(jì)計(jì)算與說明
2、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速
n0=n滿=960r/min
nⅠ=n/i帶=960/3=320 r/min
nⅡ=nⅠ/i齒=320/4.80=66.67 r/min
6、
nw=nⅡ=66.67r/min
3、計(jì)算各軸的功率 ( KW)
Po =P =4.88kw
PⅠ=Px0.96=4.68kw
PⅡ=PⅠx0.995 x 0.97 = 4.52 kw
Pw=4.52 x 0.995 x 0.98 = 4.41 KW
4、計(jì)算各軸扭矩 ( N ? m)
I軸 T1 = 9550PI/nI = 9550 x 4.68 / 320 = 139.67 Nm
II軸 TII = 9550PII/nII = 9550 x 4.52 /66.67 = 647.46 Nm
工作軸 Tw = 9550Pw/nw = 9550 x 4.41 / 66.6
7、7 = 631.70 Nm
電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 T0 = 9550P0/nm = 9550 x 4.88 / 960 = 48.55 Nm
軸名
參數(shù)
電動機(jī)軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
工作軸
轉(zhuǎn)速〔r/min〕
960
320
66.67
66.67
功率〔kw〕
4.88
4.68
4.52
4.41
轉(zhuǎn)矩T〔N ? m〕
48.55
139.67
647.46
637.70
傳動比i
3.00
4.80
1.00
效率
0.96
0.966
0.976
設(shè)計(jì)計(jì)算與說明
結(jié)果
四、三角帶傳動設(shè)計(jì)
( 1) 選擇普通 V 帶
8、
Pc=KaP=1.1x5.5=6.05kw
由圖可選用A型普通V帶
取主動輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm，從動輪基準(zhǔn)直徑dd2=3x100=300mm
(2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速V：
V=πdd1n1/60x1000
=πx100x960/60x1000=5.03m/s
在 5~25 m/s X圍內(nèi)，帶速適宜。
(3) 確定帶長和中心矩
0.7〔dd1+dd2〕≤a0≤2〔dd1+dd2〕
可得280≤a0≤800
初步確定 a0=500mm
由L0=2a0+πx〔dd1+dd2〕/2+(dd2-dd1)2/4a0得
L0=1648.3mm
確定基準(zhǔn)長度Ld
9、=1600mm
計(jì)算實(shí)際中心距
a≈a0+(Ld-L0)/2=476mm
可調(diào)X圍 452
10、 Kl=0.99
由Z=Pca/[p]
=1.1x5.5/(0.96+0.11)x0.935x0.99
=6.11取Z=7
(6) 計(jì)算X緊力F0
查表得q=0.10kg/m,如此：
F0=500x1.1x5.5/(7x5.03)x(2.5/0.935-1)+0.10x5.032
=146.33N
如此作用在軸承的壓軸力Fq：
Fq=2x7x146.33xsin(156°/2)=2003.85 N
五、 齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算
(l)選擇齒輪材料與精度等級
α=156°
Z=7
F0=146.33N
Fq
11、=2003.85 N
小齒輪：選用 20CrMnTi，滲碳淬火；
齒面硬度為 56~62HRC。
大齒輪：選用 20Cr，滲碳淬火；
齒面硬度 56~62HRC。
〔2〕按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
取載荷系數(shù)k=1.1，齒輪系數(shù)φd=1
小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T1=9.55x1000000xp/nⅠ
=1.4 x 10^5 N ? m
初選螺旋角β=15°，取Z1=20，如此
Z2=4.80x20≈96
實(shí)際傳動比i=Z2/Z1=96/20=4.80
齒形系數(shù)Zv1=Z1/cosβ^3=22.19
Zv2=Z2/cosβ^3=106.52
查表
12、得 Yf1=2.72 Ys1=1.57
Yf2=2.18 Ys2=1.80
因 Yf1 Ys1/[бF1]＞Yf2Ys2/[бF2],故對小齒輪進(jìn)展彎曲強(qiáng)度計(jì)算
Mn≥1.866mm
由表取Mn=2mm
Z1=20
Z2=96
i=4.80
Mn=2mm
中心距a=Mn(Z1+Z2)/2cosβ=120.09mm
取a=120mm
確定螺旋角β=arcos[Mn(Z1+Z2)/2a]=14.835°
齒輪分度圓直徑d1=MnZ1/cosβ=41.38mm
13、 d2= MnZ2/cosβ=198.62mm
模數(shù)m=d1/Z1=2.069
齒寬b=φdxd1=1x41.38=41.38mm
b2=45mm b1=50mm
驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度
σH =1025.3 Mpa < [σH]
齒輪圓周速度：v=πd1n1/(60x1000)=0.693m/s
用 8級精度
六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
l 、選擇軸的材料
選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理；硬度 217-255 HBW
2、估算軸徑
(1)Ⅰ軸直徑
由算得參數(shù)可知：
P1=4.68kw ; n1=320r/min
如此由dmin=C〔P/n的三次方根〕可
14、算Ⅰ軸最小直徑：
dmin=22.90mm dminx〔1+5%〕=24.045mm
a=120mm
d1=41.38mm
d2=198.62mm
b1=50mm
b2=45mm
v=0.693m/s
如此?、褫Sdmin=25mm。
Ⅰ軸為階梯軸，經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)算設(shè)計(jì)各階梯軸直徑如下：dmin=25mm；
d1=30mm;
d2=35mm。經(jīng)過驗(yàn)證，此階梯軸設(shè)計(jì)可行。
〔2〕Ⅱ軸直徑
由算得參數(shù)可知：
P2=4.52kw ; n2=66.67r/min
如此由dmin=C〔P/n的三次方根〕可算Ⅰ軸最小直徑：
15、dmin=42.85mm dmin x〔1+5%〕=44.99
如此?、蜉Sdmin=45mm。
Ⅰ軸為階梯軸，經(jīng)實(shí)驗(yàn)計(jì)算設(shè)計(jì)各階梯軸直徑如下：dmin=45mm；d1=50mm;
d2=55mm; d3=60mm。
經(jīng)過驗(yàn)證，此階梯軸設(shè)計(jì)可行。
Ⅰ軸dmin=25mm
d1=30mm;
d2=35mm
Ⅱ軸：dmin=45mm
d1=50mm;
d2=55mm;
d3=60mm。
3、軸各段長度確定
〔1〕Ⅰ軸長度確定
Ⅰ軸最小直徑段連接皮帶，根據(jù)普通V帶輪的結(jié)構(gòu)與尺寸公式，長度B=(z-1)e+2f.
皮帶的選擇
16、為A型普通帶，查表3—5可知，其中e=15mm,f=10mm,而z=4，可算的B=65mm.
接下來兩段可根據(jù)軸承等確定為：L1=L2=33mm。
〔2〕Ⅱ軸各段長度：
Ⅱ軸各段長度在二號圖紙中已經(jīng)標(biāo)明，其各段長度如下：
L1=65mm;
L2=36mm;
L3=36mm;
L4=36mm;
L5=8mm;
L6=31mm;
Ⅰ軸三段長度分別為〔從最小直徑段開始〕：
B=65mm.
L1=L2=33mm。
Ⅱ軸各段長度：
L1=
17、65mm;
L5=8mm;
L6=31mm;
L3=36mm;
L4=36mm;
L2=36mm;
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸上零件的定位，固定和裝配。
單級減速器可將齒輪安擁在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，主動軸采用齒輪軸
七、滾動軸承的設(shè)計(jì)與計(jì)算
1、選擇軸承
由于軸承要承受徑向和軸向的載荷，應(yīng)當(dāng)選擇角接觸球軸承。
2、軸承參數(shù)確定
小齒輪軸的軸承內(nèi)徑 dl =35mm
大齒輪軸的軸承內(nèi)徑 d2=55mm
〔1〕查表8-158
小齒輪軸上的軸承選擇型號為7007 AC
大齒輪軸上的軸承選擇型號為7011AC
〔2〕7007A C 型號的軸承的主
18、要參數(shù).
d =35mm
D = 62 mm
B = 14 mm
〔3〕7011AC 型號軸承的主要參數(shù):
d = 55mm
D =90mm
B =18mm
通過驗(yàn)證，軸承選擇合格。
八、 鍵聯(lián)接的選擇與校核計(jì)算
1、 Ⅰ軸外伸端d=25mm，考慮到鍵在軸中部位安裝，應(yīng)當(dāng)選鍵8x20GB/T1095-2003,b=8mm.
L=20mm;h=7mm;t=4.0mm;h-t=3mm;
選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力
бp=2T/dkl<[б]p=100Mpa
如此強(qiáng)度足夠，合格
2、 Ⅱ軸外伸端d=45mm，考慮到鍵在軸中部位安裝，應(yīng)當(dāng)選鍵12x53G
19、B/T1095-2003,b=14mm.
L=50mm;h=9mm;t=5.5mm; h-t=3.5mm;
選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力
бp=2T/dkl<[б]p=100Mpa
如此強(qiáng)度足夠，合格
3、從動軸與齒輪聯(lián)接處d=60mm考慮到鍵在軸中部位安裝，應(yīng)當(dāng)選鍵18x35GB/T1095-2003,b=18mm
選擇 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力
бp=2T/dkl<[б]p=100Mpa
如此強(qiáng)度足夠，合格
九、 聯(lián)軸器的選擇
由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮裝卸方便與經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器LT7型 GB1T4353- 1 984公稱尺寸轉(zhuǎn)矩
20、Tn =500 N.m, Tc
單級斜齒圓柱齒輪減速器地設(shè)計(jì).
