機(jī)械設(shè)計一級減速器課程設(shè)計.doc

《機(jī)械設(shè)計一級減速器課程設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計一級減速器課程設(shè)計.doc（27頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

計算過程及計算說明一、傳動方案的擬定 （1）工作條件： a)使用壽命：使用折舊期8年，大修期4年，中修期2年，小修期半年； b)工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35； c)動力來源：三相交流電，電壓380/220V; d)使用工況：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； e)制造條件：一般機(jī)械廠制造，?。ù螅┡可a(chǎn)。（2）原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力,運輸帶工作速度V=1.2m/s（允許帶速誤差5%）,滾筒直徑。滾筒效率（包括滾筒與軸承的效率損失）。方案擬定： 采用V帶傳動與斜齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸震性能，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)方便。二、電動機(jī)的選擇2.1電動機(jī)類型的選擇 按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V,Y型。2.2選擇電動機(jī)的容量 由式Pd=和得 由電動機(jī)至運輸帶的總效率為 式中：、分別為帶傳動、軸承傳動、齒輪傳動、聯(lián)軸器和卷筒的傳動效率取=0.96，=0.98(滾子軸承），=0.97（齒輪精度8級，不包括軸承效率），=0.99（齒輪聯(lián)軸器），則 所以 2.3確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 由指導(dǎo)書表1推薦的傳動比合理范圍，取V帶傳動的傳動比為=24，一級斜齒輪減速器傳動比=36，則總傳動比合理范圍為24，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 2457.32=343.921375.68r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min綜合考慮容量和轉(zhuǎn)速，有設(shè)計手冊查出有2種適用的電動機(jī)，因此有2種傳動方案，如下圖所示：方案電動機(jī)型號額定功率kW電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動機(jī)質(zhì) 量 Kg同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y160M-411150014601232Y160L-6111000970147綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見方案2比較適合，則選n=1000r/min。2.4確定電動機(jī)的型號 根據(jù)以上選用電動機(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Y160L-6。 其主要性能：額定功率：11kW,滿載轉(zhuǎn)速970r/min。三、計算總傳動比及分配各級的傳動比（1）總傳動比： （2）分配傳動比： 式中，、分別為帶傳動和減速器的傳動比。為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取=3.2（V帶傳動取24比較合理）則減速器的傳動比為： 四、計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)4.1各軸轉(zhuǎn)速 軸 r/min 軸 卷筒軸 4.2各軸輸入功率 軸 P= 軸 P=PP 卷筒軸 P卷=P P、軸的輸出功率則分別為輸入功率乘軸承效率0.98，即軸的輸出功率為 P= P0.98=8.830.98=8.65kW軸的輸出功率為 P= P0.98=8.390.98=8.22Kw4.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 軸 T=軸 卷筒軸 、 軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98，即軸的輸出轉(zhuǎn)矩 軸的輸出轉(zhuǎn)矩 運動和動力參數(shù)計算結(jié)果如下表所示 軸 名功率P （Kw）轉(zhuǎn)矩T （Nm）轉(zhuǎn)速n r/min傳動比i效 率輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸9.290.589703.20.96軸8.838.65278.26272.69303.135.290.95軸8.398.221399.281371.2957.361.000.97卷筒軸8.147.981357.581330.4357.30五、傳動零件的設(shè)計計算5.1帶的傳動設(shè)計：（1）計算功率Pc由機(jī)械設(shè)計課本中表5.5查得工作情況系數(shù)KA=1.2，故 (2)選取普通V帶型號 根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計圖5.14確定選用B型。（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑D1和D2 由機(jī)械設(shè)計表5.6取D1=140mm，=1%，得 由表5.6取。 大帶輪轉(zhuǎn)速 其誤差為1.4%120。 合適（7）確定V帶根數(shù)Z 傳動比 由機(jī)械設(shè)計表5.3查得 ,由表5.4查得 由表5.7查得,由表5.2查得 V帶根數(shù) 取Z=5根。（8）求作用在帶輪軸上的壓力FQ 由機(jī)械設(shè)計表5.1查得q=0.17kg/m 單根V帶的張緊力 作用在帶輪軸上的壓力為 5.2齒輪傳動的設(shè)計計算選定齒輪材料及精度等級及齒數(shù)（a）機(jī)器為一般機(jī)械廠制造，速度不高，故選用7級精度。 （b）由于結(jié)構(gòu)要求緊湊，故大小齒輪最好選用硬齒面組合， 小齒輪45SiMn表面淬火，HRC4555 大齒輪45鋼表面淬火，HRC4050(c)確定許用應(yīng)力（Mpa）-由機(jī)械設(shè)計圖6.14、圖6.15得 (d)由機(jī)械設(shè)計表6.5取 使用壽命 由機(jī)械設(shè)計圖6.16曲線 ,由圖6.17得, （e）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計（長期單向運轉(zhuǎn)的閉式齒輪傳動） 工作轉(zhuǎn)矩 確定載荷系數(shù)： 由機(jī)械設(shè)計表6.2 ;由7級齒輪精度?。挥捎昌X面取 ，則取則 查機(jī)械設(shè)計圖6.12，得;查表6.3得,，由表6.8 得 （f）確定中心距a 因盡量圓整成尾數(shù)為0或5，以利于制造和測量，所以初定a=190mm（g）選定模數(shù)、齒數(shù)和螺旋角 一般，初選，則則 由機(jī)械設(shè)計表6.7，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)則 取 由于，所以 取，則 齒數(shù)比 與i=5.29比，誤差為0.8%，可用則 （h）計算齒輪分度圓直徑小齒輪 ： 大齒輪： （i）齒輪寬度按強(qiáng)度計算要求，取，則齒輪工作寬度 圓整為大齒輪的寬度 則小齒輪寬度 （j）接觸疲勞強(qiáng)度的校核 故滿足強(qiáng)度要求(k)齒輪的圓周速度 由手冊查得，選8級制造精度最合宜。（f）歸納如下 螺旋角 中心距 a=190mm 模 數(shù) 齒數(shù)及傳動比 分度圓直徑 齒 寬 5.3軸的設(shè)計計算兩軸上的功率P、轉(zhuǎn)數(shù)n和轉(zhuǎn)矩 由前面的計算已知： P=8.83kW n=303.13r/min T=278.26Nm P=8.39kW n=57.30r/min T=1399.28Nm(a) 求作用在齒輪上的力已知小齒輪的分度圓直徑 作用在小齒輪周向力： 小齒輪的徑向力： 小齒輪的軸向力： 帶輪給軸I的載荷FQ: 帶輪給軸I的轉(zhuǎn)矩TI TI=278.26N.m已知大齒輪的分度圓直徑 大齒輪的周向力： 大齒輪徑向力： 大齒輪的軸向力： 作用在聯(lián)軸器端的轉(zhuǎn)矩T： (b) 初步確定軸的最小直徑5.3.1 軸的設(shè)計及校核（i）選取的軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理由機(jī)械設(shè)計表11.3選C=112（ii）確定軸各段直徑和長度從大帶輪開始左起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取，又帶輪的寬B=(1.52)d1,即B=2d1=74mm,則第一段長度左起第二段直徑取 根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面的距離為30mm,則取第二段的長度為L2=50mm.左起第三段，該段裝有滾動軸承，選用角接觸球軸承，選用7009C型軸承，其尺寸為，那么該段的直徑d3=45mm,長度為L3=40mm.左起第四段，為滾動軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取d4=51mm,長度取L4=10mm左起第五段，因為齒輪分度圓直徑為60.8mme時，y=0.4cot 則由表8.7查得圓錐滾子軸承 （） 即 (e)計算軸承所受的軸向負(fù)荷 因為 并由軸承受力圖分析知，右邊軸承受緊，左邊軸承被放松。由此可得 (f)計算當(dāng)量動負(fù)荷左邊軸承 因為 所以 右邊軸承 因為 所以 (g)計算軸承壽命 因為 ，故按左邊軸承計算軸承的壽命 由圓錐滾子軸承得 所選軸承30209型圓錐滾子軸承合6.2 II軸滾動軸承的選擇及校核計（a） 有前面的計算知II軸上滾動軸承的型號為7014C型，其尺寸為，只承受徑向力。已知II軸各參數(shù)為： （b）根據(jù)已知條件，軸承的使用壽命為 （c）由手冊查得， 由機(jī)械設(shè)計表8.6查得 軸II的受力如圖所示 則 (d)計算派生軸向力S1、S2 由機(jī)械設(shè)計表8.7查得70000C型軸承的派生軸向力為S=0.5R，則可求得軸承派生軸向力為 (e)計算軸承所受的軸向負(fù)荷(f) 計算當(dāng)量動負(fù)荷軸承1 由機(jī)械設(shè)計表8.5，用線性插值法可求得： 由e1查機(jī)械設(shè)計表8.5，用線性插值法求得： 軸承2 由機(jī)械設(shè)計表8.5，用線性插值法查得， 由e2查表8.5，并用線性插值法求得： （g）軸承壽命計算 因P2P1，故按右邊軸承的計算壽命（） 故選軸承合格七， 鍵的選擇及校核7.1 I軸：帶輪與軸用平鍵聯(lián)接，其型號為 ，長度系列L=80mm鍵的工作長度：根據(jù)機(jī)械設(shè)計表3.1，由軸和齒輪的材料，選取故,滿足擠壓強(qiáng)度條件7.2 II軸：（i）齒輪與軸用平鍵聯(lián)接，其型號為 長度系列L=70mm鍵的工作長度故,滿足強(qiáng)度擠壓要求 (ii)聯(lián)軸器與齒輪的聯(lián)接用平鍵聯(lián)接，其型號為 ，長度系列L=100mm鍵的工作長度為：則 滿足強(qiáng)度擠壓要求。八， 密封與潤滑的設(shè)計8.1 密封由于選用的電動機(jī)為低速，常溫，常壓的電動機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄露間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可存儲潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。8.2 潤滑 齒輪的圓周速度 12m/s 所以采用油潤滑九， 聯(lián)軸器的設(shè)計（1）由于兩軸相對位移很小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器（2）為了使所選輸出軸的最小直徑與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，故需選聯(lián)軸器的型號，聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查機(jī)械設(shè)計表10.2，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取,則按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2500N.m，半聯(lián)軸器I的孔徑，故取軸的右端第一段的直徑為；半聯(lián)軸器長度L=142mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=142mm十，箱體的設(shè)計 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制造，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪的配合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合。1，機(jī)體有足夠的剛度 在機(jī)體內(nèi)加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2，考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱 因其傳動件的速度小于12m/s，故采用浸油潤滑，同時為了避免油攪拌時沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)靜創(chuàng)，其表面粗糙度為6.3 3，機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為5mm，機(jī)體外形簡單，拔模方便 4，附件的設(shè)計（1） 窺視孔和窺視孔蓋 在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件嚙合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上窺視孔與凸緣一塊以便于加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固（2）油螺塞 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其它部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺栓堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，有機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封（3）游標(biāo)游標(biāo)位于便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定處油齒安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入座孔而溢出 （4）通氣孔 由于減速器運轉(zhuǎn)時，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)壓力平衡 （5）位銷為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)接凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度 （6）吊鉤 在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重物體。附表 鑄鐵減速器的有關(guān)尺寸名 稱符號減速器形式及尺寸關(guān)系機(jī)蓋壁厚8 機(jī)蓋壁厚28機(jī)座凸緣厚度12機(jī)蓋凸緣厚度12機(jī)座底凸緣厚20地腳螺釘直徑M16地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁螺栓直徑16蓋、座聯(lián)接螺栓直徑16聯(lián)接螺栓的間距l(xiāng)150軸承端蓋螺釘直徑M8窺視孔蓋螺釘直徑M8定位銷直徑10、至外機(jī)壁的距離24、20、18、至凸緣邊緣的距離22、16軸承旁凸臺半徑14軸承旁凸臺高度h外機(jī)壁至軸承座端面的距離48齒頂圓至內(nèi)機(jī)壁的距離18齒輪端面至內(nèi)機(jī)壁的距離12機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1=8,m=8軸承端蓋外徑129,154軸承端蓋凸緣厚度t9軸承旁螺栓距離s課程設(shè)計總結(jié) 每一屆的課程設(shè)計都在大三下學(xué)期，在這將近半個月的課程設(shè)計中，我們學(xué)到了很多。三年的專業(yè)學(xué)習(xí)，在課程設(shè)計中我們把這三年累計下來的知識或多或少的展現(xiàn)在我們的課程設(shè)計中。也許在大學(xué)三年中，曾經(jīng)我們迷茫過，不知道自己畢業(yè)以后還是否會從事本專業(yè)的工作，曾經(jīng)的學(xué)習(xí)也不知道我們所上的每一門課程和我們專業(yè)有多大的聯(lián)系，不知道其用途所在，往往在學(xué)習(xí)的時候抱著強(qiáng)迫性心理，既然學(xué)校給我們安排了這門課程，我們就學(xué)，很被動，當(dāng)我們在做課程設(shè)計的時候，我們發(fā)現(xiàn)我們所學(xué)的大多數(shù)課程都能在我們的課程設(shè)計中或多或少的體現(xiàn)，在課程設(shè)計中主要的參考書籍除了專門的有關(guān)課程設(shè)計的手冊、圖冊、指導(dǎo)書外，我們還用到了我們以前學(xué)到的課本知識，互換性與技術(shù)測量、機(jī)械設(shè)計、畫法幾何及機(jī)械制圖。 課程設(shè)計剛開始的時候我迷茫過，看著減速器的外形和不知道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的減速器，不知道該如何下手，不知道這樣的一次作業(yè)能否如期完成。不斷地查閱資料和看課程設(shè)計指導(dǎo)書，才慢慢的開始下手，按著書上所給的步驟一步步操作，在確定傳動比和選電動機(jī)、帶型時覺得還可以，沒花多久時間，做完以后也覺得蠻有成就感。當(dāng)在后面做齒輪部分及后面部分發(fā)現(xiàn)很多問題，考慮的問題也很多，參考的資料也不僅僅局限在指導(dǎo)書上了。首先采用的直齒傳動方案，在做到比較后面的時候發(fā)現(xiàn)斜齒輪傳動更穩(wěn)定，又不得不改方案，采用斜齒輪，齒輪部分做完后就涉及到軸的設(shè)計、鍵、滾動軸承的設(shè)計，在這一塊中我發(fā)現(xiàn)是比較難的，軸的設(shè)計得考慮它與什么零件聯(lián)接、該采用什么樣的聯(lián)接，各部分的尺寸，在尺寸確定后還要校核是否能承受先前算出來的強(qiáng)度、載荷要求，同時還要考慮軸上鍵的選擇及其強(qiáng)度的校核，和滾動軸承的類型選擇和校核，如果有部分尺寸沒有選好、相關(guān)零件的型號沒選好，沒能滿足強(qiáng)度要求，就有可能修改軸、滾動軸承、鍵三者的參數(shù)值。在軸這塊做完后就得根據(jù)減速器本身的結(jié)構(gòu)和自己設(shè)計的齒輪、軸、鍵、滾動軸承確定減速器主要部分的尺寸值。把說明書寫完后接著就是畫裝配圖和零件圖。 在這次課程設(shè)計中自己確實收獲不少，了解了減速器的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計機(jī)械的大致步驟，也更加熟悉了畫圖軟件AutoCAD的操作，把以前所學(xué)的知識又稍微溫故了下，對機(jī)械這個專業(yè)有了一個知識層面的進(jìn)一步了解，同時對我們在一年后的畢業(yè)設(shè)計和我們以后的工作都有一定的幫助。參考文獻(xiàn)1 龔溎義等主編.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書（第二版）.高等教育出版社，19902 吳宗澤等主編.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第3版）.北京.高等教育出版社，20063 楊明忠、朱家誠等主編.機(jī)械設(shè)計.武漢.武漢理工大學(xué)，20014 廖念釗、莫雨松等主編.互換性與技術(shù)測量（第五版）.北京.中國計量出版社.20105 吳克堅等主編.機(jī)械原理（第七版）.高等教育出版.1996