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機械設計課程設計 2010-2011第2學期姓 名: 班 級:指導教師:成 績:日期:2011年 6月目 錄設計目的 3第一部分 傳動方案的總體設計 4第二部分 各齒輪的設計計算 6第三部分 軸的設計 10第四部分 校核 25第五部分 主要尺寸及數據 27參考文獻 29心得體會 301. 設計目的設計題目6 帶式運輸機圓錐圓柱齒輪減速器1)系統(tǒng)簡圖2)工作條件連續(xù)單向運轉,載荷較平穩(wěn),兩班制。環(huán)境最高溫度350c;允許運輸帶速度誤差為5%,小批量生產。3)原始數據輸送帶拉力f(n)2500輸送帶速度v(m/s)1.3滾筒直徑d(mm)4004)設計工作量(1)設計說明書(2)減速器裝配圖(3)減速器零件圖第一部分 傳動方案的總體設計設計內容計算及說明結 果一、傳動方案(已給定)二、該方案的優(yōu)缺點:三、原動機的選擇(y系列三相交流異步電動機)四、傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配(1)外傳動為電動機通過聯(lián)軸器直接驅動。(2)減速器為兩級展開式圓錐圓柱齒輪減速器。(3)方案簡圖如下:減速器結構緊湊,為兩級展開式圓錐圓柱齒輪減速器。齒輪相對于軸承不對稱,要求軸具有較大的剛度。錐齒輪布置在高速級,減小錐齒輪尺寸,容易加工,改變了軸的方向,但限制了傳動比,錐齒輪傳動比在23之間。低速軸齒輪在遠離聯(lián)軸器處,減小了彎曲變形所引起的載荷分布不均的現(xiàn)象。工作機所需功率: 傳動裝置總效率:其中,=0.99,=0.993,=0.99,=0.97,=0.99,=0.955,=0.99,=0.93. 所需電動機功率: 選擇電動機型號為 y160m18 額定轉速:720rmin;額定功率:4 kw;滿載轉矩:;額定轉矩:;最大轉矩:;1、總傳動比:2、各級傳動比的分配:電動機為y160m18第二部分 各齒輪的設計計算一、高速級減速齒輪設計設計內容計算及說明結 果1.齒輪的材料、精度和齒數選擇2.設計計算3、校核齒根彎曲疲勞強度因傳遞功率不大轉速不高,選小齒輪為40gr,大齒輪45鋼,調質處理,均采用軟齒面。初選齒輪精度為8級,取小齒輪齒數(1)設計準則 按齒面接觸疲勞強度計算,再按齒根彎曲疲勞強度校核。(2)按齒面接觸疲勞強度設計查表得材料極限應力取則 故所選8級精度合格。大端模數 取 (3)計算幾何尺寸其中, 小齒輪40gr,大齒輪45鋼,均調質處理,8級精度 初定所選8級精度合格滿足齒根彎曲疲勞強度二、低速級減速齒輪設計設計內容計算及說明結 果1.齒輪的材料、精度和齒數選擇2.設計計算3、校核齒根彎曲疲勞強度因傳遞功率不大轉速不高,小齒輪和大齒輪均選45鋼,調質處理,軟齒面。初選齒輪精度為8級,取小齒輪齒數 故實際傳動比(1)設計準則 按齒面接觸疲勞強度計算,再按齒根彎曲疲勞強度校核。(2)按齒面接觸疲勞強度設計查表得材料極限應力取則齒寬 取模數 ?。?)計算幾何尺寸 中心距 圓整得 其中查表得:齒輪圓周速度 故所選8級精度合格。45鋼均調質處理8級精度初定滿足齒根彎曲疲勞強度所選8級精度合格第三部分 軸的設計高速軸的設計設計內容計算及說明結 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結構設計5、軸的受力分析6、判斷危險截面7、軸的彎扭合成強度校核因傳遞功率不大,并對重量及結構尺寸無特殊要求,選擇45鋼,調質處理。查表得 , 取中間值 則 因軸與聯(lián)軸器之間有鍵槽,軸頸應增大3%5%。所以軸最細端處直徑考慮到軸的強度和聯(lián)軸器的選擇,且要承受軸向力,初選單列圓錐滾子軸承30206。 , , , ,(1)各軸直徑的確定軸段上安裝聯(lián)軸器,選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。取載荷系數,計算轉矩為查表得,選型聯(lián)軸器。公稱轉矩160,許用轉速7100,軸孔長度。 取聯(lián)軸器軸孔,則。選擇30206軸承,則。軸承采用軸肩定位,取。應小于,可取。(2)各軸長度的確定聯(lián)軸器和錐齒輪選用套筒定位,則 。取小錐齒輪大端側徑向端面與輪轂右端面的距離按齒輪結構要求為55mm,取齒輪左端面到箱體內壁距離,套杯厚度為,軸與齒輪配合段比齒輪轂孔短1mm, 則。地腳螺釘直徑 取,則軸承端蓋螺釘直徑取, 所以可取軸承端蓋螺釘直徑為,聯(lián)軸器轂孔到軸承端蓋距離取15mm, 取20mm, 軸段端面與聯(lián)軸器左端面距離為1.85mm。有 軸段長度與該軸的懸臂長度有關 其中為錐齒輪齒寬中點與大端處徑向端面的距離取28.9mm 則(3)軸上零件的周向固定聯(lián)軸器和齒輪使用普通平鍵連接(4)軸上倒角與圓角軸肩處取圓角半徑為1mm,軸兩端倒角均為1mm,45。(1)畫軸的受力簡圖軸的受力簡圖如圖a)所示(2)計算支撐反力 在水平面上在垂直面上 軸承1的總支撐反力為軸承2的總支撐反力為(3)畫彎矩圖 彎矩圖如圖b) 、c)、d)所示在水平面上aa剖面為bb剖面為 在垂直面上為 合成彎矩aa剖面為bb剖面為(4)畫轉矩圖 如圖e)所示因aa剖面彎矩大,同時作用有轉矩, aa剖面為危險截面。查表得 , 其彎曲應力為 扭剪應力為 對于單項轉動的轉軸,轉矩按脈動循環(huán)處理,故取折合系數,則當量應力為 查得軸的許用彎曲應力,強度滿足要求。45鋼調質處理aa剖面為危險截面軸的強度滿足要求bbaa 高速軸e)d)xyza)b)c) 中間軸的設計計算設計內容計算及說明結 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結構設計5、軸的受力分析因傳遞功率不大,并對重量及結構尺寸無特殊要求,選擇45鋼,調質處理。 考慮軸端不承受轉矩,只承受少量彎矩取較小值110,則 考慮齒輪上作用較大的軸向力和圓周力,故選用圓錐滾子軸承。選擇軸承為 (1) 各軸段直徑的確定 軸段直徑為,軸段雖沒有定位軸肩,但考慮到強度的要求,取。軸段為兩個齒輪提供定位, 取,則(2)各軸段長度的確定 小齒輪寬度,取。 錐齒輪輪轂寬度,取,齒輪端面和輪轂端面到箱體內壁取10mm,滾動軸承到內壁距離取5mm,則考慮到箱體內側壁關于高速軸軸線對稱,?。?)軸上零件的周向定位 小齒輪和錐齒輪使用普通平鍵定位。(4)軸上倒角與圓角取軸肩處圓角半徑為1mm,軸兩端倒角均為1mm,45。(1)畫軸的受力簡圖,如圖a)所示。(2)計算支撐反力 在水平面上 在垂直面上 軸承1總支撐反力軸承2總支撐反力(3)畫彎矩圖 如圖b)、c)、d)所示 在水平面上 aa截面 bb截面左側 bb截面右側 在垂直面上 合成彎矩bb截面左側bb截面右側(4)畫轉矩圖 如圖e)所示45鋼調制處理 xyza)abab低速軸的設計與計算設計內容計算及說明結 果1、選擇軸的材料及熱處理2、初估軸徑3、初選軸承4、結構設計5、軸的受力分析 因傳遞功率不大,并對重量及結構尺寸無特殊要求,選擇45鋼,調質處理??紤]軸端不承受轉矩,取較小值108。 軸與聯(lián)軸器連接,有鍵槽應增大3%5%,則 考慮到聯(lián)軸器的選擇,軸承選用, , ,(1)各軸直徑的確定 選用彈性注銷聯(lián)軸器,查得,聯(lián)軸器選型,取,聯(lián)軸器使用軸肩定位,則,由于密封圈選用氈圈油封。取軸段、直徑。軸段需為軸承提供定位,取。初定軸段直徑,齒輪采用軸肩定位,經計算取軸段直徑。(2)各軸長度的確定聯(lián)軸器,取,取,軸段齒輪輪轂的寬度范圍為,取,則,取軸承蓋總寬度為20mm端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間距離為30mm,則(3)軸上零件的周向固定 大齒輪采用普通平鍵固定。(4)軸上的倒角與圓角 取軸肩處圓角半徑均為1mm,軸兩端倒角均為1mm,45。(1)畫軸的受力簡圖 如圖a) 所示。(2)計算支撐反力 在水平面上 在垂直面上 軸承1的總支撐反力為軸承2的總支撐反力為(3)畫彎矩圖 如圖b)、c)、d)所示 在水平面上,aa剖面處在水平面上,aa剖面處在aa剖面處的合成彎矩為(4)畫轉矩圖 如圖e)所示。低速軸受力簡圖aa45鋼調制處理 xyza)b)c)d)e)第四部分 校核設計內容計算及說明結 果1、高速軸承及鍵的校核2、聯(lián)軸器的選擇3、減速器的潤滑1、高速軸承的校核(1)計算軸承的軸向力 查表得30206軸承,。則軸承內部軸向力分別為, 外部軸向力,則兩軸承的軸向力為 (2)計算當量載荷 因為軸承1的當量動載荷為 因為,軸承2的當量動載荷為 。 因,故只需校核軸承2,。環(huán)境最高溫度為39取。運輸機轉動載荷較平穩(wěn),取。(3)校核軸承2的壽命 2、鍵的校核 高速軸聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應力為 齒輪處鍵連接的擠壓應力為 取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼,查表得,強度足夠。高速軸選用型彈性柱銷聯(lián)軸器,輸出軸選用型彈性柱銷聯(lián)軸器。1、 齒輪的潤滑因為齒輪的圓周速度小于12m/s,所以采用浸油潤滑。高速齒輪浸入油里0.7個齒高,但不小于10mm,低速級齒輪浸入高度約為1個齒高(不小于10mm)。2、 滾動軸承的潤滑因潤滑油中傳動零件的圓周速度大于或等于1.52m/s,所以采用飛濺潤滑。故軸承滿足要求鍵連接強度足夠第五部分 主要尺寸及數據設計內容計算及說明結 果1、傳動比2、各軸的輸入功率及轉矩3、齒輪的結構尺寸總傳動比 各級傳動比,各軸的輸入功率(kw)各軸的輸入轉矩兩小齒輪采用實心結構,大齒輪采用腹板式結構。 錐齒輪尺寸 , , , , , , , , 圓柱齒輪的尺寸 , , , , ,參考文獻1 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p135.2 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p428.3 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p167.4 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p171.5 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p402.6 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p337.7 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p344.8 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p337.9 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p338.10 孔凌嘉、張春林主編,機械基礎綜合課程設計。北京理工大學出版社,2004.6,p402.心得體會這次的課程設計對我的學習影響很大,全部依靠自己的力量,從查資料、編寫到最后輸入,全部都是自己的心血。我覺得自己成長了許多,原來我們可以編寫過程中遇到不少困難。是的,我也準備了很多資料,只要是有用的我都會復印過來。期間體驗到同學的重要性,一個人總是有他自身的局限性,不能看透所有。同

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