高速級齒輪傳動設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目 錄 一、 傳動方案的擬定及電動機(jī)的選擇 2 二、 V 帶選擇 4 三高速級齒輪傳動設(shè)計(jì) 6 四、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 9 五、滾動軸承的選擇及計(jì)算 13 六、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 14 七、聯(lián)軸器的選擇 14 八、減速器附件的選擇 14 九、潤滑與密封 15 十、設(shè)計(jì)小結(jié) 16 十一、參考資料目錄 16 1 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 數(shù)據(jù)如下 : 已知帶式輸送滾筒直徑 320mm，轉(zhuǎn)矩 T=130 N m，帶速 V=1.6m/s，傳動裝置總效率為 =82%。 一 、擬定傳動方案 由已知條件計(jì)算驅(qū)動滾筒的轉(zhuǎn)速 n ,即 5.95320 6.11 0 00601 0 0060 Dn r/min 一般選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 或 1500r/min 的電動機(jī)作 為原動機(jī)，因此傳動裝置傳動比約為 10 或 15。根據(jù)總傳動比數(shù)值，初步擬定出以二級傳動為主的多種傳動方案。 2.選擇電動機(jī) 1）電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y（ IP44）系列三相異步電動機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2）電動機(jī)容量 （ 1）滾筒輸出功率 Pw kwnT 3.19 55 0 5.951 309 55 0P （ 2）電動機(jī)輸出功率 P kwd 59.1%82 3.1PP 根據(jù)傳動裝置總效率及查表 2-4 得： V 帶傳動 1=0.945；滾動軸承 2 =0.98；圓柱齒輪傳動 3 =0.97；彈性聯(lián)軸器 4 =0.99；滾筒軸滑動軸承 5 =0.94。 （ 3）電動機(jī)額定功率 Ped 2 由表 20-1選取電動機(jī)額定功率 Ped =2.2kw。 3）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由表 2-1查得V 帶傳動常用傳動比范圍 i1 =24,單級圓柱齒輪傳動比范圍 i2 =36，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 nd= n i1 i2 =5732292r/min 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） 傳動裝置的傳動比 同步 滿載 總傳動比 V 帶傳動 單級減速器 1 Y100L1-4 2.2 1500 1420 34 14.87 3 4.96 2 Y112M-6 2.2 1000 940 45 9.84 2.5 3.94 由表中數(shù)據(jù)可知兩個(gè)方案均可行，方案 1 相對價(jià)格便宜，但方案 2的傳動比較小，傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，整體結(jié)構(gòu)更緊湊，價(jià)格也可下調(diào)，因此采用方案 2，選定電動機(jī)的型號為 Y112M-6。 4）電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸 由表 20-1， 20-2 查出 Y112M-6 型電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，并列表記錄 備用（略）。 3.計(jì)算傳動裝置傳動比和分配各級傳動比 1）傳動裝置傳動比 84.95.95940n ni m 2）分配各級傳動比 取 V 帶傳動的傳動比 i1 =2.5，則單級圓柱齒輪減速器傳動比為 45.2 84.912 iii 3 所得 i2 值符合一般圓柱齒輪傳動和單級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。 4.計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 1）各軸轉(zhuǎn)速 電動機(jī)軸為 0 軸，減速器高速軸為 I軸，低速軸為 軸，各軸轉(zhuǎn)速為 n0=nm=940r/min nI=n0/i1=940/2.5 376 nII=nI/i2=376/3.94 95.5r/min 2）各軸輸入功率 按電動機(jī)額定功率 Ped 計(jì)算各軸輸入功率，即 P0=Ped=2.2kw PI=P01=2.2x0.945 2.079kw PII=PI2 3 =2.079x0.98x0.97 1.976kw 3）各軸轉(zhuǎn)矩 To=9550x P0/n0=9550x2.2/940=22.35N m TI=9550x PI/nI=9550x2.079/376=52.80N m TII=9550x PII/nII=9550x1.976/95.5=197.6N m 二 、 V 帶選擇 1 選擇 V 帶的型號 根據(jù)任務(wù)書說明，每天工作 8 小時(shí)，載荷平穩(wěn)，由精密機(jī)械設(shè)計(jì)的表7-5 查得 KA =1.0。則 kwnTI 3.19 5 5 0 5.951 3 09 5 5 0P 4 Pd=PI KA =1.0 2.2=2.2kW 根據(jù) Pd=2.2 和 n1=940r/min,由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖 7-17確定選取 A 型普通 V帶。 2 確定帶輪直徑 D1， D2。 由圖 7-17 可知， A 型 V 帶推薦小帶輪直徑 D1=125 140mm?？紤]到帶速不宜 過低，否則帶的根數(shù)將要增多，對傳動不利。因此確定小帶輪直徑 D1=125mm。大帶輪直徑，由公式 D2=iD1（ 1-） (其中取 0.02) 由查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 9-1，取 D2=315mm。 3 檢驗(yàn)帶速 v v=1.6m/s25m/s 4 確定帶的基準(zhǔn)長度 根據(jù)公式 7 29： 0.7（ D1+D2） a2（ D1+D2） 初定中心距 500mm 依據(jù)式（ 7-12）計(jì)算帶的近似長度 L aDDDDaL 4 )()(22221210 = 1708.9mm 由表 7-3 選取 Ld=1800mm， KL=1.01 5 確定實(shí)際中心距 a 20 LLaa d =545.6mm 6 驗(yàn)算小帶包角 1 aao12o15 7 .3)D-(D -1 8 0 =1600 7 計(jì)算 V 帶的根數(shù) z。 5 由表 7-8查得 P0 1.40，由表 7-9 查得 Ka=0.95，由表 7-10 查得 P0=0.11，則 V 帶的根數(shù) Lad KKPP Pz )(00 =1.52 根 取 z=2 8 計(jì)算帶寬 B B=（ z-1） e+2f 由表 7-4 得： B=35mm 三高速級齒輪傳動設(shè)計(jì) 1） 選擇材料、精度及參數(shù) 小齒輪： 45 鋼，調(diào)質(zhì)， HB1 =240 大齒輪： 45 鋼，正火， HB2 =190 模數(shù)： m=2 齒數(shù)： z1=24 z2=96 齒數(shù)比： u=z2/z1=96/24=4 精度等級：選 8 級（ GB10095-88） 齒寬系數(shù) d: d =0.83 （推薦取值： 0.81.4） 齒輪直徑： d1=mz1=48mm d2=mz2=192mm 壓力角： a=200 齒頂高： ha=m=2mm 齒根高： hf=1.25m 2.5mm 6 全齒高： h=(ha+hf)=4.5mm 中心距： a=m(z1+z2)/2=120mm 小 齒輪 寬 ： b1= d d1=0.83 48=39.84mm 大 齒輪寬 ：根 據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) P24,為保證全齒寬接觸，通常使小齒輪較大齒輪寬，因此得： b2=40mm 1 計(jì)算齒輪上的作用力 設(shè)高速軸為 1，低速軸為 2 圓周力： Ft1=2T1/d=2200N Ft2=2T/d=2058.3N 徑向力： Fr1=F1t tana=800.7N Fr2=F2t tana=749.2N 軸向力為幾乎為零 2）齒輪許用應(yīng)力 H F 及校驗(yàn) HdVEHucH uudKKTZZZEF 12)1(2 3112ZH 節(jié)點(diǎn)齒合系數(shù)nH aZ 2sincos2 2 。對于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪， an=20, =0,ZH=1.76 ZE 彈性系數(shù)，)1( 2 EZE。當(dāng)兩輪皆為鋼制齒輪（ =0.3，E1=E2=2.10x10N/mm2）時(shí)， ZE=271 2mmN ； Z 重合系數(shù)，aKZ 1 。對于直齒輪， Z =1。 .K 載荷集中系數(shù)，uuFFK max由精密機(jī)械設(shè)計(jì)圖 8-38 選取， k =1.08 7 Kv 動載荷系數(shù)，精密機(jī)械設(shè)計(jì)圖 8-39， kv=1.02 計(jì)算得 H=465.00 N mm-2 HLHbHH KS lim bHlim 對應(yīng)于 NHO 的齒面接觸極限應(yīng)力其值決定于齒輪齒輪材料及熱處理?xiàng)l件，精密機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-10；bHlim=2HBS+69=240x2+69=549N mm-2。 SH 安全系數(shù)。對于正火、調(diào)質(zhì)、整體淬火的齒輪，去 SH=1.1； KHL 壽命系數(shù)。 6HHOHL NNK 式中 NHO：循環(huán)基數(shù)，查精密機(jī)械設(shè)計(jì)圖 8-41， NHO=1.5x107；NH：齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， NH=60nt=60x376x60x8=1.08288x107； 取 KHL =1.06 H =529.04 N mm-2 H=465.00 N mm-2 H =529.04 N mm-2 因此接觸強(qiáng)度足夠 FdVFVPtFF md KKTYKKbmFY 2112 B 齒寬，1db d=0.83x48=39.84； F 許用彎曲應(yīng)力； FCFLFbFF KKS lim 查表 8-11 得bFlim=1.8x240=432 N mm-2， FS =1.8，F(xiàn)CK=1 （齒輪雙面受載時(shí)的影響系數(shù)，單面取 1，雙面區(qū) 0.70.8），6FVFOFL NNK （壽命系數(shù)）循環(huán)基數(shù)FON取 4x106 ,循環(huán)次數(shù)FVN=60nt=60x376x60x8=1.08288x107 KFL =0.847 1 8 YF 齒形系數(shù)。查精密機(jī)械設(shè)計(jì)圖 8-44， YF=3.73 計(jì)算得 F =240 N mm-2 F=113.45 N mm-2 F F因此彎曲強(qiáng)度足夠 四 、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 軸的材料 選用 45 鋼 2 估算軸的直徑 根據(jù)精密機(jī)械設(shè)計(jì) P257式 (10-2)，查表 10-2 軸的最小直徑3362.0/P1055.9nPCndT 取 C=110或 T =30 計(jì)算得 d1min 20mm d2min 30mm 取 d1=20mm， d2=30mm 3 軸的各段軸徑 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) P26，當(dāng)軸肩用于軸上零件定位和承受內(nèi)力時(shí)，應(yīng)具有一定高度，軸肩差一般可取 6 10mm。用作 滾動軸承內(nèi) 圈定位 時(shí) ，軸 肩的直 徑應(yīng)按軸 承的安 裝 尺寸取。如果 兩相鄰軸 段直 徑 的 變 化 僅 是 為 了 軸 上零件 裝 拆方便或 區(qū) 分加工表 面時(shí)兩 直 徑 略有差值即可，例如取 1 5mm也可以采用相同公 稱 直 徑 而不同的公差 數(shù) 值。 9 按照 這 些 原則 高速 軸 的 軸徑由 小到大分 別為 ： 20mm,22mm,25mm,48mm,25mm；低速 軸 的 軸徑由 小到大分 別 為： 30mm,32mm,35mm,40mm,48mm， 35mm。 4 軸的各段長度設(shè)計(jì) 1) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 3-1，表 4-1以及圖 4-1，得 取 8mm, 1取 8mm, 齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離： 1=10mm 齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離： 2=10mm 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離（軸承用油潤滑時(shí)）： 3=5mm 箱體外壁至軸承座孔端面的距離： L1= +C1+C2+(5 10)=45mm 軸承端蓋凸緣厚度： e=10mm 2) 帶輪寬： 35mm 聯(lián)軸器端： 60mm 1) 軸承的厚度 B01=15mm,B02=17mm 根據(jù)上面數(shù)據(jù)，可以確定各段軸長，由小端到大端依次為： 高速軸： 35mm,42mm， 16mm,12mm,40mm,12mm,16mm 低速軸： 60mm,40mm,30mm， 40mm， 10mm,17mm 10 5 軸的校核計(jì)算（精密機(jī)械設(shè)計(jì) P257 P262，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊） 對于高速軸校核： 垂直面內(nèi)支點(diǎn)反力： La:28.5帶輪中徑到軸承距離， Lb： 67.5mm兩軸承間 距離。 NLLLFFbbarrA 5.1 0 6 55.67 )5.675.28(2.7 4 9 NLLFFbarrB 3.3165.67 5.282.749 校核 FrA= Fr+ FrB 1065.5N=（ 749.2+316.3） N 類似方法求水平面內(nèi)支點(diǎn)反力： V 帶在軸上的載荷可近似地由下式確定： 2sin2zFF 10z ； F0 單根 V 帶的張緊力（ N） 20 )15.2(5 0 0F qvzvPK d Pd 計(jì)算功率 Pd=2.079Kw ； Z V 帶的根數(shù)； =6.2 m s-1（為帶速） Ka 包角修正系數(shù) Ka=0.95 q V 帶單位長度質(zhì)量 q=0.10（ kg m-1）精密機(jī)械設(shè)計(jì)表 7-11 計(jì)算得 F0=144.7 Fz=570N Fr Ft Fz Lc La Lb L 11 NLLFlLFlFF atcbZcZtB 11485.1345.283.2058)675.67(5705.33570)(2 （ lc =Lc =67 中軸到軸承距離） 3.20663.2058114857022F tA ttBz FFF N, M A=Fr La=21352.2N mm M B=0 同理求得： M=A=Ft La=58662.4 N mm M=B=Fz Lc=38190 N mm 5.624 2 74.586 6 22.213 5 2 2222 AA MMM A N mm 38190381900 2222 BB MMM B N mm 已知 T=52800N mm，選用軸的材料為 45 鋼，并經(jīng)正火處理。查精密機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-1，其強(qiáng)度極限 B =600N mm-2 ，并查表 10-3 與其對應(yīng)的 b1=55N mm-2， b0=95 N mm-2故可求出 58.0955501 bb3.6 9 5 3 4)5 2 8 0 058.0(5.6 2 4 2 7)( 2222 TMM AvA N mm 同理得 MvB=31098.7 N mm 3.23551.0 3.6 9 53 41.0 331 bvAMd mm 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中定出的該處直徑 dA=25mm,故強(qiáng)度足夠。 同理對高速軸的校核中： d=33.2mm, 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中定出的該處直徑 d=35mm,故強(qiáng)度足夠。 五 、滾動軸承的選擇及校核計(jì)算 12 根據(jù)任務(wù)書上表明的條件：載荷平穩(wěn)，以及軸承主要受到軸向力，所以選擇圓錐滾子軸承。由軸徑的相應(yīng)段根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 15-7 選擇輕窄（ 2）系列，其尺寸分別為： 內(nèi)徑： d1=25mm,d2=35mm 外徑： D1=52mm. D2=72mm 寬度： B1=15mm， B2=17mm 滾動軸承的當(dāng)量載荷為： ）（ arp YFXFfP aF 0， e0FFra X=1； Y=0； 則 N2640220022002.10.1FfP rp）（ h20.185 1402640 102.2376360 10PCn6010L 31036m a xm i n6m a x10h ）（）（）（ C 額定動載荷，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 15-7 而題目要求的軸承壽命為 h30000L h ）（ max10hL ，故軸承的壽命完全符合要求 六 、鍵聯(lián)接的選 擇及校核計(jì)算 1根據(jù)軸徑的尺寸，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 14-1 高速軸與 V 帶輪聯(lián)接的鍵為： 鍵 C8X30 GB1096-79 大齒輪與軸連接的鍵為： 鍵 12X32 GB1096-79 軸與聯(lián)軸器的鍵為： 鍵 C8X50 GB1096-79 2鍵的強(qiáng)度校核 齒輪與軸上的鍵 ：鍵 C12 32 GB1096-79 13 b h=12 8,L=32,則 Ls=L-b=20mm 圓周力： Fr=2TII/d=2 197600/40=9880N 擠壓強(qiáng)度：srp Lh F 2=123.5125150MPa= p 因此擠壓強(qiáng)度足夠 剪切強(qiáng)度：sLbFr 2 =82.3120MPa= 因此剪切強(qiáng)度足夠 鍵 C8 30 GB1096-79 和鍵 C8 56 GB1096-79 根據(jù)上面的步驟校核，并且符合要求。 七 、 聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸徑的和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 17-1選擇聯(lián)軸器的型號： GB3852-83 J1一對組合 軸孔直徑： d=30mm, 長度： L=60mm 八 、減速器附件的選擇 通氣器 由于在室內(nèi)使 用，選通氣器（一次過濾），采用 M16 1.5 油面指示器 選用游標(biāo)尺 M16 起吊裝置 采用箱蓋吊耳、箱座吊耳，雙螺釘起吊螺釘 14 放油螺塞 選用外六角油塞及墊片 M14 1.5 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 13-7選擇適當(dāng)型號： 起蓋螺釘型號： GB5783 86 M6 20,材料 Q235 高速軸軸承蓋上的螺釘： GB5783 86 M6 20,材料 Q235 低速軸軸承蓋上的螺釘： GB5783 86 M6 20,材料 Q235 螺栓： GB5