塔式起重機行走部減速器裝置設(shè)計

機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書題 目 塔式起重機行走部減速器裝置設(shè)計 （分流式二級圓柱齒輪減速器） 指導(dǎo)教師 陳光柱 周曉謀 院 系 徐海學(xué)院 班 級 機自08-3 學(xué) 號 22080946 姓 名 樊 明 冬 完成時間 2010年1月12日 目錄一設(shè)計任務(wù)書二、傳動方案擬定. 三、電動機的選擇. 四、計算總傳動比及分配各級的傳動比 五、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 六、傳動零件的設(shè)計計算 七、軸的設(shè)計計算 八、滾動軸承的選擇及校核計算 九、鍵聯(lián)接的選擇及計算 十、聯(lián)軸器的選擇.十一、潤滑與密封.十二、參考文獻計 算 及 說 明結(jié) 果一 、 設(shè)計任務(wù)書1.1工作條件與技術(shù)要求：運動速度允許誤差為5。；工作情況：減速裝置可以正反轉(zhuǎn)，有輕微沖擊，傳動零件工作總時數(shù)10000小時，檢修周期500小時小修，2000小時大修；工作環(huán)境：室內(nèi)，清潔；制造條件：一般機械廠，單件小批量生產(chǎn)。1.2 設(shè)計內(nèi)容（1）確定傳動裝置的類型，畫出機械系統(tǒng)傳動方案簡圖；（2）選擇電動機，進行傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算；（3）傳動系統(tǒng)中的傳動零件設(shè)計計算；（4）繪制減速器裝配圖草圖和裝配圖各1張（A0）;（5）繪制減速器齒輪及軸的零件圖各1張（A2） 2原始數(shù)據(jù)運行阻力F（KN）：1.8運行速度V（m/s）：0.7車輪直徑D (mm)：400啟動系數(shù)： =1.3二、傳動方案的擬定輸送機由電動機驅(qū)動，電動機1通過聯(lián)軸器2將動力傳入減速器3，在經(jīng)聯(lián)軸器4傳至齒輪5，帶動車輪6工作。=10000hF=1800NV=0.7m/sD=400mm=1.3分流式二級圓柱齒輪減速器三、電動機選擇電動機輸出功率計算方法：已知工作機上作用力F(N)和線速度v(m/s)時：（kw）式中為總效率式中傳動系統(tǒng)中每一個傳動副（帶、鏈、齒輪、蝸桿）、軸承、聯(lián)軸器等的效率查表得：齒輪傳動效率1=0.97（一對）球軸承效率2=0.99聯(lián)軸器傳動效率3=0.98開式齒輪傳動效率=0.96=0.7382運行速度：v=0.7m/s運行阻力：F=1.8(KN)P=kw電動機所需額定功率p查表16-2得選取的電動機的型號為Y系列1000r/min電動機的具體牌號為：Y132S-6額定功率為3kw，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min已知: 運行速度v=0.7m/s 滿載轉(zhuǎn)速為960r/min則：工作機的轉(zhuǎn)速為 =33.44r/min四、計算總傳動比及分配各級的傳動比已知電動機滿載轉(zhuǎn)速為n及工作機的轉(zhuǎn)速為時，總傳動比等于：=28.71總傳動比等于各級傳動比的連乘積，即開式齒輪傳動比選對分流式二級齒輪減速器，為保證其高低速級大齒輪浸油深度大致相近，其傳動比要滿足下式：4.48式中高速級傳動比3.2五、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算從減速器的高速軸開始各軸命名為軸、軸、軸。1）各軸轉(zhuǎn)速計算第軸轉(zhuǎn)速n=960（r/min）第軸轉(zhuǎn)速n= n/ =214.29（r/min）第軸轉(zhuǎn)速n= n/ =66.96（r/min）第軸轉(zhuǎn)速n= n/=66.96（r/min）車輪軸 n車= n/=33.482（r/min）式中n電動機轉(zhuǎn)速, r/min電動機至第軸傳動比 -第軸至第軸，,第軸至第軸，第軸至第軸, 第軸至車輪傳動比2）各軸功率計算第軸功率 P= P 2.9106(KW)第軸功率 P= P2.72(KW)第軸功率 P= P (KW)第軸功率 P= P (KW)車輪軸 P 車= P(KW)3）各軸扭矩計算第軸扭矩 T=9500 P/ n=28.95(N.m)第軸扭矩 T=9500 P/ n=121.22(N.m)第軸扭矩 T=9500 P/ n=370.82(N.m)第軸扭矩 T=9500 P/ n=360.26(N.m)車輪軸扭矩 T車=9500 P 車/ n車=690.82(N.m)4)各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩列表軸號轉(zhuǎn)速n(r/min)輸出功率P(KW)輸出扭矩T(N.m)電機軸960329.849602.9128.95214.292.72121.2266.962.6370.8266.962.53360.26車輪軸33.4822.42690.82六、傳動零件的設(shè)計計算1、高速級齒輪設(shè)計：（由機械設(shè)計課本）表6.2選 小齒輪40cr調(diào)質(zhì)鋼 大齒輪45正火鋼許用接觸應(yīng)力（由機械設(shè)計課本）由式6-6，=解除疲勞極限（由機械設(shè)計課本）查圖6-4=700接觸強度壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N （由機械設(shè)計課本）由式6-7得小齒輪循環(huán)次數(shù)N1=60.nj.=5.76（由機械設(shè)計課本）查圖6-5得=1.05=1.15接觸強度最小安全系數(shù)取=1.25則=1.05/1.25=588=1.15/1.25=506則 =588許用彎曲應(yīng)力 （由機械設(shè)計課本）由式6-12，彎曲疲勞極限 （由機械設(shè)計課本）查圖6-7，雙向傳動乘以0.7=378=294彎曲強度壽命系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查圖6-8彎曲強度尺寸系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查圖6-9(設(shè)模數(shù)m小于5mm)=1彎曲強度最小安全系數(shù)=2則=189=147確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周速度V=2.5010（由機械設(shè)計課本）參考表6.7、表6.8選取公差組8級因為是軟齒面閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計。小輪分度圓直徑，（由機械設(shè)計課本）由式6-15得齒寬系數(shù)（由機械設(shè)計課本）參考表6.9=0.8按齒輪相對軸承為非對稱布置小輪齒數(shù)=39大輪齒數(shù)=.i=174.72圓整174， 齒數(shù)比u=4.46小輪轉(zhuǎn)矩 =28.95初定螺旋角載荷系數(shù)-使用系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.3.25-動載系數(shù) 由推薦值 1.051.4-齒間載荷分配系數(shù) 1.01.2-齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.01.2=1.815材料彈性系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.4 鍛鋼 節(jié)點區(qū)域系數(shù)查圖6-3 重合度系數(shù) 由推薦值0.750.88 ， =0.87螺旋角系數(shù)故=36.116法面模數(shù)取標準中心距=108.88圓整a=109分度圓螺旋角12.295分度圓直徑圓周速度v=/60000=2.0158m/s齒寬b=28.84圓整 =29mm大輪齒寬=29小輪齒寬 （由機械設(shè)計課本）由式6-16得當(dāng)量齒數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.5 小輪大輪齒形系數(shù) 小輪 大輪不變位時，端面嚙合角端面模數(shù)mm重合度重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)選0.89 大齒分度圓直徑根圓直徑 頂圓直徑 /2、低速級齒輪設(shè)計：由機械設(shè)計課本）表6.2選 小齒輪40cr調(diào)質(zhì)鋼 大齒輪45正火鋼許用接觸應(yīng)力（由機械設(shè)計課本）由式6-6，=解除疲勞極限（由機械設(shè)計課本）查圖6-4=700接觸強度壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N （由機械設(shè)計課本）由式6-7得小齒輪循環(huán)次數(shù)（由機械設(shè)計課本）查圖6-5得=1.15=1.25接觸強度最小安全系數(shù)取=1.25則=644=550則 =550許用彎曲應(yīng)力 （由機械設(shè)計課本）由式6-12，彎曲疲勞極限 （由機械設(shè)計課本）查圖6-7，雙向傳動乘以0.7彎曲強度壽命系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查圖6-8彎曲強度尺寸系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查圖6-9(設(shè)模數(shù)m小于5mm)=1彎曲強度最小安全系數(shù)=1.4則因為是軟齒面閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計。確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周速度（由機械設(shè)計課本）參考表6.7、表6.8選取公差組8級小輪分度圓直徑，（由機械設(shè)計課本）由式6-15得齒寬系數(shù)（由機械設(shè)計課本）參考表6.9（1）按齒輪相對軸承為非對稱布置（2）小輪齒數(shù)（3）大輪齒數(shù)， ?。?）齒數(shù)比（5）小輪轉(zhuǎn)矩（6）初定螺旋角（7）載荷系數(shù)-使用系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.3.25-動載系數(shù) 由推薦值 1.051.4P=kw電動機的型號Y132S-64.483.2=700N1=60.nj.=5.76=1.05=1.15=1.25=1.05/1.25=588=1.15/1.25=506=378=294=1=189=147=0.8=39=174=1.815a=10912.295 =29mm=700=1=1.4-齒間載荷分配系數(shù) 1.01.2-齒向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.01.2材料彈性系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.4 鍛鋼 節(jié)點區(qū)域系數(shù)查圖6-3 重合度系數(shù) 由推薦值0.750.88 ，故法面模數(shù)取標準中心距圓整a=156mm分度圓直徑圓周速度齒寬大輪齒寬 小輪齒寬 （由機械設(shè)計課本）由式6-16得應(yīng)力修正系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.5 小輪大輪齒形系數(shù) 小輪大輪重合度重合度系數(shù)故 大齒分度圓直徑根圓直徑 頂圓直徑 a=156mm 3、開式齒輪計算：（由機械設(shè)計課本）表6.2選 小齒輪40cr鋼表面淬火 大齒輪45鋼表面淬火由于是開式齒輪傳動所以只校核彎曲疲勞強度，并將模數(shù)增加10%20%許用彎曲應(yīng)力 （由機械設(shè)計課本）由式6-12，彎曲疲勞極限 （由機械設(shè)計課本）查圖6-7，雙向傳動乘以0.7 彎曲強度壽命系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查圖6-8彎曲強度尺寸系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查圖6-9(設(shè)模數(shù)m小于5mm)=1彎曲強度最小安全系數(shù)=2則因為是軟齒面閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計。確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周速度（由機械設(shè)計課本）參考表6.7、表6.8選取公差組8級小輪分度圓直徑，（由機械設(shè)計課本）由式6-15得齒寬系數(shù)（由機械設(shè)計課本）參考表6.9按齒輪相對軸承為非對稱布置小輪齒數(shù)大輪齒數(shù)， 取齒數(shù)比傳動誤差比=2000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承619072軸II上的軸承選擇與計算由軸II的設(shè)計已知，初步選用圓錐滾子軸承32006，由于受力對稱，故只需要校核一個。其受力=516.74N，=0，=10/3，n=214.29r/min1）查滾動軸承樣本課程設(shè)計指導(dǎo)書（表13.3）知圓錐滾子軸承32006的基本額定動載荷C=35800N，基本額定靜載荷=46800N2）求軸承當(dāng)量動載荷P 因為=0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù)Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按機械設(shè)計課本（表13-6），取P=（X+Y）=619.5N3）驗算軸承壽命 50000000h=2000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用圓錐滾子軸承32006 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6210。3輸出軸上的軸承選擇與計算由軸的設(shè)計知，初步選用圓錐滾子軸承32011，由于受力對稱，只需要計算一個，其受力=1665.1 N，=0，=10/3 ，轉(zhuǎn)速n=66.96/min1）查滾動軸承樣本課程設(shè)計指導(dǎo)書（表13.3）知圓錐滾子軸承32011的基本額定動載荷C=80200N，基本額定靜載荷=61800N 2）求軸承當(dāng)量動載荷P 因為=0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù)Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（P表13-6），取=1.0，則 P=（X+Y）=1998.08N3）驗算軸承壽命 =3700000h=2000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用圓錐滾子軸承32011。九、鍵連接的選擇與校核計算1輸入軸與聯(lián)軸器的鍵連接 1) 由軸I的設(shè)計知初步選用鍵A850，=28.95 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課程設(shè)計課本（表11.1）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b/2=42mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =8.MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵A8502齒輪2（2）與軸II的鍵連接 1) 由軸II的設(shè)計知初步選用鍵1025，=60.61 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課程設(shè)計課本（表11.1）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=15mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =57.73MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵A8253齒輪3與軸II的鍵連接 1) 由軸II的設(shè)計知初步選用鍵1060，=121.22 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=50mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =31.9MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵A10604齒輪4與軸III的鍵連接1) 由軸III的設(shè)計知初步選用鍵1852，=370.82 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=52mm-18mm=34mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.511mm=5.5mm。由式可得 =66.09MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵18525聯(lián)軸器與軸III的鍵連接 1) 由軸III的設(shè)計知初步選用鍵1280，=/2=310.82/2 2) 校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（P表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長度=L-b=80mm-12mm=68mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =32.5MPa=110MPa 可見連接的強度足夠，選用鍵A1280十，連軸器選擇1輸入軸（軸I）的聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸I的設(shè)計，選用HL2型彈性套柱銷聯(lián)軸器（35鋼），其尺寸如下表所示型號T（）（r/min）（mm）L（mm）轉(zhuǎn)動慣量（）TL2315560025560.2532輸出軸（軸III）的聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸III的設(shè)計，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器（35鋼），其尺寸如下表所示型號T（）（r/min）（mm）L（mm）轉(zhuǎn)動慣量（）HL41250400042903.4十一、減速器附件設(shè)計1視孔蓋 選用A=120mm的視孔蓋。2通氣器 選用通氣器（經(jīng)兩次過濾）M271.53油面指示器 根據(jù)課程設(shè)計書表15.9，選用2型油標尺M164油塞 根據(jù)課程設(shè)計書表15.12，選用M141.5型油塞和墊片5起吊裝置 根據(jù)課程設(shè)計書表15.13，箱蓋選用吊耳d=18mm6定位銷 根據(jù)課程設(shè)計書，選用銷GB117-86 A6307起蓋螺釘 選用螺釘M820十二、潤滑與密封1齒輪的潤滑 采用浸油潤滑，由于高速級大齒輪浸油深度不小于10mm，取為油深h=75mm。，選用全損耗系統(tǒng)用油 L-AN22。2滾動軸承的潤滑 由于軸承的=96000160000 =21419160000 =6696160000 故選用脂潤滑，選用滾動軸承脂ZGN69-23密封方法的選取 由于凸緣式軸承端蓋易于調(diào)整軸向游隙，軸I，軸II及軸III的軸承兩端采用凸緣式端蓋十三、參考文獻機械設(shè)計：課程上機與設(shè)計程志紅主編機械設(shè)計程志紅主編幾何量公差與檢測甘永立主編 =1=2m =3.975=5=140=1425.1N531.3N= 115N17.08mm=1361.3 N=507.2N=110.51 N=30mm=3129.3N=1138,97N39.96mm=2000hP=（X+Y）=1826.8NP=（X+Y）=619.5NP=（X+Y）=1998.08N=8.MPa=66.09MPa總結(jié)機械設(shè)計是機電類專業(yè)的主要課程之一，它要求我們能結(jié)合課本的學(xué)習(xí)，綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)和技術(shù)知識，聯(lián)系生產(chǎn)實際和機器的具體工作條件，去設(shè)計合用的零部件及簡單的機械，起到從基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程承先啟后的橋梁作用，有對機械設(shè)計工作者進行基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)的啟蒙作用。 機械設(shè)計課程設(shè)計的過程是艱辛而又充滿樂趣的，在這短暫的二個星期里，我們不僅對機械的設(shè)計的基本過程有了一個初步的認識和了解，即