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安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 共 21 頁(yè) 目錄 一、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 、 電動(dòng)機(jī)的選擇 、 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 、 帶輪設(shè)計(jì) 、 傳動(dòng)零件齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 、 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 、 鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算 、 軸承的選擇及壽命計(jì)算 、 箱體 設(shè)計(jì): 一、潤(rùn)滑設(shè)計(jì) 二、附件設(shè)計(jì) 三、設(shè)計(jì)小結(jié) 四、參考文獻(xiàn) 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 2 頁(yè) 共 21 頁(yè) 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1、運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖: 2、原始數(shù)據(jù): 題號(hào) 參數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 直徑( 320 300 300 280 300 260 250 250 200 200 350 拉力( 度( m/s) 用年限 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 3 頁(yè) 共 21 頁(yè) 3、已知條件: 1、 工作情況 :?jiǎn)雾?xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn) ,載荷平穩(wěn), 空載啟動(dòng),工作軸轉(zhuǎn)速誤差為 +5%; 2、 使用 10年(每年 300 個(gè)工作日) ; 3、小批量生產(chǎn),兩班制工作; 4、設(shè)計(jì)工作量: 1、減速器裝配圖 1張( 2、零件工作圖 2張; 3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份。 二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 : 1、組成: 傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。 2、 確定傳動(dòng)方案: 3、 其傳動(dòng)方案如下 : 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 4 頁(yè) 共 21 頁(yè) 三、電動(dòng)機(jī)的選擇: 1、選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型: 按工作要求和條件,選用三機(jī)籠 型電動(dòng)機(jī),封閉式結(jié)構(gòu),電壓 380V, 選擇 開(kāi)式)。 傳動(dòng)裝置的總效率 a a ; 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1 1 為 2 閉式齒輪傳動(dòng)效率 = 聯(lián)軸器的效率 = 滾動(dòng)球軸承的效率 = 5 運(yùn)輸機(jī)的效率 = 2、電動(dòng)機(jī)的選擇 負(fù)載功率 : w 0 0 0 01 00 0 折算到電動(dòng)機(jī)的功率為 : 8 6 74 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速: 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為: m i n/rD 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 5 頁(yè) 共 21 頁(yè) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表 1,可選擇 2'i ,一級(jí)圓柱直齒輪減速器傳動(dòng)比 63'' i ,則總傳動(dòng)比合理范圍為 246電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n( 6 24) 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12供選擇電機(jī)有: 序號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 同步轉(zhuǎn)速/(r/額定功率/載轉(zhuǎn)/(r/堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 1 000 900 500 440 000 60 合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和減速 器的傳動(dòng)比,可以選擇的電機(jī)型號(hào)為 主要性能如上表。 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 6 頁(yè) 共 21 頁(yè) 四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 1、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比: ( 1)減速器 總傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n , 0 ( 2)分配 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 i 1i 式中10, 為使 V 帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大,初步取0i 3,則減速器傳動(dòng)比為 1i 0/ 、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù): ( 1)各軸轉(zhuǎn)速 0號(hào)軸轉(zhuǎn)速 9600 號(hào)軸轉(zhuǎn)速 m 2 039 6 001 m 2號(hào)軸轉(zhuǎn)速 m 0112 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 7 頁(yè) 共 21 頁(yè) 3號(hào)軸轉(zhuǎn)速 m ( 2) 各軸輸入功率 0號(hào)軸 1號(hào)軸 2號(hào)軸 3號(hào)軸 各軸輸出功率 0號(hào)軸 2號(hào)軸 3號(hào)軸 ( 3) 各軸轉(zhuǎn)矩 0軸 : 5 09 5 5 001軸: 33 2 5 09 5 5 0 1112軸: 5 09 5 5 0 2223軸 : 5 09 5 5 0 3333、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理表: 軸名 功率 P/距 T/N*M 轉(zhuǎn)速 n r/動(dòng)比i 效率 輸入 輸出 0軸 60 1 1 1軸 20 3 軸 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 8 頁(yè) 共 21 頁(yè) 五 、帶輪設(shè)計(jì) 1、確定計(jì)算功率 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 12K = c 2、選取 V 帶型號(hào): 根據(jù)功率 1n 960r/ 機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 7取 V 帶型號(hào)為 A 型。 3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑 2: 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)表 7 1D =132 9 63 2 09 6 01 3 2212 據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 7取 2D =400 4、驗(yàn)算帶速 v: 0 060/9 6 01 3 0 060/11 )()( 在 5速合適。 3軸 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 共 21 頁(yè) 5、確定帶長(zhǎng)和中心距: 由 1D + 2D ) 0a 2( 1D + 2D )初步確定 0a =600據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第 246頁(yè)得到 400132()(2220212210)由 機(jī)械設(shè)計(jì)表 7000計(jì)算實(shí)際中心距 : 0 6、驗(yàn)算小帶輪包角 1 : 1 2 71 3 24 0 01 8 0 121、確定 V 帶根數(shù) Z: 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)表 7 7 7 7單根普通 0 ,額定功率的增量 ,帶長(zhǎng)修正系數(shù)包角修正系數(shù) 根數(shù) 根)()(根。 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 21 頁(yè) 8、求作用在帶輪軸上的壓力: 由 機(jī)械設(shè)計(jì)表 7q=m 單根 )()(小帶輪軸上壓力為 312 i i 0 9、帶輪主要參數(shù): 小輪直徑 1D( 大輪直徑 2D( 中心距 a( 基準(zhǔn)長(zhǎng)度( 帶速( m/s) 帶的根數(shù) z 132 400 000 六、傳動(dòng)零件齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、材料選擇: 假設(shè)工作壽命為 10年,每年工作 300天,每天工作 16小時(shí),帶式輸送 機(jī)載荷平穩(wěn),空載啟動(dòng),連續(xù)單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn) 。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 9 齒輪材料為 4040 260 齒輪材料 為 640經(jīng)正火處理 其硬度為 180 210 輪等級(jí)精度為 9級(jí)。 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 10 7 7002H 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) 共 21 頁(yè) 由表 10 4,安全系數(shù) M P l i l i 由圖 10 10, , 由表 10 4 M P l i M P l i 2、按齒面接 觸疲勞 強(qiáng)度設(shè)計(jì): 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 10= 199頁(yè)取齒寬系數(shù) a=齒輪的轉(zhuǎn)矩為 106 P1/106 4 47/320 = 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式( 10算中心距(已知減速器傳動(dòng)比 1i =u=z1/ 35) 3 4 0 335)1(2)(通常取 20 40,取 31取 1,則 1 04 故實(shí)際傳動(dòng)比為i=104/31= 模數(shù)為 : m=2a/(z1+2*32+108)=據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 4 m=3心距為 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 12 頁(yè) 共 21 頁(yè) a=0.5 m(z1+寬為 b= a a=1 16補(bǔ)償安裝誤差,保證接觸齒寬,通常小齒輪齒寬應(yīng)比大齒輪齒寬大 5齒輪分度圓直徑 d1=*31=93mm d2=*104=312、驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度 (齒寬應(yīng)取接觸齒寬 b=81 由 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 10形系數(shù) 2 81 9 31)= 故彎曲強(qiáng)度足夠。 4、齒輪的圓周速度為: v=60 1000) = 60 1000) =3 31 320/(60 1000) =s 對(duì)照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 10級(jí)精度等級(jí)。 名稱(chēng) 符號(hào) 公式 齒 1 齒 2 齒數(shù) z z 31 104 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 13 頁(yè) 共 21 頁(yè) 分度圓直徑 d 93 312 分度圓齒距 P P= m 頂高 m 3 3 齒根高 ( * 頂圓 直徑 aa 99 318 齒根圓直徑 ff 心距 a 2/)( 21 寬 b 1db d 86 81 七、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1、 選擇軸 的材料: 選擇軸的材料為 45 鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,其機(jī)械性能由機(jī)械設(shè)計(jì)表 14得50 , 2、輸出軸( )上的功率 速 矩 已知 是 、初步確定軸的最小直徑: 先按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式( 13步估算軸的最小直徑。(根據(jù)表 11 C=110) 22m i n 3 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 ,為了使所選的軸與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 由于減速器載荷平穩(wěn),速度不高,無(wú)特殊要求,考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 ;計(jì)算轉(zhuǎn)矩2c ,查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 16慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 5.1: 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14 頁(yè) 共 21 頁(yè) 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件,查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè) 計(jì)手冊(cè)表 8取 型號(hào)彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為 500聯(lián)軸器的孔徑 d ,故取 451 d 聯(lián)軸器長(zhǎng)度 12聯(lián)軸器與軸配合的孔長(zhǎng)度 841 L 4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 1、 與聯(lián)軸器配合,已知聯(lián)軸器為 5了保證軸端擋圈只壓 在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上取 1L =82 2、按結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求做成階梯軸,為使聯(lián)軸器能軸向定位,在軸的外端做一軸肩,所以通過(guò)軸軸承透蓋、右軸承和套筒的軸段去 55 。按題意選用兩個(gè) 6211 型滾動(dòng)軸承,故軸承處的軸徑也是 55 。安裝齒輪的軸頭直徑取 60 ,軸環(huán)外徑取 70 ,考慮軸環(huán)的左側(cè)面與軸承內(nèi)圈的端面相接,軸肩高度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈,故軸環(huán)左側(cè)呈錐形,左軸承處軸肩直徑為 62 ,軸肩圓半徑為 1輪與聯(lián)軸器處的軸環(huán)、軸肩的圓角半徑為 2 3、齒輪輪轂長(zhǎng)度是 85安裝齒輪的軸頭長(zhǎng)度取 83軸承標(biāo)準(zhǔn)查得 6211 軸承的軸承寬度是 21此去左端軸徑長(zhǎng)度為 21 據(jù)齒輪端面、軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)保持一定的距離,取軸環(huán)和軸套的寬度為 20結(jié)構(gòu)草圖可知跨距 146852022212 邊的 55 軸段長(zhǎng)度為 2+20+21+60=103中 60裝聯(lián)軸器的軸頭長(zhǎng)度根據(jù)聯(lián)軸器尺寸取 82 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 15 頁(yè) 共 21 頁(yè) 4、聯(lián)軸器及齒輪均采用普通 A 型平鍵連接,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知鍵的尺寸為寬度 *高度 *長(zhǎng)度,聯(lián) 軸器( 140齒輪處( 1810 5、危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度校核 : 因已知大齒輪的分度圓直徑為 d=312的轉(zhuǎn)矩 2T =441091周力 000 2T /d=2000 12= 徑向力 t = 由于為直齒輪,軸向力 其受力方向如下圖所示 L=146t/2= 146/(2 1000)=m r/2=m 146/(2 1000)=m, 扭矩 T=核 22M = 22 =e = 22 )(= 22 ) 8 = b 3 1 考慮到鍵槽 d= 12 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 2 2 > 12 機(jī)蓋,機(jī)座肋厚 1 1m 7 m 7 軸承端蓋外徑 2D 2 +( 53d 112( 1軸) 140( 2軸) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離 S 2 100( 1軸) 100( 2軸) 安徽文達(dá)信息工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 20 頁(yè) 共 21 頁(yè) 十一、潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于一級(jí)圓柱齒輪減速器, 因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的,且傳速較低,所以其速度 s v12m/s,采用浸油潤(rùn)滑,箱體 內(nèi)選用 0號(hào)潤(rùn)滑,裝至規(guī)定高度 . 油的深度為 H + h : H=40 h=10以 H + h =40+10=50中油的粘度大,化學(xué)合成油,潤(rùn)滑效果好。 密封性來(lái)講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封,聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度,聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng),其表面粗度應(yīng)為 ,密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且,凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大并均勻布置, 保證部分面處的密封性。 十二、 附件設(shè)計(jì): A 視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔,能看到傳動(dòng)零件齒合區(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)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊,有便于機(jī)械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 B 油螺塞: 放油孔位于油池最底處,并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè),以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊,由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面,并加封油圈加以密封。 C 油標(biāo): 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低,以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出 . D 通氣孔: 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),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
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