機械設(shè)計方案課程設(shè)計方案說明書單圓柱減速器

1、主要結(jié)果計算項目及內(nèi)容汕頭職業(yè)技術(shù)學院機械設(shè)計 課程設(shè)計任務(wù)書題目帶式輸送機傳動裝置的設(shè)計院系:汕頭職業(yè)技術(shù)學院專業(yè):機電一體化班級:機電一體化2班學號:0930603208姓名:謝少江起訖日期： 2018.12.28指導教師： _蔣燕老師教研室主任： 審核日期：汕職院機電系教研室2018年12月 目錄第一章設(shè)計任務(wù)書. 3第二章傳動方案的擬定. 4第三章電動機的選取計算.4第四章V帶選擇.7第五章齒輪設(shè)計. 9第六章軸的設(shè)計.11第七章軸承的校核 . 22第八章鍵的選擇.23第九章聯(lián)軸器的選擇.24第十章潤滑與密封.24第一章設(shè)計小節(jié).25第十二章參考資料.28第一章設(shè)計任務(wù)書：一、課程設(shè)計

2、題目工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平緩，室 內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度 35C;使用折舊年限：8年檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一 次小修；動力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V;運輸帶速度允許誤差：士 5%;制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械制造，小批量生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)：第 1組：運輸帶拉力F=1.5x103，運輸帶速度V=1.1m/s，卷筒直徑 D=220mm。原始數(shù)據(jù)運輸帶拉力FN）運輸帶速度Vm/s）卷筒直徑Dmm）第2組1.5I031 .1220二、課程設(shè)計內(nèi)容1、 電動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算；2、 傳動零件 如齒輪、帶傳動）的設(shè)計；3、 軸的

3、設(shè)計；4、 軸承及組合部件設(shè)計；5、 鍵聯(lián)接的選擇及校核6、 箱體、潤滑及附件的設(shè)計；7、 裝配圖和零件圖的設(shè)計；8、 設(shè)計計算說明書的編寫。三、課程設(shè)計的要求1、減速器裝配圖一張 1號圖紙）；2、 零件工作圖兩張 中間傳動軸零件圖，齒輪零件圖）；3、 設(shè)計計算說明書一份 包括總結(jié)）；Pw =1.65kw二 0.874、時間：12月281月8號。課程設(shè)計完成后進行答辯。 第二章傳動方案的分析與擬定本設(shè)計采用帶傳動和單級圓柱齒輪傳動，傳動見圖如圖2 -1。第三章電動機的選取計算一、電動機的選取： 電動機如何選?。荷婕笆謨?87頁；電動機 的各種型號：機械設(shè)計手冊167-181頁）1、選擇電動機類

4、型：按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三項異步電動機，電壓380V2、選擇電動機容量：運輸帶拉力F=1.5x103，運輸帶速度 V=1.1m/s,工作機所需功率為：Pw=旦10001.5 103 1.1=1.65kw1000傳動裝置的總效率：也=“1小22卅小4V帶傳動效率“0.96 ,深溝球軸承傳動效率 一對）電動機940 i -95.54= 9.84選取” =2.5帶傳動比）二、各級轉(zhuǎn)速計算：，則i2=4齒輪傳動比）2.5i4m = 367r /min n2 = 95.53r / min“0.99 ,直齒圓柱齒輪傳動效率3 =0.97 ,聯(lián)軸器傳動效率4=0.99，卷筒傳動效率5=0.

5、96.設(shè)計手冊第5頁）= 0.96 x 0.99? x 0.97 x 0.99 x 0.96 =0.87電動機輸出功率為：PwR 二 a =1.65=l.90kw0.87Pcd = K Pd因載荷變化不大，K=1.0， Pcd=1.90kw，所選電動機額定功率 為2.2kw型號Y112M-6滿足要求，額定功率p=2.2kw，機械設(shè)計 手冊167頁表12-1）3、確定電動機轉(zhuǎn)速：滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：60I000V60 匯 1000 0.1 c廠一/ .nw 二 -=-=95.54r / minD二 220V帶傳動比常用范圍為i1 2 4，單級圓柱齒輪減速器傳動比i238，總傳動比范圍，總傳動比范圍i

6、 = 632，故電動機轉(zhuǎn)速范圍：nd=（6 32） 95.54 =573.24 3057.28r/min選擇同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min,電動機型號為：Y112M-6，滿載 轉(zhuǎn)速 940r/min總傳動比為：n0940n1376r / mini12.5n0940 c-n295.53r / mini 9.84三、傳動裝置的運動和動力參數(shù)電動機：P0 = Pd = 1.90kwn0 = nm 二 940r / minP01.90 =95509550,19.30N mn0940軸1高速軸）：P1 =P0 m =1.90X0.96 =1.824kw二 376r / minn0940-=-i12.5=

7、9550巳=9550漢=46.33N mm376軸2低速軸）：no 940n2 :i 9.84=95.53r / min取 D2 = 250mmP2 二 pi . 2 3 =1.824 0.99 0.97 = 1.75kwP21.75T2 =9550 : 9550 : - 174.95N mn295.53軸3滾筒軸)：P3 = P22 4 =1.75 0.99 0.99 = 1.72kwn3 = n2 = 95.53r / minP31 72T3 =9550 : 9550 - : 171.75N mn395.5313軸各軸的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸輸入功率和輸入轉(zhuǎn) 矩乘軸承效率：P* =

8、P1 2 =1.824 0.99 =1.81kwT1=T12=46.33 0.99 =45.87N mP2JP2 . 2 =1.75 0.99 =1.73kwT2T122 =174.95 0.99 =173.20N mpg = P32 =1.72 0.99 =1.70kwT3=T3 . 2 =171.95 0.99 =170.23N m將上述參數(shù)匯成表格:功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/N.m軸名輸入輸出輸入輸出轉(zhuǎn)速n/r/min)傳動 比i電動機1.9019.639402.51 8241 8146 3345 873761軸2軸1.751.73174.95173.2095.534滾筒軸1.721.7017

9、1.95170.2395.531第四章V V帶選擇 教科書：9797頁例7-17-1)一、定V帶型號和帶輪直徑：工作情況系數(shù)：由表， 心=1.2教科書95頁)計算功率：Pc = KAP =1.2 2.2 =2.64kw選帶型號：選A型小帶輪直徑：由表，取D1 =95mm教科書96)大帶輪直徑：D2 二(1 - JD1 =(1 -0.01) 95 940 = 235.125mm 設(shè)n2376；=1%)教科書96頁表7.9，從帶輪基準直徑系列中，選取大帶輪的標準直徑D2=250mm大帶輪轉(zhuǎn)速： 彤=(1 - ；)血=(1 -0.01) 95 940 = 353.628r / min D2250二、

10、計算帶長： 教科書96頁)0.7dd1+dd2) a 2dd1+dd2)初取中心距：a = 500mm帶長：L0 =2a0(dd1 dd2) -(dd dd2) =1541.73mm 根據(jù)教科書24a帶速：vDini傳動比:帶根數(shù):4.67m / s60 1000i1 n1940266i12.66n2353.63由表 7.4， P0=0.78kw，由表 7.6， k： = 0.955由表 7.7， kL 0.975，由表 7.5，= 0.2kwPc2.64z =（P ：P0）k:kL （0.780.2） 0.955 0.975五、求軸上載荷：張緊力： 教科書97頁）= 3.54 取 Z=4 根

11、）取Z=4根小帶輪大帶輪小帶輪包角a161.47 =直徑d/mm95250轉(zhuǎn)速r /min940376帶型號A中心距a/mm502帶長L/mm1541.72基準長度Ld / mm1550帶速v m/s4.67傳動比i2.66帶根數(shù)z4軸上載荷FQ/N919.84由表q = 0.10kg / mFQ 二 919.84KN公式所求得）基準長度：由圖，Ld=1550mmv教科書94頁表7-1）三、求中心距及包角中心距：a=500+Ld-L0）/2=500+1550-1542）/2=502mm小輪包角：1- D2 - D1“1- 250 -951：1=180 -60 =180 -60 =161.47a

12、502四、求帶根數(shù):= 500 漢 2.64 漢（2.5 一955）+0.10 疋 4.672 =116.5N4.67 匯 40.955軸上載荷:第五章齒輪設(shè)計結(jié)合教科書143頁例9-1進行設(shè)計，可按書上的做法簡單設(shè)F o 二 500qv21161.47FQ=2zF0sin2 4 116.5 sin919.84N2 2計。注意幾點：1、軟齒面齒輪，齒面硬度小于等于350HBS ；選9級精度由表查得SH =1tH J 二 CHlim1SH550550 MPa =550MPa1tH 2 JHiim2SH520MPa =520MPa1335 2 KT1 “66x3 1520 丿aU3351Jx4-6

13、327x1082.48mm0.4x3.66Z1=25 Z2=100m 二乙 Z22、在硬度的確定上，一般小齒輪硬度應(yīng)比大齒輪硬度高一些；3、由于軟齒面齒輪其主要失效形式為疲勞點蝕，所以按齒面接觸 疲勞強度進行設(shè)計，然后校核齒根彎曲疲勞強度）。計算完后， 確定齒輪的以下參數(shù)教科書146頁表9.6。由上面可知，小帶輪轉(zhuǎn)速n1=376r/mi n,傳遞功率 P=1.824kw,傳動比i=2.66.（1）選擇齒輪材料及精度等級：小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS,大齒輪選用45 鋼正火，硬度為170210HBS,因為是普通減速器，由表 9.2選9 級精度。（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計因兩齒

14、面均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用公式求出a值，確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：轉(zhuǎn)矩 T1 T =9.55x106 1.824 N mm = 4.6327x104376載荷系數(shù)K，查表9.4取K=1.1.齒數(shù)乙和齒寬系數(shù)S ,小齒輪的齒數(shù)乙取為25,則大齒輪齒 數(shù)Z2 =100，選取-0.4，許用接觸應(yīng)力齢】，由圖查得二H im 1 = 550MPa，二H lim 2 - 520MPa ，2a- 1.32mm 由表 9.1 取 m=1.5mm.確定中心距 a = m Z1 Z2 = 1.5 25 100 = 93.75mm 2 2齒寬 b =raa =0.4X93.75 =37.5mm經(jīng)圓整后取b2=40mm, b“

15、45mmv為了補償安裝誤差，通常使 小齒輪齒寬略大一些。）（3）驗算齒輪彎曲強度齒形系數(shù) YF1 =2.71,YF2 =2.12許用彎曲應(yīng)力-J 由圖查得二Fiim1 =185MPa ,6iim2 =165MPa由表查得Sf =1.3故1 =01 = 185 MPa =142MPaSH1.3-F lim 2SH165 MPa =127MPa1.32KTYF,2X1.1X4.6327X104X2.71J F2bm2 Zi50 x1.52 X25= 122.76MPa ：昇 1 =142MPab = 45mm b2 = 4OmmYF2YF1922.76X茁9.93沁屛冷27嚨因此安全。4）齒輪的圓

16、周速度7X1.5X25X37560X1000= 0.736m/s 由表可齒輪1齒輪2模數(shù)m1.51.5法向壓力角a2Oor 2oo螺旋角PooOo分度圓直徑d/mm37.515O齒頂咼ha / mm1.51.5齒根高hf / mm1.8751.875齒頂圓直徑da / mm40.5153齒根圓直徑d f / mm33.75146.25標準中心距a/mm93.57傳動比i4r：d1 n160X1000知，選9級精度是合適的。）1軸的設(shè)計:第六章軸的設(shè)計V V教科書236236頁）1、選擇軸的材料：選材為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，c=650MPav教科書 230頁，表14.1）2、估算軸頸：d 七 P1

17、 HO3 1.824 =18.62由表查得 C=118107） P2 r 376因軸上有鍵槽，故增大 5%，d =19.551，圓整為2Omm3、初選深溝球軸承：6306機械設(shè)計手冊64頁），d=3O，D=72， B=19， d a = 37 ，4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出軸 的結(jié)構(gòu)，如圖6-1-1:th = 584OOh二 F1 I；一- F 1 二 F2 -F 1 = 122.76MPa 5、計算齒輪受力：圓周力：Ft =2470.93N T1=46330N.mm, Ft1=2T1/d仁2470.93)徑向力：Fr -Ft tanan =2470.

18、93xtan20 =899.34NFQ =919.84N受力圖見圖6-1-2:圖 6-1-26、計算支撐反力：FRT與Fr的距離為47mm, FR2與FR1E 離為94mm，F(xiàn)Q與FR1的距離為153.5mm)水平面反力：垂直面反力:34nFr 47 - FR2 *94 FQ *153.094FRFR2 -Fr -FQ =1951.75 -899.34 -919.84 =132.57N水平面vxoy) 受力圖：見圖 6-1-3Mxy/N mm，見圖 6-1-5Mxz/N mm，見圖 6-1-6 / N mm，見圖 6-1-7垂直面Vxoz）受力圖：見圖 6-1-4FR7、畫軸彎矩圖： 水平面彎

19、矩圖： 垂直面彎矩圖： 合成彎矩圖：MFTFR2圖 6-1-3FtFRFR,f2圖 6-1-454730. 48圖 6-1-5合成彎矩M =：；jMxy2Mxz258066. 62圖 6-1-66429匸 62圖 6-1-78畫軸扭矩圖軸受轉(zhuǎn)距：T二V在齒輪1上有力矩作用）轉(zhuǎn)距圖：T/ N mm,見圖6-1-8da 22.69 d = 21.7仁 d11、校核軸頸:軸頸:9、許用應(yīng)力：許用應(yīng)力值 教科書236頁表14.3):用插入法由表查得：l .-0 -102.5MPa，匕b -60MPa應(yīng)力校正系數(shù)：60 =0.59因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可丘 ob102.5認為轉(zhuǎn)矩脈動循環(huán)變化，取系數(shù) a=

20、0.6)10、畫當量彎矩圖：當量轉(zhuǎn)距：:T 二 0.6x46330 二 27798當量彎矩： M 丄 JM2 +(町 2 二 J64297.622 + 277982 = 70049.36當量彎矩圖：見圖6-1-9圖 6-1-8圖 6-1-9d215001X60 iammv設(shè)計此位置齒輪分度圓直徑d=37.5da滿足要求）叫0?4廣唱答=21.71mm設(shè)計此位置軸徑d=30d滿足要求）二、2軸的設(shè)計：1、選擇軸的材料：選材為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，；b = 800MPa教科書230頁表14.1）2、估算軸頸：d-c31053 S=27.68mm因軸上有鍵槽，故增大 5%， d 29.06mm，圓整為

21、30mm3、初選深溝球軸承：6308，d=40，D=90, B=23，da =49，4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出軸 的結(jié)構(gòu)，如圖：6-2-1圖 6-2-1d2=35mm，b2=40mm齒輪2的寬度應(yīng)比軸頭的寬度大一些，以 使定位可靠，所以取軸段長度為 38mm），15 =1列=1.5x30 =45mm3、計算齒輪受力：圓周力：Ft =璽= 2x174950 =2332.67N徑向力：Fr -Ft *tan - -2332.67xtan200 -849.02N 受力圖如圖6-2-2圖 6-2-24、計算支撐反力：FRT與Fr的距離為45.5mm, FR2

22、與FR1勺 距離為84.5mm）水平面反力：Fr 849.02FRFR；r424.51N2 2垂直面反力：FtFR、=FR2 二 t =1166.335N2水平面vxoy）受力圖：見圖6-2-3垂直面xoz）受力圖：見圖 6-2-4FrY- - - -x圖 6-2-3 -L_LxFt圖 6-2-45、畫軸彎矩圖：水平面彎矩圖：Mxoy/N mm，見圖6-2-5垂直面彎矩圖：Mxoz/N mm，見圖6-2-6合成彎矩圖：M / N mm，見圖6-2-7圖 6-2-55306& 24圖 6-2-633753.03圖 6-2-7合成彎矩M 二；Mxy2 Mxz26、畫軸轉(zhuǎn)矩圖 軸受轉(zhuǎn)距：T寸2轉(zhuǎn)距圖

23、：見圖6-2-8d3= 24.50mm 蘭 44d2= 24.10mm W 407、許用應(yīng)力許用應(yīng)力值v教科書236頁表14.3):表查得：上b|-130MPa ,_ib I - 75MPa應(yīng)力校正系數(shù)：750.58V因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可認為轉(zhuǎn)矩脈動循環(huán)一 ob130變化，取系數(shù)a=0.6)&畫當量彎矩圖當量轉(zhuǎn)距：:T =0.6x174950 = 104970,見圖當量彎矩： M J JM2 +(o(T j 二 J33753.032 +1049702 = 110263.18 當量彎矩圖：見圖6-2-9110263. 18圖 6-2-99、校核軸頸軸頸：d3，M 1 = 110263.1 24

24、.50mm v 設(shè)計此位置軸徑0.1 匕牡丨 10.1x75圖 6-2-8106( 27000 中60 x376 24.50mm,滿足要求)dzz M 3 104970 =24.1mmv設(shè)計此位置軸徑 d=4024.1mm, lO.lAb】，0.1x75滿足要求) 第七章軸承的校核： 一、1軸軸承的校核：1、 初選軸承型號為6306,其主要參數(shù)：C=27.0KN2、計算當量動載荷：齒輪為圓柱齒輪，軸承不受軸向力。所以Fa=0， = 0Fr當量動載荷 P 二 fd(X Fr Y Fa) = fd Fr軸承1所受徑向力：R 二 FR, FR/ 二 132.572 1235.462 =1242.55

25、N軸承2所受徑向力：F2 *FR22 FR22 *1951.752 1235.462 =2309.91N只需校核軸承2即可P = fd fr =1.2x2309.91 二 2771.89 N因載荷變化不大，工作溫度在100C以下，查表得fd=1.2)3、軸承壽命計算：軸承2的壽命為：L _10L(Cv10h _60n P J2軸軸承校核1、初選軸承型號為6308，其主要參數(shù)：C/40.8KN2、計算當量動載荷：齒輪為圓柱齒輪，軸承不受軸向力。所以Fa=0，丘=0Fr 當量動載荷 P = fd(X Fr Y Fa) = fd Fr軸承1所受徑向力：F FRFR： 八 424.5121166.34

26、2 =1241.19N軸承2所受徑向力：F2 二、. FR22 FR22 二 424.512 1166.342 =1241.19NP = fdFr =1.2x1241.11489.43N因載荷變化不大，工作溫度在100C以下，查表得fd=1.2) 3、軸承壽命計算：軸承的壽命為：L10h106C 160n P106 40800 丫60X95.53 1489.43 J= 2586156h第八章鍵的選擇一、1軸上的鍵：由于軸轂連接為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為 雙圓頭平鍵。軸直徑為 20mm,軸段長30mm，鍵長1= 20mm，查 手冊得：d=1722mm時，鍵寬b=6mm，鍵高h=6

27、mm二、2軸上的鍵：1、與齒輪連接處：與齒輪連接處為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為 雙圓頭平鍵。軸頸為44mm，軸段長48mm,鍵長140mm，查手冊 得：d=3844mm時，鍵寬 b=12mm，鍵高 h=8mm。2、與聯(lián)軸器連接處：與聯(lián)軸器連接處為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型 為雙圓頭平鍵。軸頸為30mm，軸段長45mm,鍵長1 37mm，查手 冊得：d=3038mm 時，鍵寬 b=10mm，鍵高 h=8mm。第九章聯(lián)軸器的選擇因軸2轉(zhuǎn)速不咼 壓=95.53r/min )，因此選用凸緣聯(lián)軸器。軸頸 為 d=30mm選用GY5型聯(lián)軸器。主動端鍵為軸2上的鍵，為A型，從動端選 擇鍵為B型，d=32mm,因此選擇的聯(lián)軸器標記為：GY5聯(lián)軸器Y30 x82 30 60mm。二、滾動軸承的潤滑軸承潤滑采用潤滑