機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計-設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級斜齒圓柱齒輪減速器

1、海南大學(xué)機(jī)械課程設(shè)計 二級斜齒圓柱齒輪減速器第一章 設(shè)計說明書1、 設(shè)計課題：設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級斜齒圓柱齒輪減速器要求：擬定傳動關(guān)系，由電動機(jī)、V型帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成。2、 已知條件：運(yùn)輸帶工作壓力：1550N運(yùn)輸帶工作速度：1.75m/s卷筒直徑D： 320mm3、 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動，空載起動，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶速度允許的誤差為。4、 設(shè)計工作量：（1）減速器裝配圖（主視圖、左視圖、俯視圖）；（2）一個帶輪，一根輸出軸，以及任意一個齒輪的零件圖；（3）一篇說明書。第二章 機(jī)械裝置的總體設(shè)計方案2.1電動機(jī)選擇2.1.1選擇電

2、動機(jī)類型：三相籠型異步電動機(jī) 封閉式結(jié)構(gòu)2.1.2選擇電動機(jī)容量：電動機(jī)所需工作效率為：電動機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動總效率（式中分別是帶，軸承，齒輪，聯(lián)軸器，卷筒的效率）查指導(dǎo)書P7表1，10.940.97 取10.96，20.98（滾動軸承），30.960.99，取30.97，40.99，50.96則aPd2.1.3確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速按機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)書上表1的推薦數(shù)據(jù)，V帶的傳動比24，二級圓柱齒輪減速器的傳動比840，總傳動比，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為，符合這一范圍同步轉(zhuǎn)速有3000r/min。選定型號為Y112M-2的三相異步電動機(jī)，額定功率為4.0kW，型 號額定功率kW轉(zhuǎn)速r/m

3、in電流A效率%功率因數(shù)Y112M-24.028908.1785.50.877.02.22.32.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比2.2.1總傳動比 由選定的電動機(jī)Y112M-2的參數(shù)知，滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速，可得傳動裝置總傳動比2.2.2分配傳動裝置各級傳動比 （，分別為帶傳動和減速器的傳動比）為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初取，則減速器的傳動比為根據(jù)各原則，查圖得高速級傳動比為，則2.3運(yùn)動和動力參數(shù)計算（1）各軸轉(zhuǎn)速 由式（9）（11）軸：軸：軸：卷筒軸：(2)各軸輸入功率 輸出功率軸： 軸： 軸： 卷筒軸： (軸的輸出功率由輸入功率乘以各軸承效率所得)(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩與輸出

4、轉(zhuǎn)矩電動機(jī)機(jī)軸輸出的轉(zhuǎn)矩軸：軸：軸：卷筒軸：各軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別由各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率分別得、。運(yùn)動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理如下表：軸名效率P (kW)轉(zhuǎn)矩T（Nm）轉(zhuǎn)速n（r/min）傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸3.43410.71128900.96軸3.2973.23126.88426.3461111.542.60.95軸3.1343.07198.92896.949287.1453.8710.95軸2.9792.919248.363253.349104.452.6410.97卷筒軸2.8902.832239.620244.431104.451第三章 主要零部件的設(shè)計計算（1）確定

5、計算功率工作情況系數(shù)查課本表8-7得：（2）選擇帶型號 由圖8-11選用帶型為Z型帶。（3）選取帶輪基準(zhǔn)直徑由表11.6小帶輪基準(zhǔn)直徑,則大帶輪直徑選取，大帶輪轉(zhuǎn)速計 算 及 說 明結(jié) 果計算帶長求 求 初選中心距 得 取取Z=7根帶長 基準(zhǔn)長度由表8-2得 求中心距及包角中心距 小輪包角求帶根數(shù)帶速傳動比帶根數(shù) 由表8-4a 由表8-5 x=0.967 (插值法)由表8-2 由表8-4b(式8-26)求軸上載荷張緊力(取q=0.06kg/m)軸上載荷3.2 展開式二級圓柱齒輪減速器齒輪傳動設(shè)計3.2.1 高速級齒輪傳動計 算 及 說 明結(jié) 果標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動材料：查機(jī)械設(shè)計手冊選擇兩小齒

6、輪的材料為40cr （調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，兩大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。1. 初步計算轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù) 由表10-7 取值 由表12.16 初選，取接觸疲勞極限 由圖1021d得 初步計算許用接觸壓力 初步計算小齒輪直徑 初步齒寬2. 校核計算圓周速度齒數(shù)z，模數(shù)m 取，由表12.3取查表10-2得 使用系數(shù)查表10-8得 動載系數(shù)Kv1.12齒間載荷分配系數(shù) 由表10-3得由表10-4齒向載荷分布系數(shù)=1.45所以載荷系數(shù)由課本P201表106得材料影響系數(shù)由圖1030選取區(qū)域系數(shù)重合度系數(shù)，因取，所以螺旋角系數(shù)其中：端面重合度近似為縱向重合度總重合度許用接觸應(yīng)力

7、由圖12.17得： 驗算 計算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度不夠，也就是齒輪尺寸偏小，適當(dāng)增大尺寸再進(jìn)行驗算尺寸調(diào)整 按以上校核計算相同的步驟，再次求得各參數(shù)如下： 取 mm 和不變3.確定傳動主要尺寸中心距. 齒寬（ ）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算當(dāng)量齒數(shù)查課本得：齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)，重合度系數(shù)螺旋角系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù)，由表10-3注（3）： 故齒向載荷分布系數(shù) 由圖10-13 載荷系數(shù)許用彎曲應(yīng)力 驗算 3.2.2 低速級齒輪傳動設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動材料：查機(jī)械設(shè)計手冊選擇兩小齒輪的材料為40cr （調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，兩大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。1.初步計

8、算轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù) 由表10-7 取值 由表12.16取接觸疲勞極限 由圖1021d得 初步計算許用接觸壓力 初步計算小齒輪直徑 初步齒寬2校核計算圓周速度精度等級 由表12.6選取8級精度齒數(shù)z，模數(shù)m 初取， 由表12.3取m=3則取 查表10-2得 使用系數(shù)查表10-8得 動載系數(shù)Kv1.12齒間載荷分配系數(shù)由表12.10端面重合度近似為由此得：齒向載荷分布系數(shù)：表12.11所以載荷系數(shù)由課本P201表106得材料影響系數(shù)由圖1030選取區(qū)域系數(shù)接觸最小安全系數(shù)：表12.14 總工作時間：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：接觸壽命系數(shù)：圖12.18 0.96 許用接觸應(yīng)力 3. 確定傳動主要尺寸實際分度圓直徑

9、：，中心距：齒寬：取齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗算重合度系數(shù)：齒間載荷分配系數(shù)：齒向載荷分布系數(shù)： 取載荷系數(shù): 齒形系數(shù)：圖12.21 應(yīng)力修正系數(shù)：圖12.22 彎曲疲勞強(qiáng)度：圖12.23c 彎曲最小安全系數(shù)：表12.14 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 彎曲壽命系數(shù)：圖12.24 尺寸系數(shù)：圖12.25 許用彎曲應(yīng)力:驗算： 傳動無嚴(yán)重過載，故不做靜強(qiáng)度校核。取Kv1.12=1.45=1.641Kv1.12=1.4680.96取3.3 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計3.3.1高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計計 算 及 說 明結(jié) 果軸I采用40Cr調(diào)質(zhì)處理，為齒輪軸，根據(jù)課本表16.2取 高速軸 小齒輪40Cr硬度241HB286HB 取260

10、HB大齒輪45鋼硬度229HB286HB 取240HB計算齒輪受力斜齒輪螺旋角 齒輪直徑：小齒輪 大齒輪小齒輪受力：轉(zhuǎn)矩 圓周力徑向力軸向力計算支承反力水平面反力垂直面反力 畫彎矩轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 許用應(yīng)力 由表16.3插值法查得 應(yīng)力校正系數(shù)畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量彎矩當(dāng)量彎矩 在小齒輪中間截面處在右軸頸中間截面處校核軸徑齒根圓直徑 軸徑 高速軸軸承校核查手冊30207軸承的主要性能參數(shù)如下：查表選用浸油潤滑 e=0.37 Y=1.6 壽命計算派生軸向力： 軸承軸向力 因為軸承2被壓緊 所以 查表13-5 查表13-5 查表，考慮輕微沖擊，當(dāng)量動載荷由于，只計算軸承1的壽命：滿足要求。小齒輪大齒輪 大

11、齒輪小齒輪e=0.37Y=1.63.3.3 低速軸的軸系機(jī)構(gòu)設(shè)計計 算 及 說 明結(jié) 果軸III采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)課本表16.2取 計算齒輪受力齒輪直徑： 齒輪轉(zhuǎn)矩 計算支承反力水平面反力垂直面反力 畫彎矩轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 許用應(yīng)力 由表16.3插值法查得 應(yīng)力校正系數(shù)畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量彎矩當(dāng)量彎矩 在大齒輪中間截面處校核軸徑齒根圓直徑 軸徑 小齒輪聯(lián)軸器 查表19.3 得 K=1.8 查手冊 選用WH6型聯(lián)軸器：公稱轉(zhuǎn)矩 500Nm，許用轉(zhuǎn)速3800r/min，軸孔直徑d=35mm。附：1.高級軸受力圖及彎矩扭矩圖：水平受力圖垂直受力圖 2.中間軸受力圖及彎矩扭矩圖：水平受力圖垂直受力圖3

12、.低級軸受力圖及彎矩扭矩圖：水平受力圖垂直受力圖第四章 減速器箱體及其結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計減速箱的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪嚙合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合。減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號減速器及其形式關(guān)系機(jī)座壁厚0.025a+3mm=6.84mm,取8mm機(jī)蓋壁厚10.02a+3=6.06mm8mm,取8mm機(jī)座凸緣厚度b1.5=12mm機(jī)蓋凸緣厚度b11.5=12mm機(jī)座底凸緣厚度p2.5=20mm取20mm地腳螺釘直徑df0.036a+12=12.288mm取M16mm地腳螺釘數(shù)目na250mm,n=4軸承旁連接螺栓直徑d10.75df=13.15m

13、m取M12mm機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑d2(0.50.6)df=8.7610.52mm取M10mm軸承端蓋螺釘直徑d3(0.40.5)df=7.018.76mm取M8窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4)df=5.267.01mm取M8定位銷直徑d(0.70.8)df=12.2714.02mm取M8df、d2、d3至外機(jī)壁距離c118 ， 16 , 22d1、d2至凸緣邊緣距離c220, 14大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離11.2=9.6mm取12mm齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2=8mm取10mm機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,mm1=m=6.8mm軸承端蓋外徑D2 79 , 79 , 84軸承旁連接螺栓距離ssD2第五章 小結(jié)與心得體會此次液壓系統(tǒng)設(shè)計主要是設(shè)計二級斜齒圓柱齒輪減速器，作為初設(shè)計者，毫無經(jīng)驗，這務(wù)必是一次較困難的綜合性的設(shè)計，經(jīng)過本人的努力，加之參考文獻(xiàn)，終于完成了任務(wù)，并且?guī)缀跄芡瓿稍O(shè)計的各種要求。由于設(shè)計者本身知識有限，難免在設(shè)計中出現(xiàn)一些漏洞或不足之處，敬請老師給予批評和指正。第六章 參考