機(jī)械設(shè)計(jì)挽救的文檔

1、目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書1傳動(dòng)方案的擬定及說明4電動(dòng)機(jī)的選擇4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算14鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算16連軸器的選擇16減速器附件的選擇17潤滑與密封18設(shè)計(jì)小結(jié)18參考資料目錄18機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器總體布置簡圖 1電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器；3齒輪減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5鼓輪；6聯(lián)軸器一 工作情況：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)二 原始數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩T（N·m）：850鼓輪的直徑D（mm）：350運(yùn)輸帶速度V（m/s）：0.7帶速允許偏差（）：5使用年限（年）：5工作制度（班/

2、日）：2三 設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；2. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3. 軸的設(shè)計(jì)4. 滾動(dòng)軸承的選擇5. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫四 設(shè)計(jì)任務(wù)1 減速器總裝配圖一張2 齒輪、軸零件圖各一張3 設(shè)計(jì)說明書一份五 設(shè)計(jì)進(jìn)度1、 第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫傳動(dòng)方案的擬定及說明由題目所知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型為：同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器。故只要對(duì)本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：減速器橫向尺寸

3、較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸承潤滑較困難。電動(dòng)機(jī)的選擇1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動(dòng)機(jī)。2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇1） 工作機(jī)所需功率Pw Pw3.4kW2） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率PdPw/ EMBED Equation.3 0.904Pd3.76kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇nd（i1·i2in）nw初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)4電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定由表201查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6,其額定功率為4kW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min?；痉项}目所

4、需的要求。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為：inm/nwnw38.4i25.140 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比由于減速箱是同軸式布置，所以i1i2。因?yàn)閕25.14，取i25，i1=i2=5速度偏差為0.5%<5%，所以可行。各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩項(xiàng) 目電動(dòng)機(jī)軸高速軸I中間軸II低速軸III鼓 輪轉(zhuǎn)速（r/min）96096019238.438.4功率（kW）43.963.843.723.57轉(zhuǎn)矩（N·m）39.839.4191925.2888.4傳動(dòng)比11551效率10

5、.990.970.970.97傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算3 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)5） 材料及熱處理；選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。5） 精度等級(jí)選用7級(jí)精度；5） 試選小齒輪齒數(shù)z120，大齒輪齒數(shù)z2100的；5） 選取螺旋角。初選螺旋角14°3 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式（1021）試算，即 dt EMBED Equation.3 5） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（0） 試選Kt1.6（0） 由圖1030選取區(qū)域系數(shù)ZH2.433（0）

6、由表107選取尺寬系數(shù)d1（0） 由圖1026查得10.75，20.87，則121.62（0） 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mpa（0） 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa；（0） 由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jLh60×192×1×（2×8×300×5）3.32×10e8 N2N1/56.64×107（0） 由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.95；KHN20.98（0） 計(jì)算接觸疲勞許用

7、應(yīng)力 取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1012）得 H10.95×600MPa570MPa H20.98×550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa5） 計(jì)算（0） 試算小齒輪分度圓直徑d1td1t EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =67.85（0） 計(jì)算圓周速度v= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =0.68m/s（0） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=dd1t=1×67.85mm=67.85mmmnt= EMBED Equation.3 = EMBED Equation

8、.3 =3.39h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.89計(jì)算縱向重合度= EMBED Equation.3 =0.318×1×tan14 EMBED Equation.3 =1.59計(jì)算載荷系數(shù)K 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1根據(jù)v=0.68m/s,7級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.11；由表104查的KH的計(jì)算公式和直齒輪的相同，故 KH=1.12+0.18(1+0.6×1 EMBED Equation.3 )1×1EMBE?（1） ?（2） ?模數(shù)mn mn EMBED Equa

9、tion.3 = EMBED Equation.3 mm=3.742 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(1017) mn EMBED Equation.3 1） 確定計(jì)算參數(shù)（1） 計(jì)算載荷系數(shù)K=KAKVKFKF=1×1.03×1.4×1.36=1.96（2） 根據(jù)縱向重合度=0.318dz1tan=1.59，從圖1028查得螺旋角影響系數(shù) Y0。88（3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z1=z1/cos EMBED Equation.3 =20/cos EMBED Equation.3 14 EMBED Equation.3 =21.89 z2=z2/cos EMBED Equatio

10、n.3 =100/cos EMBED Equation.3 14 EMBED Equation.3 =109.47（4） 查取齒型系數(shù)由表105查得YFa1=2.724；Yfa2=2.172（5） 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得Ysa1=1.569；Ysa2=1.798 EMBED Equation.DSMT4 （6） 計(jì)算F F1=500Mpa F2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98F1=339.29MpaF2=266MPa（7） 計(jì)算大、小齒輪的 EMBED Equation.3 并加以比較 EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =0.01

11、26 EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 =0.01468 大齒輪的數(shù)值大。2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mn EMBED Equation.3 =2.4 mn=2.53 幾何尺寸計(jì)算1） 計(jì)算中心距z1 EMBED Equation.3 =32.9，取z1=33z2=165a EMBED Equation.3 =255.07mma圓整后取255mm2） 按圓整后的中心距修正螺旋角=arcos EMBED Equation.3 =13 EMBED Equation.3 5550”3） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1 EMBED Equation.3 =85.00mmd2

12、EMBED Equation.3 =425mm4） 計(jì)算齒輪寬度 b=dd1b=85mmB1=90mm，B2=85mm5） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。軸的設(shè)計(jì)計(jì)算擬定輸入軸齒輪為右旋II軸：1 初步確定軸的最小直徑d EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 =34.2mm2 求作用在齒輪上的受力Ft1= EMBED Equation.3 =899NFr1=Ft EMBED Equation.3 =337NFa1=Fttan=223N；Ft2=4494NFr2=1685N

13、Fa2=1115N3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 擬定軸上零件的裝配方案 EMBED PBrush i. I-II段軸用于安裝軸承30307，故取直徑為35mm。ii. II-III段軸肩用于固定軸承，查手冊(cè)得到直徑為44mm。iii. III-IV段為小齒輪，外徑90mm。iv. IV-V段分隔兩齒輪，直徑為55mm。v. V-VI段安裝大齒輪，直徑為40mm。vi. VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為35mm。2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1. I-II段軸承寬度為22.75mm，所以長度為22.75mm。2. II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm，軸承和箱體的間隙4

14、mm，所以長度為16mm。3. III-IV段為小齒輪，長度就等于小齒輪寬度90mm。4. IV-V段用于隔開兩個(gè)齒輪，長度為120mm。5. V-VI段用于安裝大齒輪，長度略小于齒輪的寬度，為83mm。6. VI-VIII長度為44mm。4 求軸上的載荷 66 207.5 63.5Fr1=1418.5NFr2=603.5N查得軸承30307的Y值為1.6Fd1=443NFd2=189N因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪旋向都是左旋。故：Fa1=638N Fa2=189N5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 判斷危險(xiǎn)截面 由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面2） 截面IV右側(cè)的 EMBED Equati

15、on.3 截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 由于軸選用40cr，調(diào)質(zhì)處理，所以 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 。（2P355表15-1）a) 綜合系數(shù)的計(jì)算由 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ，（2P38附表3-2經(jīng)直線插入）軸的材料敏感系數(shù)為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equati

16、on.3 ，（2P37附圖3-1）故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 查得尺寸系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，（2P37附圖3-2）（2P39附圖3-3）軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，（2P40附圖3-4）軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 EMBED Equation.3 ，則綜合系數(shù)值為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 b) 碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為 EMBED Equation.3 ， EMBED Eq

17、uation.3 c) 安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 故軸的選用安全。I軸：1 作用在齒輪上的力FH1=FH2=337/2=168.5Fv1=Fv2=889/2=444.52 初步確定軸的最小直徑 EMBED Equation.3 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 確定軸上零件的裝配方案2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度d) 由于聯(lián)軸器一端連接電動(dòng)機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為25mm。e) 考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2.5mm，

18、所以該段直徑選為30。f) 該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2mm的圓角，則軸承選用30207型，即該段直徑定為35mm。g) 該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為40mm。h) 為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)5mm，所以該段直徑選為46mm。i) 軸肩固定軸承，直徑為42mm。j) 該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm。2） 各段長度的確定各段長度的確定從左到右分述如下：a) 該段軸安裝軸承和擋油盤，軸承寬18.25mm，該段長度定為18.25mm。b) 該段為軸環(huán)，寬度不小于7mm，定為11mm。c) 該段安裝齒輪，要求長度要比輪轂短2mm，齒輪寬為90mm，

19、定為88mm。d) 該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取13.5mm、軸承與箱體內(nèi)壁距離取4mm（采用油潤滑），軸承寬18.25mm，定為41.25mm。e) 該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝尺寸，定為57mm。f) 該段由聯(lián)軸器孔長決定為42mm4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度W=62748N.mmT=39400N.mm45鋼的強(qiáng)度極限為 EMBED Equation.3 ，又由于軸受的載荷為脈動(dòng)的，所以 EMBED Equation.3 。 EMBED Equation.3 III軸1 作用在齒輪上的力FH1=FH2=4494/2=2247NFv1=Fv2=1685

20、/2=842.5N2 初步確定軸的最小直徑 EMBED Equation.3 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 軸上零件的裝配方案2） 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度I-IIII-IVIV-VV-VIVI-VIIVII-VIII直徑607075877970長度105113.758399.533.255 求軸上的載荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6. 彎扭校合 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算I軸：1 求兩軸承受到的徑向載荷5、 軸承30206的校核1） 徑向力 EMBED Equation.3 2） 派生力 EMBED E

21、quation.3 ， EMBED Equation.3 3） 軸向力由于 EMBED Equation.3 ，所以軸向力為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 4） 當(dāng)量載荷由于 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ，所以 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，故當(dāng)量載荷為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 5

22、） 軸承壽命的校核 EMBED Equation.3 II軸：6、 軸承30307的校核1） 徑向力 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 2） 派生力 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 3） 軸向力由于 EMBED Equation.3 ，所以軸向力為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 4） 當(dāng)量載荷由于 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ，所以 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation

23、.3 ， EMBED Equation.3 。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，故當(dāng)量載荷為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 5） 軸承壽命的校核 EMBED Equation.3 III軸：7、 軸承32214的校核1） 徑向力 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 2） 派生力 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 3） 軸向力由于 EMBED Equation.3 ，所以軸向力為 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 4）

24、 當(dāng)量載荷由于 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ，所以 EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 ， EMBED Equation.3 。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，故當(dāng)量載荷為 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 5） 軸承壽命的校核 EMBED Equation.3 鍵連接的選擇及校核計(jì)算代號(hào)直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉(zhuǎn)矩（N·m）極限應(yīng)力（MPa）高速軸8×7×6

25、0（單頭）25353.539.826.012×8×80（單頭）4068439.87.32中間軸12×8×70（單頭）4058419141.2低速軸20×12×80（單頭）75606925.268.518×11×110（單頭）601075.5925.252.4由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為 EMBED Equation.3 ，所以上述鍵皆安全。連軸器的選擇由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。二、 高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為 EMBED Equation.3 ，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 EMBED Equation.3 所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4（GB4323-84），但由于聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連，其孔徑受