機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一級(jí)斜齒輪鏈傳動(dòng)

1、東南大學(xué)精密機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：鏈傳動(dòng)一級(jí)圓柱斜齒輪減速器 學(xué)院：儀器科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)號(hào)：姓名： 學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師： 時(shí)間：目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書3傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)31 選擇電動(dòng)機(jī)類型32 確定電動(dòng)機(jī)容量33 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速比44計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)比和動(dòng)力參數(shù)鏈輪速器箱休的設(shè)計(jì)8軸的設(shè)計(jì)計(jì)101 高速軸的設(shè)計(jì)102 低速軸的設(shè)計(jì)12選用鍵連13潤(rùn)滑15結(jié).15、設(shè)計(jì)任務(wù)書。1.1原始數(shù)據(jù)：傳送帶工作拉力fw/kn傳送帶速度“w/ms1卷筒直徑dw/mm80.753401.2工作條件帶式傳送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大，空載啟動(dòng)，室內(nèi)工作，有粉塵，采用交流電, 兩班制工作。

2、1.3傳動(dòng)方案選擇鏈傳動(dòng)的含有一級(jí)閉式斜齒輪減速器的傳動(dòng)系統(tǒng)。二、傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)根據(jù)要求的工作條件，宜選擇y系列三相交流電動(dòng)機(jī)。此種電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、 振動(dòng)小、噪聲小和運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)。po=蔦磐上“ =7.217w rj 0.8662.2確定電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)所需功率(kw)由機(jī)器的工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定,且：w = 1000 = 9550工作機(jī)的阻力(n );電動(dòng)機(jī)的額定功率范圍按下式計(jì)算:pm = (1 1.3)p0 = (7.217 9.382)kw工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為：=60 "000 譏=60 * 1000 * 0.75 仙.誠(chéng)l wndw71 * 340取開式鏈

3、傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2-4 ,圓柱斜齒輪傳動(dòng)比為35 ,則總傳動(dòng)比范圍為620 ,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為:nm = (620) * 42.13r mm"1 = (252.788426)r rnm"1符合這個(gè)轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r. min-1-種，結(jié)合額定功率范圍，只有一個(gè)可選方案：電動(dòng)機(jī)型額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速質(zhì)量(kg )總傳動(dòng)(kw )(r min-1)(r min-1)比y160l-87.575072015017.092.4計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)比和動(dòng)力參數(shù)總傳動(dòng)比為：% 二 720nw 42.13=17.09取鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為i鏈=3.0 ,則兩級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)比為：i1

4、7.09"齒輪=： = = 5.703.0鏈各軸轉(zhuǎn)速:n電動(dòng)機(jī)軸n電動(dòng)機(jī)軸鏈'齒輪=nm = 720.00r min"720r min=240.00r min1240.005.70r mirt1=42.hr mirt1"卷筒軸=ny=42.hr mm"1各軸功率:p = po = 7.22kw電動(dòng)機(jī)軸upx =g = 7.22 * 0.92w = 6.64kwx 電動(dòng)機(jī)軸'鏈r, = r 人 n, _ = 6.64 * 0.98 * 0.99/cpk = 6.44kw y x /齒輪/軸承p卷筒軸=py "軸承"聯(lián)軸器

5、各軸轉(zhuǎn)矩：9550p。門電動(dòng)機(jī)軸9550 * 7.22720 nm = 95.77nni9550 *6.64n.m = 264.22n.mty = 95509550 * 6.44=6.44 * 0.99 * 0.99/clv = 6.32kw卩卷筒軸p卷筒軸=9550"卷筒軸pc =kakzpkm9550 *6.3242.11 /v.m = 1433.30/v.m將各參數(shù)整理列表：參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸x軸（高速軸）y軸（低速軸）卷筒軸轉(zhuǎn)速r mm"1720.00240.0042.1142.11功率kw7.226.646.446.32轉(zhuǎn)矩n m95.77264.221460.5114

6、33.30傳動(dòng)比3.005.701.00效率0.920.970.98三.鏈輪的計(jì)算3.1選擇鏈傳動(dòng)的齒數(shù)匂、z2由經(jīng)驗(yàn)公式:z = 29 2i = 29 2 * 3 = 23傳遞功率,7.44kwkz小鏈輪系數(shù)，查表4.4得心=1.23km鏈排數(shù)系數(shù)，單排鏈= 1代入：pc = 9.15kw3.3確定鏈節(jié)距、鏈號(hào)由巴和小鏈輪轉(zhuǎn)速hi = 720 r< min"1,查圖4.10得為12a滾子鏈，鏈節(jié)距:p=19.05mm3.4計(jì)算鏈節(jié)數(shù)垢和中心距a初定中心距為a。= 4 op_2a0 z1 + z2 p /zi + z2代入：lp = 131.36 ,取厶卩=132節(jié)。修正中心距

7、:代入：a =864mm3.5驗(yàn)算鏈速=5.26m s"123 * 19.05 * 72060 * 1000-60* 1000-為了控制鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷和噪聲不致過(guò)大,限制v<15m-s-1,此處滿足要求。3.6潤(rùn)滑方式和標(biāo)記由v和鏈號(hào)查圖4.12 ,應(yīng)該采取油浴或飛濺潤(rùn)滑單排12a滾子鏈，節(jié)距p=19.05mm ,節(jié)數(shù)132 ,標(biāo)記為：12a - 1* 132gb1243.1 - 833.7鏈輪的主要尺寸分度圓直徑：180'sin代入：右=139.90mm, d2 418.55齒頂圓直徑（采用三圓弧一直線齒形）：（180 ada = pl 0.54 + cot i代入：

8、dal 148.89mm, da2 428.407nm齒根圓直徑：df = d drdr滾子外徑，查表4.1得心=11.91mm代入：dfi = 127.99mm, df2 = 406.64mm4.1.選擇材料及許用應(yīng)力為使結(jié)構(gòu)緊凄，采用硬齒面，小齒輪用20crmnti ,滲碳淬火，hrc59,;大齒輪用45鋼，表面淬火，hrc48.由圖5.33齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度曲線和圖5.34齒輪的彎曲疲勞極限曲線，(jhiimi = 1500/v rnm2,afuml = 430n mm2 ,<7川血2 = 1150/v mm2,(jfum2 = 340n mm2.許用接觸應(yīng)力：ahi 0.9ahz

9、/ml = 0.9 * 1500 n mm2 1350/v mm22h2 = °9勿“m2 0.9 * 1150 n mm2 = 1035/v mm2許用彎曲應(yīng)力:afi 0.7afiiml = 0.7 * 430 n mm2 = 301/v mm2af2 = °.7a>"m2 0.7 * 340 n mm2 = 238/v mm24.2按齒根彎曲強(qiáng)度初估模數(shù)初選：0二15° ,由表5.18 ,取中心距系數(shù)71=12.4.硬齒面閉式傳動(dòng),取zi = 20,z2 = zj = 20 * 5.7 = 114.由表5.19 ,平穩(wěn)工作，中等沖擊，取載荷系

10、數(shù)k=1.4 ;由表5.21 ,不對(duì)稱布置，硬齒面，取齒寬系數(shù)屮=0.7.d當(dāng)量齒數(shù)：知1 =上=20= 22cos 叩 cos315知2=上=114=127cos3 cos315由圖 5.35 , yfs1 = 4.30必$2 = 3.96”艱二 4.30301=0.0143yfs2命23.96238=0.0166以上取較大值0.0166初估模數(shù):mn>am3kt/fs屮/孔o(hù)ha=12.4*3 i 4 * 264 220j>k 202 * 0.0166mm = 3.47mm?。簃n=3.5mmo4.3確定參數(shù)計(jì)算主要尺寸中心距：260.20mma = (zi + z2) =35

11、(20 + 114)mm =2cos02cosl5?。篴 = 260mm,求螺旋角：cos0mn(<z1 + z2)3.5 * (20 + 114)2a2*260=0.90p = 25.59°分度圓直徑:mnz1 3.5 * 20dr =mm = 77.78mmcos|3 cosl4.07°mnz2 3.5 * 114d2 =mm = 443.33mmcos0 cosl4.07°齒頂圓直徑:% = mnz1+ 2爲(wèi)ncosp= 3.5*4-2 * 1= 84.78mmcosl4.07°/da2 = mnz2+cos0=3.5*114f 2*1 i

12、mm = 450.33m?ncosl4.07°/齒根園直徑：z12han 2c； i = 3.5 * cosr/202*1 2 * 0.25 i mm = 69.03mmcosl4.07°/齒寬：-2/i*n-2c； = 3.5 cosp/2*1-2* 0.25 mm = 434.58mmcos14.07。/b =屮 d = 0.7 * 77.78mm = 54.45mm d取：鳥=54mm,bi = b2 + (3 5)mm = (5759)mm?。壕?58mm.4.4校核齒面接觸強(qiáng)度由表 5.18 , p = 25.59°查得：aa = 447齒面接觸應(yīng)力：&

13、lt;4473 (5.7+ 1尸 * 14 *264.22_7n mm 乙5.7* 54* 26()2=691.06/v mm"2因°h voh2 = 1035n ?nm"2,所以齒面接觸強(qiáng)度滿足要求。五、箱體的設(shè)計(jì)5.1箱體壁厚箱座 8 = 0.025a + 1 = (0.025 * 260 + l)mm = 7.5mm,取 8mm箱蓋 = 0.02a 4- 1 = (0.02 * 260 + l)mm = 6.2m ,取 8mm5.2凸緣：箱蓋凸緣厚度也=1.5百=12加加，箱座凸緣厚度h = l.53 = nmm，箱座底凸緣厚度 b2 = 2.5/ = 20

14、mm。5.3螺釘及螺栓：地腳螺釘直徑df = 0.036a + 12 = 21.36mm ；地腳螺釘數(shù)目： = 4(° 5 250)；軸承旁 連接螺栓直徑dr = 0.75df = 16.02mm ；蓋與座連接螺栓直徑d? = (0.50.6)冷= 11.748mm ;連接螺栓仏的間距/ = 120/nm(l 50 < / < 200);軸承端蓋螺釘直徑 d3 = (0.40.5)與=9.612mm ；視孔蓋螺釘直徑禹=(0.30.4)與=7.476mm ；定位銷 直徑d = (0.70.8皿=8.811mm(取整得9)5.4螺釘螺栓到箱體外避距離：查表得：d廣dp d?

15、至箱體外壁距離為：c, f = 26mm, cl1 = 22mm,c12 = 16m/?;df、d|、£到凸緣邊緣距離：g / = 24mm, c2=20",c2 2 = ' 4/n/?;軸承旁凸臺(tái)半徑：z = c2f = 24mm,rl2 = c22 = 14mm ;箱體外壁至軸承端面距離：£ =c|+c2j+（5口 10） = 22 + 20 + 8 = 50加加。5.5箱體內(nèi)部尺寸：大齒輪齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離厶=10加加（厶1.2/）;齒輪端面到箱體內(nèi)壁的距離 a 2 = 1 0mm （a 2 > <y）（增加散熱）；箱蓋、箱座肋厚 叫

16、« 0.85百=6.8mm, m - 0.856 = 6.8mm。5.6視孔蓋由于單級(jí)減速器中心距為231mm ,故查表得：視孔蓋長(zhǎng)/, = 120mm，橫向螺栓分布距 離l2=l05mm ,視孔蓋寬/?, = 90mm ,縱向螺栓分布距離b2=75mm ,螺栓孔直徑 =07，孔數(shù)4個(gè)。5.7其中吊耳和吊鉤吊耳環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)表11-3中的推薦設(shè)計(jì)公式知：吊耳肋厚度為 /?-（1.80 2.5） =2.5x8 = 20/?m ,吊耳環(huán) 孔徑為 d = b =（/）20 ，倒角為 /? = （1口 1.2）d = 1.2x20 = /?24,吊耳環(huán)空心到箱體外壁距離為e - （0.8

17、 l）d = 20mm。吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：吊鉤長(zhǎng)k = g+c2 =16 + 14 = 30加加，吊鉤高h(yuǎn) “8k = 24mm , 吊鉤內(nèi)深/?«0.5/ = 12mm ,吊鉤內(nèi)圓半徑r-0.25a： = 7.5mm ,吊鉤厚度 /?-（1.8d 2.5）5 = 2.5x8 = 20mm。六軸的設(shè)計(jì)6.1高速軸的設(shè)計(jì)安裝帶論處箱體內(nèi)壁箱體內(nèi)壁d6.1.1選擇軸的材料.熱處理方式由于無(wú)特殊要求，選擇最常用材料45鋼，調(diào)制處理。查【1】表14"得知：硬度：217d 255hbs ;強(qiáng)度極限：= 650mpa ;屈服極限：° = 360mpa ;彎 曲疲勞極限：= 30

18、0mpa o查表得：彎曲需用應(yīng)力（靜）c/, = 60mpg。6.1.2按轉(zhuǎn)矩初步估算軸伸直徑，取c=110110*316.64= 33.27mm240考慮鍵連接，應(yīng)加大4% ,取心=35/71771 6.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)高速軸上所需安裝的零件，可將其分為7段，以仏、“2、仏、£、“5、6、£表示各段的直徑，以西、兀2、心、兀4、忑、兀6、兀7表示各段的長(zhǎng)度（處安裝大帶輪心處安裝軸承端蓋，心處安裝一號(hào)軸承與套筒，4處安裝小齒輪，£處安裝二號(hào)軸承）1）徑向尺寸根據(jù)常用結(jié)構(gòu)，取心=dmin = 35mm ;取倒角倒圓1mm ,故取=di + 1.5 * 2 =

19、38mm ,此先選軸承為6208型號(hào)軸承（無(wú)軸向力，故選深溝球軸 d2承，直徑系列選2號(hào)輕系列；為便于安裝及軸上尺寸基準(zhǔn)，選08號(hào)內(nèi)徑），查【3】表16-1知所選軸承內(nèi)徑為40mm ,且軸承寬度b = 18mm ,故取心=40mm ;為方便加 工測(cè)量，取心=45mm （此也為小齒輪內(nèi)孔直徑）；查表得安裝直徑 47mm<j（/<52.8mm ,故查表選取“套筒40x50x25 gb/t2509-1981 h,故 da = 5qmm;對(duì)齒輪內(nèi)孔倒角 1.6mm ,故取ds =+（1.6 + 1.5）x2 = 51.2m/n （取52mm ）;由于對(duì)稱分布故 d7 = 40mm ,= d

20、a = sqmm o2）軸向尺寸：根據(jù)大帶輪的內(nèi)孔寬£ = （1.5 2）< = （1.5 2）j, = 1.5x20 = 45mm ,為防止由于加 工誤差造成的帶輪晃動(dòng)，取西=42mm ;為防止箱體內(nèi)部潤(rùn)滑油漸到軸承上沖走潤(rùn)滑 月旨，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm （由于所選套筒長(zhǎng)度25mm ,故軸承斷面到箱 體內(nèi)壁的距離取15mm）,為適宜齒輪傳動(dòng)時(shí)散熱，取齒輪距箱體內(nèi)壁為8口 1（）加加（此 取10mm ）,故有召=10 + 15 +b = 43加加；套筒檔齒輪時(shí)x4 = br 3mm = 55mm , 為保證精度取，故同時(shí)將禺修正為兀3 = 45mm ;軸環(huán)取5 口

21、8mm ,故取馮=5mm ;由于安裝時(shí)齒輪箱體軸承均對(duì)稱分布，取觀=10 + 15-“ = 2qmm , x7 = b = l8mm（包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁的距離x =13-15-b = 25mm，前所選軸承端蓋螺釘d3=ms知：由【2】11-10中公式得軸承端蓋厚度e = .2d,=9.6mm ,查2表39可取a級(jí)m8非全螺線/ = 40mm的螺栓（即gb/t5782 m8x40 ）此時(shí)取端蓋到大帶輪的扳手空間為v = / + at + （3 5 mm） = 48mm ，此時(shí)取x2 = x + e x = 9.6 + 48 + 25 « 83/nm。6.2低速軸的設(shè)計(jì)安裝

22、聯(lián)軸器處6.2.1選擇軸的材料.熱處理方式：由于無(wú)特殊要求，選擇最常用材料45鋼，調(diào)制處理。查【1】表14/得知：硬度：217d 255hbs ;強(qiáng)度極限：= 650mpa ;屈服極限：q = 360mpa ;彎曲疲勞極限：6=300mpq。彎曲需用應(yīng)力（靜）（y_h = 60mpao6.2.2按轉(zhuǎn)矩初步估算軸伸直徑p=110 *n3 6.44mm = 58.82mm j42.ll考慮鍵連接以及與十字鍵槽相匹配，取j, = 60mm6.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)低速軸上所需安裝的零件，可將其分為7段，以、2、心、£、久、6、£表 示各段的直徑，以西、勺、花、屯、禺、心、旺表示

23、各段的長(zhǎng)度。（處安裝聯(lián)軸器，仏 處安裝軸承端蓋，心處安裝三號(hào)軸承與套筒，心處安裝大齒輪，£處安裝四號(hào)軸承）1）徑向尺寸：聯(lián)軸器的初步選擇：根據(jù)低速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速查表可選用凸緣聯(lián)軸器，其軸孔直徑 為050，深孔長(zhǎng)度為l = h2mmo根據(jù)上所選聯(lián)軸器，取£ = 60mm ;根據(jù)密封氈圈的標(biāo)準(zhǔn)，取d? = 65mm ;根據(jù)此處 尺寸選擇6212型號(hào)軸承（查表知所選軸承內(nèi)徑為70mm ,外徑為110mm ,且軸承寬 度b = 22mm ）,故取d3 = 70mm ;為方便測(cè)量取d4 = 75mm ;查表得安裝直徑 69mm < da < 76mm ,故查表選取“套

24、筒 60x70x40 gb/t2509-1981 ”，故 018 30, /? = c = mmda = 75mm;查【2】1-27知倒角倒圓推薦值為：030 d 50,二c二1.6伽，故070050 80, r = c = 2mm孔（大齒輪）倒角推薦值為2mm ,故取心=血+ 3.5 * 2 = 82mm ;為對(duì)稱分布，故取d6 = da = 75mm , d7 = d3 = 70mmo2）軸向尺寸：根據(jù)上定箱體兩內(nèi)壁間的寬度可算得大齒輪到箱體內(nèi)壁的距離為12.5mm,為防止箱體 內(nèi)部潤(rùn)滑油漸到軸承上沖走潤(rùn)滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm （為套筒尺寸 此取27.5mm ）,故有=12

25、.5 + 27.5 + b = 62mm ;套筒檔齒輪時(shí)，為保證精度取 x4 = b2 （23）mm = 55mm ,故同時(shí)將盡修正為耳=64mm ;軸環(huán)取5lj 8mm ,故bxx5 = 5mm ;由于安裝時(shí)齒輪箱體軸承均對(duì)稱分布x6 = 12.5 + 27.5-x5 = 35mm , x7=b = 22mm （包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁的距離 兀=£+/ 27.5 b = &5加加，由于軸承外徑為110mm故，選端蓋螺釘為m10，由2笛"0中公式得軸承端蓋厚度e = 1.2d3=12mm，查2表39可取a級(jí)m8 非全螺線i = 40mm的螺栓（即gb/t5

26、782m10x40 ）此時(shí)取端蓋到大帶輪的扳手空 間 為 x = / + （3 57?2m） = 50mm ，故 此 取x2 = x + e + x - 8.5 + 12 + 50- iqmm ,由上選聯(lián)軸器可知 xx=l = 12mm。七、鍵的設(shè)計(jì)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，此處無(wú)特殊要求，故均選用a型平鍵連接。7.1帶輪處鍵連接：由于此處軸徑為30mm，查【1】表10-9得：選用b = 8mm,h = 1mm ,£ = 181 90mm , 由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的l系列選取厶=36加加，即 鍵 8x36 gb/71096 2003。對(duì)平鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核：查1表10/0得其許

27、用擠壓應(yīng)力為（yp = 50u 60mpa （輕微沖 擊），根 據(jù)【1】式10-26得：翁x8）e3°8呎'故符合要求。7.2小齒輪處鍵連接:由于此處軸徑為45mm ,s1 表109得選用b = 14mm,h = 9mm，厶=36 160mm ,由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的l系列選取l = 90mm ,即 鍵 14x90 gb/t1096-2003。對(duì)平鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核：查1表10/0得其許用擠壓應(yīng)力為（rf） = 50q6qmpa （輕微 沖 擊），根 據(jù) 【1】 式 10-26 得4x137.35dhl-2b)45x9x(90-2x14)故符合要求。7.3大

28、齒輪處鍵連接:由于此處軸徑為65mm查【1】表109得 選用b = 1 smm,h = 1 mm ,£ = 50 200mm ,由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的l系列選取l = s0mm ,即 鍵 18x80 gb/t1096 2003。對(duì)平鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核：查1表10/0得其許用擠壓應(yīng)力為（rf） = 50q6qmpa （輕微 沖 擊），根 據(jù) 【1】 式 10-26 得4幾dh(l-2b)4x516.2965x11x(80-2x18)= 0.0656mpa（y/），故符合要求。7.4聯(lián)軸器處鍵連接:由于此處軸徑為50mm，查【1】表109得選用b = 14mm,h =

29、9mm ,l = 36 160mm , 由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的l系列選取l = 00mm ,即 鍵 14x100 gb/t1096 - 2003。對(duì)平鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核：查1表10/0得其許用擠壓應(yīng)力為（7 = 500 60mpa （輕微 沖 擊）根 據(jù) 【1】 式 10-26 得0.0637mpg5q，故符合要求。_ 4幾 _4x516.29°p dhl-2b) 50x9x( 100-2x14)八、潤(rùn)滑與密封8.1 .潤(rùn)滑方式的選擇(1 )因?yàn)榇藴p速器為閉式齒輪傳動(dòng)，且為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，又因?yàn)辇X輪的圓周速度v<12m/5，所以采用將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤(rùn)滑。兩大齒輪直徑相差很小，都可以浸到油，所以不需要用到帶油輪。軸承利用大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)把油濺到箱壁的油槽里輸送到軸承機(jī)型潤(rùn)滑，即軸承采用油