機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)——一級(jí)減速箱

1、機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目封面啥啥的自己填個(gè)。格式啥的按自己學(xué)校的辦?？粗k。1.題口:級(jí)i柱齒輪減速器2. 應(yīng)完成項(xiàng)廿：(1) 傳動(dòng)方案擬定(2) 電動(dòng)機(jī)選擇(3) 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)(4) 設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件(5) 設(shè)計(jì)計(jì)算箱體的結(jié)構(gòu)尺寸(6) 設(shè)計(jì)計(jì)算軸(7) 選擇滾動(dòng)軸承及壽命計(jì)算(8) 選擇和校核鍵聯(lián)接(9) 選擇聯(lián)軸器(10) 選擇潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封件3. 參考資料以及說(shuō)明：*4. 本設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書于 年 月 日發(fā)岀，應(yīng)丁年 月 日前完成，然 后進(jìn)行答辯。專業(yè)教研室、研究所負(fù)責(zé)人審核年月日指導(dǎo)教師簽發(fā)年月日課程設(shè)計(jì)(論文)評(píng)語(yǔ):機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書傳動(dòng)方案擬定電動(dòng)機(jī)的選

2、擇三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算11七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算13八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算14九、聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算14十、減速器的潤(rùn)滑卜一、設(shè)計(jì)總結(jié)15序號(hào)帶拉力f(n)帶速度v(m/s)滾筒直徑d(mm)334001.25310計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明一、傳動(dòng)方案擬定 第三組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)（1）工作條件：使用年限8年，工作為二班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。f=3400nv=1.25m/sd=310mm（2）原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力f=3400n；帶速v =1.25m/s； 滾筒直徑d=310mm；二、電動(dòng)機(jī)選擇

3、1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇：y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）傳動(dòng)裝置的總功率：n總二n帯x n -軸承x n憂輪x n聯(lián)軸落x n滾簡(jiǎn)=0.95 x 0.992 x 0.97 x 0.99 x 0.94(2)=0.840運(yùn)輸機(jī)主軸上所需要的功率:r總=0.840電機(jī)所需的工作功率:4.250.840= 5.06kwp工作=506kwdn 滾=77.01r/min3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：vx60xl0001.25x60x1000 ”亠.n = 77.01 r / min兀 d3.14x310按手冊(cè)p7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍fa=3-6

4、o取v帶傳動(dòng)比f(wàn) 1=2-4,則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為1'尸624。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由冇關(guān)手冊(cè)查出冇三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此冇三種傳支 比方案：如指導(dǎo)書p15頁(yè)第一表。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和 帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，則選n=1500r/min o4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 y132s-4o其主要性能：額定功率：5.5kw,滿載轉(zhuǎn)速1440r/min,額定轉(zhuǎn)矩2.2。三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：心仏二蘭巴= 18.70n 77.012、分配各級(jí)傳動(dòng)比據(jù)指導(dǎo)書p7表1,取齒輪i齒輪=5.2 （

5、單級(jí)減速器i=36合理）匚味 18.70 一所以 ='輪d/四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算（1）計(jì)算各軸得輸入功率電動(dòng)機(jī)軸：pd =5.06）tw軸i （減速器高速軸）片=弘打=0.95x5.06 q 4.8軸i （減速器低速軸）p2 = 0.97 x 0.99 x 4.81« 4.57kw（2）計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸 nm = 1440r/minn 1440軸i 厲=亠=«400/7min1 i、 3.6n 4f）f）軸 ii= l =u 76.92r/min-i2 5.2（3）計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸 7； =9550吃= 9550x2匹u33.56n加nm1440m

6、pa q 1軸 it = 9550 = 9550x« 114.84w m1na400p4 57軸 n -9550訂9550x5.395電動(dòng)機(jī)型號(hào)y132s-45=18.70據(jù)手冊(cè)得i齒輪=5.2i <=3.6pd=5.06kwpi=4.81kwp2=4.57kwrij =400r/min n2=76.92r/mint(l =33560n mm7=114840n mmt2 =567390n mm輸入功率（kw）轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩(n m)傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)5.06144033.56帶齒輪高速軸4.81400114.843.65.2低速軸4.5776.92567.39五、傳動(dòng)零件的設(shè)

7、計(jì)計(jì)算1、普通v帶傳動(dòng)得設(shè)計(jì)計(jì)算 確定計(jì)算功率乙貝i：二k也二1.2x5.06 = 6.07kw ,式中，工作情況系數(shù)取心=1.2 根據(jù)計(jì)算功率匚與小帶輪的轉(zhuǎn)速也，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖10-10普通v帶 型號(hào)選擇線圖，選擇a型v帶。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑心心2因?yàn)?quot;75取小帶輪直徑d（l=90mm ,dd2=327mmv=6.78m/s大帶輪的直徑d2 =厶4門=3.6x90 = 327加加 驗(yàn)證帶速 y=兀加 = 34x90x1440 =6 78加/$在5mls25mls之間。故60x100060x1000帶的速度合適。 確定v帶的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)中心距°。初選傳動(dòng)中心距范圍為：

8、*（厶+dd2）"°w2（厶+d2），即 298.8 <6/0< 824ao=500mm取 q = 500mmv帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：厶=2勺+寺（此+為）+（為；了）=1677.69mmld= 1600mm查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-2,選取帶的基準(zhǔn)直徑長(zhǎng)度lz= 1600mm實(shí)際中心距：0 = 4+ = 600 +16776 -46u6rmn 有'± 48mm 的調(diào)整量2 2 驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小包角e = 180° -4門x 57.3° u 150.9t > 120°故主動(dòng)輪上的包角合適。 計(jì)算v帶的根數(shù)zp,z = 由

9、厲=400r / min , d= 90mm ,宙+*jk足查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-5,得 = 1.07,由23.6,查表10-6,得a=0.17,查表 10-7,得ka = 0.92 ,查表 10-2,得k厶=0.99“5.37,圓整取z = 6根。計(jì)算v帶的合適初拉力坨得肚如凹5*6.7810.92查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)« 10-1,取9 = 0.11焙/加+ 0.11x6.7*« 133.187v 計(jì)算作用在軸上的載荷fc=2zsin = 1547.047v2tz =461.16mma】 =150.92°z=6根fo=133.18nfq=1547.04nv帶輪采用鑄鐵

10、ht150或ht200制造，英允許的最大圓周速度為25m/s.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（單位）mm尺寸小帶輪大帶輪槽型aa基準(zhǔn)寬度乞1111基準(zhǔn)線上槽深心斷2.752.75基準(zhǔn)線下槽深知麗8.78.7槽間距e15 ±0.315 ±0.3槽邊距九99輪緣厚益血66外徑叭da=dd2ha=95.5<=+2=329.5內(nèi)徑d54040帶輪寬度場(chǎng)b3 = 2/+5e = 95.5盡=2/+5幺= 95.5帶輪結(jié)構(gòu)實(shí)心式腹板式2、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(1)擇齒輪類型，材料，精度，及參數(shù) 選用閉式斜齒圜柱齒輪傳動(dòng)(外嚙合) 選擇齒輪材料；小齒輪材料都取為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，hbs = 220 2

11、30；犬齒輪材料取為：45號(hào)鋼，正火處理，hbs =180 190 選取齒輪為8級(jí)的精度(gb 10095-1998)齒面精糙度raw1.63.2um初選螺旋角0 = 12° 選小齒輪的齒數(shù)©=25；大齒輪的齒數(shù)z2 =5.2x25 = 130(2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中心距a >(w + l) 3kt、式中：%卜孕d/杏機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖726式屮：3him =46q mpa；杏表75 : sh=l.l查表74 : k = 1.1 ；齒寬系數(shù)取:y/a = 0.3 計(jì)算模數(shù) 他=2d cos 0 = 2.74z1 + z2查表7-1取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值mn=3 計(jì)算中心距a

12、 =心+%" = 237.69/?7/7?,2 cos 0|員整中心距，取q = 240mm 修正螺旋角：0 = arccos二 12.34°2amn = 3a = 240mm0=12.34°計(jì)算兩齒輪分度圓直徑小齒輪 d=叫"=76.77mmcos0大齒輪 cl.=如二=399.22mm cos0計(jì)算齒寬b = i/aa = 12mm取小齒輪齒寬z?（ = 74tnm （齒輪軸）；大齒輪齒寬b2 =72mm （大齒輪）（3）校核彎曲疲勞強(qiáng)度 校核 6wy：cos0 <其中卜蟲l = 122 = i35.71mpg 如心 l尸l fsf 1.4査機(jī)

13、械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表74 k二1.1 ；查圖7-23： yf = 2.675 ；查圖7-24：= 90mpa ；杳表75：=1.4。這里使用當(dāng)最齒數(shù)。» =31.72mpq<e,故滿足。名稱代兮計(jì)算公式結(jié)果小齒輪大齒輪中距a=（知+°）加”/2cos 0240傳動(dòng)比1/=%5.2法面模數(shù)叫設(shè)計(jì)和校核得出3端面模數(shù)m'=mcosj33.07法面壓力角an,20°螺旋角p一般為8°20°12.34°齒數(shù)z25130分度圓直徑d杳表7-679.77400.22齒頂圓直徑da85.77406.22齒根圓直徑df查表7-672.27392

14、.72齒輪寬b查表7-67472齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下：（詳細(xì)見零件圖）a =240mmi 齒=5.2m=3mmzi=25z2=130 d=64mm d2=352mmb2=72mm bi=74mm螺旋角方向查表7-6左旋右旋三，減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。查設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表3-1經(jīng)驗(yàn)公式，及結(jié)果列于下表。名稱結(jié)果(mm)名稱結(jié)果(mm)底座壁厚8軸承蓋固定螺釘直徑8箱蓋壁厚8軸承蓋螺釘分布圓直徑130底座上部凸圓厚度12軸承座凸緣端而直徑150箱蓋凸圓厚度1螺栓孔凸緣的呢置尺寸22, 20, 30底座下部凸圓厚度20地腳螺栓孔凸緣尺寸25, 23, 45底座加強(qiáng)筋厚度8箱體內(nèi)壁與齒輪距離

15、12底蓋加強(qiáng)筋厚度7箱體內(nèi)壁與齒輪端而距離12地腳螺栓肓徑16底朋深度230地腳螺栓數(shù)目6外箱壁至軸承端面距離47軸承座聯(lián)接螺栓直徑12視孔蓋固定螺釘直徑6箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓直徑10六：軸的設(shè)計(jì)1. 高速軸的設(shè)計(jì)。 選擇軸的材料：選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，hbs=230240 初步估算軸的最小直徑d225. 4mm根據(jù)教材公式，取4=110'則d藝竝器2 25.4mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮帶倫的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶倫處軸徑dmin = 30mm ,根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為d = 40加加兩軸承支點(diǎn)間的距離：l1=b1+2a1+2a2 + b,式屮：b、 小齒輪齒寬，b|=74

16、加加厶箱體內(nèi)壁少小齒輪端面的間隙，a, =l2mma2箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離，42=1°加加b軸承寬度，選取6308型深溝球軸承，查表13-3,得到b = 23mml = 142mm得到：厶=142mm帶輪對(duì)稱線到軸承支點(diǎn)的距離厶=人+人+鳥- 2 2式中：/2軸承蓋的凸緣厚度，【2= 32mm/2 = + q+c2+5 + r-a2-5 = 8 + 22 +20 + 5 + 10-10-23 = 32 / = 1.2£ =1.2*8 = 10/3螺栓頭端而至帶輪端而的距離，/3 = 157777/?k軸承蓋m8螺栓頭的高度，查表可得r =5.3厶=110mm毘帶輪寬度，

17、b、=93訕得至！j ：厶=+1。+1? + k u 110加?2. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。 計(jì)算作用在軸上的力小齒輪受力分析圓周力:乎咤299如ft =2991.79nfr=1114.68nfa=654.5n徑向九耳二豊滬""4.6詼軸向力:巧嚴(yán)耳tan0 = 654.5n 計(jì)算支反力水平而：rah =rbh = = 1495.9nix =077 77垂直面:ravxl42-frlxll-faix 2(110 + 142) = 0 得：rav = 362o.87v22 = 1547.04zf = 0rbv=rav-q-frl=s5.56n 作彎矩圖水平而彎矩：mch

18、 =-/?x71«-106210(a mm)mav =-gxll0«-170170( mm)垂直面彎矩：mcvi =-2(110 + 71) + rav x71 q 33130(n mm)mcv2=-rbv x71«-57900(n mm)ma =mav =170170（n mm）合成彎矩：mcx = jm二 +m；h = 111260（n mm）mc2 = jm： +m：2 = 120970（n mm）作轉(zhuǎn)矩圖7； = 114000（n mm）當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動(dòng)循壞應(yīng)變力時(shí)，取系數(shù)a = 0.6 ,mcad = jo?+（0.6x114000）2 = 68400（

19、7v mm） = jm；+（q£）2 “83400（n mm）貝 |j：mg+（q7；）2 u130600（n mm）mg 二 jm；2+（m）120970（n mm）按彎扭介成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度軸的材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強(qiáng)度極限a/? = 650mpa ,對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力0_= 60mpa o由彎短圖可以知道，a剖面的計(jì)算彎矩最大,該處的計(jì)算應(yīng)力為:嘰 _ 183400o.ldj 0.1x403u 2&66mpa < a_h = 60mpa（安全）d剖血的軸徑最小，該處的計(jì)算應(yīng)力為:cadmcad _ 68400o.ld, 0x30'u 25

20、33mpa < cr=60mpq（安全）軸的結(jié)構(gòu)圖見零件圖所示2. 低速軸的設(shè)計(jì)。 選擇軸的材料：選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，hbs=230240 初步估算軸的最小直徑根據(jù)教材公式，収血=110,則人幟 a 42.9mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑j(luò)min = 50mm ,根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為d = 60mm兩軸承支點(diǎn)間的距離：l4=b2+2a1+2a2 + 5,式川：b,小齒輪齒寬，b, = 12mm4箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙，=12mma2箱體內(nèi)壁與軸承端而的距離，a2b軸承寬度，選取6312型深溝球軸承,得到：厶=142加加2.按彎扭介成應(yīng)

21、力校核軸的強(qiáng)度。 計(jì)算作用在軸上的力小齒輪受力分析廠27； 2x567390鬪周力：片-= 2842.5"zd2400.22f tnn n徑向力： =1059.02rl cos 0軸向力：巧嚴(yán)刁2 tan0 = 621.8n 計(jì)算支反力水平面：rah =rbh = 1421.22v1廠0”垂直面：400 22 得：rravxl42-fr2x71-fl2x = 0zf=0rbv=rav-fr2= 344.57 n 作彎矩圖水平面彎矩：mch =-/?g/x74«-105170(7v mm)mrv. - -rw x71 « -99650(a mm垂直面彎矩：c * 4

22、v:imcv2 = -rbv x 71 q -24460(nma = 0(a mm)合成彎矩：mc=m：h+ml q144880(n mm mc2=jm：h +m=2 = 107980(2 mm) 作轉(zhuǎn)矩圖t2 =567390(?/ mm)=1.5 mm查表13-3,得到b = 3mm= 1403.56"當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí)，取系數(shù)q = 0.6,mcaa =0(at mm)貝ih+("7；)2 q369380(n mm)mm,二 jm；u107980(n mm) 按彎扭介成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度軸的材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強(qiáng)度極限= 650mpa ,對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)

23、力時(shí)的 許用應(yīng)力b_il = 60mpa o有彎矩圖可知，c處彎矩最大，假設(shè)c處為最小直徑，若“ vb一丄，則軸其他地方都必符合要求。7u29.6mpci <cr .1 = 60mpa (安全)w oadjl 小 軸的結(jié)構(gòu)圖見零件圖所示 七滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算1 高速軸選取滾動(dòng)軸承 選取的軸承：型號(hào)為6308深溝球軸承(每根軸上安裝一對(duì))查課程設(shè)計(jì)表133和查機(jī)械基礎(chǔ)表18-11,軸承 a 的徑向載荷ra = j(rahy+(ravy = j(1495.9)2+(3302.97)2 = 3625.9/v 軸向載荷：aa=fa= 654.5n軸承 b 的徑向載荷：/=辰/+血丫 二 j(1

24、495.9)2+(641.25)2 j627.5nc,=32kn軸向載荷：ab=0n;rfl此可見，軸承a的載荷大，應(yīng)該驗(yàn)算軸承a. 計(jì)算軸承a的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷，其中，co=3.2kn查表133得到： 蟲=竺仝=0.0207,取亡=0.22co 31200a 645 5二=0.18<e,故查表 1811 得：x =1/= 0p=3625.9nr 八3526.9則具徑向當(dāng)量動(dòng)載荷p = xra +yaa= 3625.9n因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承a的徑向當(dāng)雖:動(dòng)載荷p為計(jì)算依據(jù)。工作溫度止常,查機(jī)械基礎(chǔ)表18-8 m辦=1;按中等沖擊載荷,查表8-9得辦=1.5,按設(shè)計(jì)要求，軸承得

25、壽命為：lh > 5000/2則:lh=26826.7nc=26826.7n由查課程設(shè)計(jì)表13-3,6309深溝球軸承得額定動(dòng)載荷c°=31.2kn,cvco所以選取得軸承合適。2低速軸選取滾動(dòng)軸承 選収的軸承：型號(hào)為6312深溝球軸承（每根軸上安裝一對(duì)）查課程設(shè)計(jì)表133和查機(jī)械基礎(chǔ)表18-11,軸承a的徑向載荷ra =+（ravy = j（1421.3）2 +（1368.1=何藥n軸向載荷:aa =fa= 621,8n軸承 b 的徑向載荷：rb = j（仏+（仇 j = j（1421.2+（309.1）2 = 1454 4/v軸向載荷：ar=0n;山此可見，軸承a的載荷大，

26、應(yīng)該驗(yàn)算軸承a.計(jì)算軸承a的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷，其中，q=62.8kn查表13-3得到：心=2竺 = 0.010,取e = 0.19c（）62800蟲= o.315w,故査表 18-11 得：x =0.56/= 2.3rap=2534.85n則其徑向當(dāng)量動(dòng)載荷p = xra + yaa = 2534.85"因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承a的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷p為計(jì)算依據(jù)。工作溫度正 常，查機(jī)械基礎(chǔ)表18-8得ft=l；按中等沖擊載荷，查表189得幾=1.5,按設(shè)計(jì)要求，軸承得壽命為：lh > 5000/?山查課程設(shè)計(jì)表13-3,6312深溝球軸承得額定動(dòng)載荷c（）=62.8kw,cvco所以選収 得軸承合適。八：鍵聯(lián)接得選擇和強(qiáng)度校核。1、高速軸與v帶輪用鍵聯(lián)接選用鬪頭普通平鍵（c型）按軸徑 d二30mm,及帶輪寬 b3 = 63mm ,查表 10-1 選擇 c8x56 （gb/t 1096-1979）c型平鍵8x56強(qiáng)度校核鍵得材料選為45號(hào)鋼，v帶輪材料為鑄鐵，查表得鍵聯(lián)接得許用應(yīng)力0l = 50 6qmpa 鍵得工作長(zhǎng)度 1 = l- = 52mm , k = = = 3.5mm ,擠壓應(yīng) 力=27； x 1000 = 42.06mpa v 刃=50