說明書機械畢業(yè)課程設計

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)一 傳動方案設計1. 二級展開式圓柱齒輪減速器該方案由于齒輪相對軸承為不對稱布置，故齒向載荷分配不均， 對軸剛度要求較高， 且展開式布置長度方向過長，在傳送帶的工作方向占用太多空間；2. 二級同軸式圓柱齒輪減速器該方案長度方向尺寸較小，兩級齒輪直徑接近，有利于浸油潤滑；3錐齒輪減速器該方案錐齒輪的傳動對齒輪的制造安裝要求較高，不符合一般機械制造廠，小批量生產的條件；4.單級蝸桿減速器蝸桿傳動傳動比大，適用于高速級，但傳動效率低；結合設計條件及減速器工作環(huán)境，選用二級同軸式圓柱齒輪減速器。二 電動機選擇1.工作機參數題號參數4運輸帶工作拉力

2、 FKN2.5運輸帶工作速度 v(ms)1.1卷筒長度 Dmm60012.工作條件本減速器使用的原動機選擇電動機。 通用的電動機為Y 系列三相異步電動機， Y 系列三相異步電動機為一般用途全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機內部之特點，B 級絕緣，工作環(huán)境溫度不超過+40°C，相對濕度不超過95% ，額定電壓 380V，頻率 50HZ 。其安裝尺寸和功率等級符合國家標準，具有高效、節(jié)能、起動轉矩大、噪聲底、振動小、運行安全可靠等優(yōu)點。故選用 Y 系列三相異步電動機作為原動機。3.計算電動機功率由計算：帶拉力 F=2.5KN，帶速 V=1.1ms,滾

3、筒直徑 D=400mm，滾筒長度 L=600mm.則 工作機工作功率 PwFV2.5 1.1 kw 2.86kw1000 W0.96根據工作環(huán)境，查表，可得：a) 選擇凸緣聯軸器，查表可得：其效率為；b) 固定各傳動軸的滾動軸承為滾動軸承，由于為直齒圓柱齒輪 ,軸向力很小 ,可以忽略 ,選用球軸承 (稀油潤滑 ),查表 ,;c) 由于傳動精度不太高 ,齒輪精度選用中等精度 8 級精度 (油潤滑 ), 查表 ,;d) 攪油效率 :;2e) 固定滾筒軸采用滑動軸承 ,潤滑正常 .即則由以上可知 ,電動機至工作機的總效率為:22222220. 9820.97 0.8聯滾嚙攪滑0. 970. 990.

4、 97故所需的電動機的功率為:4.電動機轉速計算由于齒輪傳動中各單級傳動比一般為35,且故601000/ min, 且 nw52. 5rD即在 472.25rmin1312.5rmin 之間綜合電動機的功率和轉速，可確定電動機同步轉速取1000rmin額定功率取 4kw，查表，型號選用 Y132M1-6.該型號電動機的主要參數為：電動機型額定功滿載轉速額定轉矩最大轉矩總傳動比號率 KW（rmin）Y132M-649602.02.218.2電機軸尺寸 :直徑D=38mm鍵槽寬F=10mm伸出軸長E=80mm槽深電動機中心高H=132mm電動機總長 L=515mm總寬 347.5mm三 傳動系統的

5、參數計算與設計31.傳動比設計與分配總傳動比由于傳動為二級同軸式圓柱齒輪傳動，取故，滿足傳動比在35 之間2.確定各軸的功率、轉速和轉矩a) 各軸轉速n2n1960225. 8/ mini 14. 25rn3n4n253. 1r /mini 2b) 各軸輸入功率P2P1滾嚙3. 37kwP3P2滾嚙聯3. 17kwP4P3滾攪聯2. 98kwc) 各軸的轉矩電機軸 TdPd35. 6N m T1 9550P134. 5N m9550n1nd綜上，傳動參數如下：4參數功率（ KW ）轉速（ rmin）轉矩（ N·m）軸電動機軸3.5896035.6軸3.4796034.5軸3.3722

6、5.8142.5軸3.1753.1570.1軸2.9853.1535.95四、齒輪設計由于工作條件為單向連續(xù)運轉，載荷平穩(wěn)，輸送帶水平放置，且為小批量生產，考慮到為同軸式傳動機構，兩級傳動比一致，為簡化安裝及維修，兩級均采用圓柱直齒輪傳動。同時，為使結構更加緊湊，采用硬齒面齒輪傳動。 由于是閉式硬齒面齒輪，其主要失效形式是輪齒彎曲疲勞折斷。1、高速級齒輪傳動設計首先計算高速級齒輪傳動初選材料：小齒輪：40CrNi2Mo，調質處理，硬度為 294326HBW；大齒輪：37SiMn2MoV，調質處理，硬度為 263294HBW；根據小齒輪齒面硬度310HBW 和大齒輪齒面硬度270HBW ，按輪齒

7、接觸疲勞極限應力圖MQ 線查得齒面接觸疲勞極限應力為：，5按齒根彎曲疲勞極限應力圖MQ 線查得輪齒彎曲疲勞極限應力為：，循環(huán)次數 N1 60 n1th6019608 36016 2.65109;N2 60n2 th60 1225.8 8360 166.24 108 ;按壽命系數圖查得接觸壽命系數按壽命系數圖查得彎曲壽命系數查表取最小安全系數：于是H 1H lim1Z N17500.98MPa668.2MPa ;SH1.1H 2H lim2ZN 2730 1MPa663.63MPa ;SH1.1F 1EF1 YN12300.95MPa156MPa ;SF1.4F 2EF 2 YN22100.98

8、 MPa147MPa ;SF1.4按齒輪的彎曲疲勞承載能力計算齒輪的主要參數：確定計算載荷：小齒輪轉矩查表，考慮本齒輪傳動是斜齒圓柱齒輪傳動，電動機驅動，軸承相對齒輪不對稱布置，取載荷系數 K=1.2，則KT1K A K K K T11.334.5 Nm45.20 Nm6齒寬系數查表，硬齒面取，取傳動比，32171 3104.25 12d2.5 17560.454.256 6 0故a1 4.25 60.45取 a=160mm，則由經驗工公式，2158.，8，取 m=0.015a=2.4,取標準模數 m=3,則：，為使中心距以0，5 結尾，取，則反算中心距， am ( z1 z2 )3(2510

9、5)mm195mm ，22檢驗傳動比，傳動比誤差為： uu'100%4.25 4.21.18% ，u4.25符合要求。選擇齒輪精度，齒輪圓周速度并考慮齒輪用途，選擇7 級齒輪精度。精確計算計算載荷查表，由于電動機工作平穩(wěn)，載荷均勻，以及齒輪精度，運動速度，查表可取，齒輪傳動嚙合寬度查表得，齒間載荷分配系數，查表，減速器軸剛度較大，齒向載荷分布系數，KK A K K K1 1.1 1.1 1.081.317KT1K AK K K T11.3134.5 Nm45.2Nm驗算輪齒接觸疲勞承載能力HZH ZEKFt ( u 1)Hbd1u區(qū)域系數查圖，標準齒輪,彈性系數查表得，；因大齒輪的許用

10、齒面接觸疲勞應力值較小，故將代入，于是HZH ZEKFt (u1) 2.5 189.81.21 1000 (4.25 1) 282.23MPaH 2齒bd1u65 654.25面接觸疲勞強度足夠。驗算輪齒彎曲疲勞承載能力查圖，可得兩輪復合齒形系數為：,F1KFt YF11.2110004.26 26.43MPabm653F 2KFt YF 21.571000 3.95 31.8MPabm65 3F 1F 2156MPa147 MPa輪齒彎曲疲勞承載能力足夠。2、低速級齒輪傳動設計由于該減速器為小批量生產且為同軸式傳動，為減少材料種類及生產成本，便于減速器的維修和維護，兩級傳動用樣的齒輪，故對低

11、速級進行強度校核如下 ;KKAKKK11.1 1.1 1.081.31KT3KAK KK T31.31 142.53Nm 186.71N m8驗算輪齒接觸疲勞承載能力KFtu1HZHZEZ()bd3uH區(qū)域系數查圖，標準齒輪,彈性系數查表得，因大齒輪的許用齒面接觸疲勞應力值較小，故將代入，于是HZH ZEKFt (u1) 2.5 189.84.981000 ( 4.25 1) 533.1MPaH 4bd3u75654.25齒面接觸疲勞強度足夠。驗算輪齒彎曲疲勞承載能力F3KF t YF 3Y 34.981000 4.26 108.8MPaF 3156MPabm653F 4KFt YF 44.9

12、81000 3.95 100.8MPaF 4147MPabm653輪齒彎曲疲勞承載能力足夠。則兩級圓柱直齒輪傳動幾何尺寸：名稱小齒輪大齒輪模數33分度圓直徑75315齒頂高33齒根高3.753.75全齒高6.756.759齒頂圓直徑81321齒根圓直徑67.5307.5頂隙0.75標準中心距195節(jié)圓直徑75315傳動比 i齒寬 b7565五、聯軸器設計1、輸入軸聯軸器電動機 Y132M1-6 的參數：機座外形尺寸底腳安軸伸尺H號裝尺寸寸Y160L132根據電動機軸和軸的轉矩和轉速：轉速（ rmin ）轉矩（ N·m）電動機軸96035.6軸96034.5查手冊可選擇凸緣聯軸器型號為

13、GY5 ，配對型號 ,其參數如下：10Y型公稱轉許 用 轉軸 孔外 徑型號軸 孔矩速直徑mm長度GY5400800030，38821202、輸出軸聯軸器軸、軸的工作參數：參數轉速（ rmin）轉矩（ N·m）軸軸53.1570.1軸53.1525.95查手冊選擇凸緣聯軸器型號為GYH6 ，配對型號為其參數如下：Y 型軸孔型號公稱轉矩許用轉速軸孔直徑長度外徑 mmGYH690060004511230六、軸的設計軸的示意簡圖：軸軸軸111.軸設計軸示意簡圖如上所示：（1）軸直徑設計軸材料選擇 45 號鋼，查表可得， d1A03 P1103 3.4716.88mmn960對于的軸，當軸的同

14、一截面上開有一個鍵槽時，軸徑應加大5% ，則：d1 'd1(15%)16.88 1.0517.74mm取 GY5 凸緣聯軸器，軸孔直徑查表選滿足上述計算式直徑。取，（2）軸各軸段長度設計1）根據軸徑選擇角接觸球軸承的型號：軸承代號dDBa極限轉速7009C457516691625.820.5100002）選擇凸緣式軸承蓋，材料為HT200, 軸承外徑 D=75mm,螺釘直徑，螺釘數為 4；軸承蓋參數如下：12D0D2.5d3752.5895mm;D2D02.5d3952.58115mm;e1.2d31.2 8 9.6mm 10mm;D4D(10 15)75 1065mm;D6D(24)

15、75273mm;D5D 03d3953871mm;m10mm;3）密封圈選用氈圈密封。其參數為：軸徑 dD4053397則；;軸各軸段主要參數設計如下：1234567dmm3-404555475145lmm5656166709312、軸設計軸示意簡圖：（ 1）軸直徑設計軸材料選擇 45 鋼 ，取則， d1A0 3P11033.3727.08mmn225.8對于的軸，當軸的同一截面上開有一個鍵槽時，軸徑應加大5% ；13則： d1 'd1(15%)27.08 1.0528.43mm取，滿足上述計算式直徑。；d553mm; d647mm; d744mm; d840mm（2）軸各軸段長度設計

16、1)選擇凸緣式軸承蓋，材料為HT200, 軸承外徑 D=80mm,螺釘直徑，螺釘數為 4；凸緣式軸承蓋參數：D0D2.5d3802.58100mm;D2D02.5d31002.58 120mm;e1.2d31.2 8 9.6mm 10mm;D4D(10 15)801070 mm;D6D(24)80278mm;D5D03d310031070mm; m 8mm2）根據軸徑選擇圓錐滾子軸承的型號：軸承代號dDBa極限轉速34.32.23.7208B408018739000555則：； ； ；l550mm; l670mm; l78mm; l825mm軸各軸段主要參數設計如下：1234567814Dmm

17、4046707853474440lmm2518601050708253、軸設計軸示意簡圖：（1）軸直徑設計軸材料選擇 45 鋼 ，取 ,d1A03 P110 3 8.959.12mmn57.33對于的軸，當軸的同一截面上開有一個鍵槽時，軸徑應加大5% 即，d1 'd1 (1 5%)42.8 1.0544.9mm滿足上述計算式直徑。??；（2）軸各軸段長度設計1）根據軸徑選擇角接觸球軸承的型號：軸承代號dDBa極限轉速7013C65100189320.14035.570002）選擇凸緣式軸承蓋，材料為HT200, 軸承外徑 D=100mm,螺釘直徑，螺釘數為 4；凸緣式軸承蓋參數：15D0

18、D2.5d31002.58120mm;D2D02.5d31202.58140mm;e1.2d31.21012mm;D4D(10 15)10010 90mm;D6D(2 4) 100298mm;D5D03d3 12031090mm;m10mm;3）密封圈選用氈圈密封。其參數為：軸徑 dD6584638取 GYH6 凸緣聯軸器， Y 型軸孔長度為 112mm，則：； ；軸各軸段主要參數設計如下：1234567d45556578707265l1086021660521七、軸承的設計與校核1、軸角接觸球軸承校核軸承代號dDBa極限轉速7009C457516691625.820.51000016齒輪一的

19、受力分析：2T1234.5Ft10.92KNd175Fr 1Ft1 tan0.92 tan200.33KNl Ab123Ba54mm2l Bb15b2b323 Ba 150mm222則： Rx1Rx 21 Fr 10.17 kN ; Ry1 Ry21 Fr10.46kN ，則22FR1Rx12Ry120.49kNFR2 ；軸承只受軸向力，則當量載荷，7009C 角接觸球軸承的基本額定動載荷求軸承 1 的壽命對球軸承有：，取，10631063fT Cr1Lh125.8560nf p P160 96012.510 h0.49一年的工作天數 =360 天。兩班制，即工作16 小時。所以將軸承1 的壽

20、命折合為年得：年滿足設計要求。2、軸角接觸球軸承校核軸承代號dDBa極限轉速1734.32.23.7208B408018739000555齒輪二的受力分析：Ft 22T22142.550.91KNd2315Fr 2Ft 2tan0.91tan20 0.33KN齒輪三的受力分析：Ft 32T32142.553.8KN ； Fr 3Ft 3tan3.8tan20 1.38KNd375尺寸如圖中標注。則計算可得：FX 3Fr 327Fr 2157;FX4Fr 3 166Fr 2361930.075kN1931.13 kN ;Fy 3Ft 2157Ft 3271.27 kN ； Fy4Ft 236 F

21、t 31663.44kN；193193則： FR2Fx 22Fy2 21.27 kN ; FR3Fx32Fy3 23.62 kN7208B 軸承的基本額定動載荷，求軸承 1 的壽命取，10631063fT Cr132.5Lh 3f p P360 225.8153413.3h60n3.62一年的工作天數 =360 天。兩班制，即工作16 小時。所以將軸承1 的壽18命折合為年得：年滿足設計要求。3、軸角接觸球軸承校核軸承代號dDBa極限轉速7013C65100189320.14035.57000軸受力分析：2T3253.1Ft 40.34KNd353.1Fr 4Ft 4tan0.34 tan20

22、 0.13KN尺寸如圖所示：FX 5 0.05KN; FX 60.08KN ; FY 50.13KN ; FY 6 0.21KN ;則： FR60.2120.0820.23KN7013C 角接觸球軸承的基本額定動載荷，求軸承 1 的壽命取，10631063fT Cr140.5Lh 61.9 107 h60nf p P660 53.1 10.2319一年的工作天數 =360 天。兩班制，即工作16 小時。所以將軸承1 的壽命折合為年得：年滿足設計要求八、 軸的校核1.軸校核a)軸受力分析：b)水平面受力如圖：c)彎矩圖為：d)垂直受力為：20e）彎矩圖為：f)轉矩圖為：2T1234.5Ft10.

23、92KNd175Fr 1 Ft tan3.14 tan20 0.33KN各力的值如軸承校核處，則：M xmax9.18 Nm; M ymax24.84 Nm;且均在同一截面處，故 M maxM 12M 2226.48 N m ，M max24(T)23.2MPaca()2WW45 號鋼的遠大于此，故該軸強度滿足要求。2、軸校核21軸受力分析：a）水平面受力如圖b)彎矩圖為：c)豎直面受力為：d)彎矩圖為 :22e)轉矩圖為：各力數值如軸承校核處，則：M maxM 12M 2230.45292.52297.4 NmM max)24(T2)212.48MPa 55MPaca(WtW45 鋼強度大于

24、此，故該軸強度滿足要求。3、軸校核a)齒輪四的受力分析：b)水平面受力如圖：23c)彎矩圖如圖：d）豎直面如圖：e)彎矩圖為：f)轉矩圖為：24各力數值如軸承校核處，M maxM 12M 222.426.24 26.69 NmM max24(T2)29.97MPa 55MPaca()WtW45 鋼許用強度遠大于此，故該軸強度滿足要求。九、鍵的校核1、軸鍵的選擇和校核1 根據軸段直徑選擇A 型（圓頭普通平鍵）鍵，基本尺寸如下：公稱直徑 db*hLt308*7504材料選用鑄鐵，許用擠壓應力為110MPa，則：有效工作長度為：l=50-8=40mm2T234.5103p30 42318MPaFdlk滿足要求。2 高速級和低速級小齒輪所用鍵25根據軸直徑選用A 型平鍵，尺寸如下：公稱直徑 db*hLt4714*9705.5材料選用鑄鐵，則有效長度為：l=56-14=42故2T2225.8103p47 4265MPaFdlk3.52、軸鍵的選擇和校核高速級大齒輪選擇A 型（圓頭普通平鍵）鍵，基本尺寸如下：公稱直徑 db*hLt7020*12507.5材料選用鑄鐵，則：有