機械設(shè)計課程設(shè)計一級減速器設(shè)計說明書

1、機械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：帶式輸送機傳動裝置設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)號：09430421155266班級：材型0903院系：機械工程專業(yè)：材料成型與控制工程指導(dǎo)教師：何雅槐完成日期：2011年4月11日湖南涉外經(jīng)濟學(xué)院課程設(shè)計的內(nèi)容設(shè)計題目：帶式輸送機傳動裝置設(shè)計、傳動方案簡圖二、已知條件：1、帶式輸送機的有關(guān)原始數(shù)據(jù)：減速器齒輪類型：直齒圓柱齒輪；輸送帶工作拉力：F=2.2kN；輸送帶工作速度：V=1.6m/s；滾筒直徑：D=450mm.2、滾筒效率：n=0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）；3、工作情況：使用期限12年，兩班制（每年按300天計算），單向運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速誤差不得超過5%,載荷有輕微

2、振動；4、工作環(huán)境：運送砂、石等，室內(nèi)常溫，灰塵較大；5、檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；6、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)；7、動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V。三、設(shè)計任務(wù)：1、傳動方案的分析和擬定2、設(shè)計計算內(nèi)容1）運動參數(shù)的計算，電動機的選擇；2）V帶傳動的設(shè)計計算；3）齒輪傳動的設(shè)計計算；4）軸的設(shè)計與強度計算；5）滾動軸承的選擇與校核；6）鍵的選擇與強度校核；7）聯(lián)軸器的選擇。3、設(shè)計繪圖：1）減速器裝配圖一張（A0或A1圖紙）；2）零件工作圖2張（低速級齒輪、低速軸，A2或A3圖紙）；3）設(shè)計計算說明書1份（6000字）；4）減

3、速器三維爆炸圖（此項選做）。注：提交CAD圖的同學(xué)在提交圖紙和說明書打印稿的同時必需提交相應(yīng)電子版文件、手工繪制的裝配圖草圖和手寫計算說明書草稿。四、主要參考書目1 李育錫機械設(shè)計課程設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2008.2 濮良貴.機械設(shè)計（第八版）M.北京：高等教育出版社，2006.3 成大仙機械設(shè)計手冊（第5版）M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書、傳動方案的擬定及說明二、電動機的選擇三、V帶的設(shè)計計算四、軸的設(shè)計及校核計算五、滾動軸承的選擇及計算六、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算七、高速軸的疲勞強度校核八、鑄件減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸計算表及附件的選擇九、潤滑與密封方式的

4、選擇、潤滑劑的選擇設(shè)計計算及說明結(jié)果設(shè)計任務(wù)書一、傳動方案的擬定及說明傳動方案給定為一級減速器（包含帶輪減速和一級圓柱齒輪傳動減速），說明如下：為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構(gòu)和擬定傳動方案，可先由已知條件計算其驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速n，即W60x1000v60x1000xl.6“c”n-u67.9丫minW兀D兀x450二、電動機選擇1電動機類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用般用途的Y系列三項異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)2. 電動機容量1）工作機所需功率P-FV-2.2X1.6u3.67kWW耳0.96w2）傳動裝置的總效率n-n-n2-n-n1234式中，n-n.為從電

5、動機至卷筒軸之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效12率。由參考書表3-1查得：V帶傳動n=0.96；深溝球軸承n-0.99；7級精度圓柱齒輪傳動12n-0.98；彈性聯(lián)軸器n-0.9934則n-0.96-0.992-0.98-0.99u0.9133）P-件-3.67u4.02kWdn0.9133. 電動機額定功率Pm由參考書表17-7選取Y系列三相異步電動機Y132M1-6主要參數(shù)：額定功率P-4kWmn-67.9rlminWPu3.67kWWnu0.913P-4.02kWdP-4kWm設(shè)計計算及說明結(jié)果滿載轉(zhuǎn)速n-960r/minm中心高H=132mm電機轉(zhuǎn)軸伸出長度E=80mm鍵槽寬度F=10mm電

6、機轉(zhuǎn)軸直徑D=38+0.018mm+0.002鍵槽深度G二D-G二38-33二5mm4、計算傳動裝置的總傳動比i并分配傳動比1）、總傳動比i二佯=-960沁14.14n67.9w2）、分配傳動比假設(shè)V帶傳動分配的傳動比i=3，則一級圓柱1齒輪減速器傳動比i=i=14.14沁4.712i32三、V帶的設(shè)計計算1.設(shè)計帶傳動的主要參數(shù)。已知帶傳動的工作條件：兩班制（共16h）,連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷有輕微振動，所需傳遞的額定功率p=4kw小帶輪轉(zhuǎn)速n=960r/min，大帶輪轉(zhuǎn)速n=320r/min，傳動比i=3。121設(shè)計內(nèi)容包括選擇帶的型號、確定基準(zhǔn)長度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺

7、寸、初拉力和壓軸力等等。1）、計算功率p由表8-7查得工作系數(shù)K=1.2aAp=K-P=1.2x4kw=4.8kwcaA2）、選擇V帶型根據(jù)p、n由圖8-10選擇A型帶ca13）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d并驗算帶速vd（1）、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑d，表8-6和表8-8，取小帶輪基d準(zhǔn)直徑d=106mmd1n=960r/minmi=14.14i=311 沁4.712K=1.2Ap=4.8kwcad=106mmd1-3-設(shè)計計算及說明結(jié)果(2)、驗算帶速v兀d-n兀xl06x960/-_.v=di1=m/s=5.33m/s60x100060x1000因為5m/s5.33m/s30m/s,帶輪符合推薦范

8、圍(3)、計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)式8-15d=i-d=3x106mm=318mm,d21d1查表8-8取d=315mmd2一315由于實際傳動比廣旋2.97非常接近3,故取傳動比=3(4)、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Lda、根據(jù)式8-200.7(d+d)a2(d+d)ddp0qd20.7x(106+315)a02x(106+318)294.7a90包角滿足條件(6) .計算帶的根數(shù)單根V帶所能傳達(dá)的功率根據(jù)n=960r/min和d=106mm表8-4a1d1用插值法求得p-1.1kw0單根v帶的傳遞功率的增量p0已知A型v帶，小帶輪轉(zhuǎn)速n=960r/min,轉(zhuǎn)動比i=31查表8-4b得p=

9、0.112kw0計算v帶的根數(shù)查表8-5插值得包角修正系數(shù)k=0.94，表8-2得帶長修正系數(shù)ak=1.01Lp=(p+p)XkXk=(1.1+0.112)X0.94X1.01=1.18KWr00aLZ=叮=4.8/1.184故取4根.pr(7) 、計算單根V帶的初拉力和取小值由表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kg/m故F=500X(2.5ka)pca+qV2=189.66NOminZVka(8) .計算帶傳動的壓軸力FPF=2ZFsin(a/2)=1489.4NpOmin1(9) .帶輪的設(shè)計結(jié)構(gòu)A. 帶輪的材料為:HT200B. V帶輪的結(jié)構(gòu)形式為:腹板式.C. 結(jié)構(gòu)圖(略)2、齒

10、輪傳動設(shè)計選擇直齒圓柱齒輪Ap=0.112kw0k=1.01Lp=118KWrZ4F=189.66N0minF=14894Np-5-設(shè)計計算及說明結(jié)果先設(shè)計高速級齒輪傳動1）、選擇材料熱處理方式根據(jù)工作條件與已知條件知減速器采用閉式軟齒面計算說明(HB2.32itKTi土1Z1T-ei、2H確定公式中的各計算數(shù)值z=241z=1132a.因為齒輪分布對稱,載荷比較平穩(wěn)綜合選擇Kt=1.3b.計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:小齒輪輸入功率P=Pxq=3.84kw1m1P=3.84kw1小齒輪轉(zhuǎn)速n=320r/min1i1小齒輪的轉(zhuǎn)矩95.5x105PT二1二1.146x105N-mm。1n1由表10-6查得材

11、料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MPa2Ed.由圖10-21d按齒面接觸強度查得小齒輪接觸應(yīng)力t=600MPa；大齒輪的為t=550MPalim1lim2c.e.由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N二60njL二60x320xlx(8x2x12x300)二1.106x109i1hN=1.106x109=2.348x10824.71i.由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.92K=0.96HN1HN2T=1.146x105N-mm1Z=189.8MPa2Et=600MPalim1t=550MPalim2N=1.106x1091N=2.348x1082K=0.92HN1K=0.96HN2t=552Mp

12、aH1t=528MpaH22=66.3mmId2H/代入.丿中的較小者d1t叫皆I角d66.3mm1tii.安全系數(shù)S=1t=KL/S=552MpaH1HN1limlt=KL/S=528MpaH2HN2lim2計算V=1.11m/s(1) 計算圓周速度：V二兀dn/60000=l.llm/slt1(2) 計算齒寬b模數(shù)m齒高h(yuǎn)tb=66.3mmb=d=1x66.3mm=663mmditm=d/z=2.76mmtit1h=2.25m=6.22mmtb/h=66.3/6.22=10.66(3)、計算載荷系數(shù)m=2.76mmth=6.22mmb/h=10.66K二1.02V由表10-3直齒輪可得K=

13、K=1.1HaFa由表10-2查得使用系數(shù)K二1.25A由表10-4插值得K=1.42H卩由表10-13插值的K=1.28F卩故載荷系數(shù)K二K二1.1HaFaK二1.25AK二1.42H卩K=1.28F卩根據(jù)v=l.ll,7級精度，由表10-8查得K二1.02K二1.99d1=76.4mmK二KKKK二1.25x1.02x1.1x1.42二1.99AVHaH卩(4)、按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式10一10a得d=d3=76.4mm11t3KTt(5)、計算模數(shù)mm=d/Z=318mm11標(biāo)準(zhǔn)化得m=33)、按齒根彎曲強度校核由Q二2律“C進(jìn)行校核f9m3zFdi(1)、計算載荷系

14、數(shù)：K=KKKK=1.25x1.02xl.lx1.28二1.795AVFaF卩(2)、由圖10-5查得Y=2.65,Y=1.58FaSa由圖10-20C查得a=500MPaa=380MPaFE1FE2由圖10-18取彎曲疲勞極限K=0.90,K=0.95FN1FN2計算彎曲疲勞應(yīng)力:取安全系數(shù)S=1.4,由10-12得：L二Ka/S=321.4MPaF1FN1FE1la=Ka/S=257.86MPaF2FN2FE22KTYY1FaSa=F9m3zd1(a)257.86MPaFminF22x1.795x1.146x105x2.65x1.581x3.183x242=93K1.795Y 2.65Fa

15、Y 1.58Saa=500MPaFE1a=380MPaFE2K=0.90FN1K=0.95FN2a93F所以齒根彎曲強度滿足要求4)、幾何尺寸計算(1)、分度圓直徑dZm24x372mm11dZm113x3339mm22(2) 、計算中心距m(z+z)2O552(3) 、計算齒輪寬度b=9xd72mmd1取B72mm，B力mm215)、結(jié)構(gòu)設(shè)計。(略)配合后面軸的設(shè)計而定d72mm1d339mm2a205.5mmB72mm2B77mm1設(shè)計計算及說明結(jié)果C段：d=40mm，與軸承（深溝球軸承6008）配合，取軸承內(nèi)徑3d-35mm2D段：d=44mm,設(shè)計非定位軸肩取軸肩高度h=2mm，高速軸

16、內(nèi)4d=40mm3徑為44mmd=44mm4E段：d=56mm,設(shè)計定位軸肩高度h=6mm5F段，d=40mm,與軸承（深溝球軸承6008）配合，取軸承內(nèi)徑6d=56mm5第二、確定各段軸的長度d=40mm6A段：L=1.8x28=504mm,圓整取L=50mmi1B段：L=58mm，考慮軸承蓋與其螺栓長度然后圓整取58mmL=50mm12C段：L=65.5mm,與軸承（深溝球軸承6008）（兩個）配合，加L=58mm23上甩油環(huán)長度，以及內(nèi)箱壁至軸承座端面距離zL=655mmD段：L-73mm由咼速軸齒輪齒寬B廠77mm及其間隙距離4mm確413定L-73mmL=73mm44E段：L-9.5

17、mm由齒輪端面距箱體內(nèi)壁的距離以及甩油環(huán)超出5內(nèi)壁的距離確定L=9.5mm5F段：L二45mm，由甩油環(huán)的寬度和深溝球軸承（兩個）的長6度15x2mm確定L=45mmf.軸總長L-298mm62、低速軸II的設(shè)計計算L=298mm低速軸上的功率P2=P1nn-3.84x0.98x0.99-3.73kw23轉(zhuǎn)速n=n=67.9r/min2wP2=3.73kw亠95.5x105x3.73“/_“轉(zhuǎn)矩T=N/mm二5.25x105N/mmn=679r/min2267.91）、按齒輪軸設(shè)計，軸的材料取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表15-31，T2=取A二11205.25x105N/mm2）初算軸的最小直徑A=

18、1120設(shè)計計算及說明結(jié)果ip1373d=A-=112xJ，=42.58mmmin03n367.9因為帶輪軸上有鍵槽，故最小直徑加大6%,d.=45.13mm。根據(jù)mm減速器的結(jié)構(gòu)，軸II的最小直徑應(yīng)該設(shè)計在與聯(lián)軸器配合部分，取K=1.3A聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩T=KT=1.3x5.25x105N/mm=6.83x105N/mmcaA2按照計算轉(zhuǎn)矩T應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊選用LX3ca彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1.25X106N/mm,選擇聯(lián)軸器的軸孔直徑d二48mm，軸孔長度Y型112mm軸II的設(shè)計圖如下：ABCDEFS9AqqA$8s8P8112.058.046.068.030.

19、011201首先，確定各段的直徑A段：d=48mm,與彈性柱銷聯(lián)軸器配合1B段：d=55mm，設(shè)定定位軸肩高度h=3.5mm，根據(jù)油封標(biāo)準(zhǔn)，選2擇軸徑為55mmC段：d=60mm，與軸承（深溝球軸承6012）配合，取軸承內(nèi)徑3D段:d=66mm,設(shè)定非定位軸肩高度為3mm,低速軸內(nèi)徑為66mm4d=42.58mmminK=1.3AT=6.83x105N/mmcad=48mm1d=55mm2d=60mm3設(shè)計計算及說明結(jié)果E段：d=78mm,設(shè)定定位軸肩高度為6mm5F段：d=60mm,與軸承（深溝球軸承6012）配合，取軸承內(nèi)徑6然后確定各段距離：A段：L=112mm,根據(jù)彈性柱銷聯(lián)軸器XL3

20、的軸孔長度Y型112mm1B段：L=58mm,考慮軸承端蓋螺栓與聯(lián)軸器不發(fā)生干涉2C段：L=46mm,與軸承（深溝球軸承6012）配合,考慮甩油環(huán)長3度，以及內(nèi)箱壁至軸承座端面距離D段：L=68mm，根據(jù)齒輪軸上齒輪的齒寬B=72mm以及間隙距42離4mmE段：L=12mm,由齒輪端面距箱體內(nèi)壁的距離以及甩油環(huán)超出內(nèi)5壁的距離確定F段：L=30mm，考慮軸承長度18mm與甩油環(huán)的寬度6軸的校核計算高速軸：求軸上載荷齒輪上的分力F=殳=2%1-146=3183.3Ntid721F=Ftana=3183.3xtan20o=1158.6NT1t1V帶上的壓軸力F=1489.4Np經(jīng)分析該結(jié)構(gòu)為超靜定

21、問題，為了便于分析，先取內(nèi)側(cè)的軸承對分析，如果其符合要求，則再加上外側(cè)的軸承對，軸一定滿足要求。受力如右圖：d=66mm4d=78mm5d二60mm6L=112mm1L=58mm2L=46mm3L=68mm4L=12mm5L=30mm6F=3183.3Nt1F=1158.6NT1F=1489.4Np設(shè)計計算及說明結(jié)果L=105.5mm1L=67.5mm2L=67.5mm3由材料力學(xué)知識得L=105.5mm在水平方向上（H面）：1L=67.5mm由工F=0得，F(xiàn)+F=F+F2L=675mm3HNH1NH2pT1對C點求矩F（L+L）FL+FL=0p12NH12NH23彎矩M=FL，M=FLH1P

22、1H2NH23在垂直方向上（V面）：由工F=0得,F+F=FVNV1NV2t1對C點求矩FL+FL=0NV12NV23彎矩M=M=FLV1V2NV13解得水平支反力：F=3227.6N，F(xiàn)=589.6NNH1NH2M=1.57x105N/mm,M=3.98x104N/mmH1H2F=3227.6N垂直支反力：NH1F=1591.7N,F=1591.7NF=589.6NNH2NV1NV2M=M=1.07x105N/mmV1V2F=1591.7N合成彎矩NV1F=1591.7NM=1.57x105N/mm,M=2+M-=1.14x105N-mmNV2BC飛H2V2故B截面為危險截面M=M=1.07

23、x105N/mmV1V2M=1.57x105N/mmB-15-設(shè)計計算及說明結(jié)果由材料力學(xué)知識可得在水平方向上（H面）:L=69mm，1L=69mm2由工F=0得,HF+F=FNH3NH4T2對C點求矩L+FL=0NH31NH42彎矩M=M=FLH3H4NH31在垂直方向上（V面）:由工F=0得,VF+F=FNV3NV412對C點求矩-FL+FL=0NV31NV42彎矩MV3=M=FLV4NV31解得水平支反力:F=3464NNH3F=3464NNH4M=M=2.39x105NmmH3H4垂直支反力：F=1548.5NNV3F=1548.5NNV4F=3464NNH3F=3464NNH4MH3

24、=M=2.39x105NmmH4M=M=1.068x105Nmm,V3V4合成彎矩FNV3FNV4二1548.5N二1548.5NM=、：M2+M2=2.62x105Nmm,C、V1V3由圖可知,C截面為危險截面M=M=1.068x105NmmV3V4M=2.62x105N-mmC0.1x663二14.25MPab=14.25MPaca軸的材料為45鋼，由表15-1查得b=60MPa，由bt1ca1故符合強度條件!-16-設(shè)計計算及說明結(jié)果t=60MPa1五、滾動軸承的選擇及計算1.高速軸軸承兩對型號6008深溝球軸承經(jīng)分析，易得靠近V帶輪的兩個軸承最先失效，為了便于計算，把F，F(xiàn)均等作用在靠

25、近V帶的兩個軸承上H1V11）計算靠近V帶的兩個軸承上的近似徑向載荷F=fF)2fF)2f3227.612f1591.712+1+1799.3NNH1NV1rV(2JL2JVL2JL2丿2）計算軸承當(dāng)量載荷，取載荷系數(shù)fp1.2，軸向載荷理論上為0,F故ae，表13-5得X二FrJ,Y0P=fp(XF+YF)=ra2159.16N查參考書可知6008深溝球軸承的基本額定負(fù)載C=r17kN（動載荷）C二1OrP2159.16N1.8kN（靜載荷）所以取C=C二r=1.7x104N3）校核軸承壽命106C1061.7x104人5.3年L=()h(-)3h254209C=C1.7x104Nh60nP

26、i60x3202159.16r按一年300個工作日，每天2班制.壽命4年.故所選軸承適用。2低速軸軸承型號6012深溝球軸承L25420.9hh1）計算軸承的徑向載何：F=JF2+F2=J34642+1548.52=3794.7Nr3氓rNH3rNV3F=IF2+F2=J34642+1548.52=3794.7Nr4rNH4rNV42）計算軸承3、4的當(dāng)量載荷，取載荷系數(shù)f1.2，軸向載荷理F3794.7Nr3PF3794.7Nr4F論上為0，故ae，表13-5得X1,Y0X1,Y0FrL122P=f(XF+YF)4553.64Nf1.2p3Pr33a3設(shè)計計算及說明結(jié)果P=f(XF+YF)=

27、4553.64NX1,Y04p4r44a411所以取p=p=p=4553.64N34X1,Y0223）校核軸承壽命106C,1063.15x104，ccCLL()h()3h1.404x105h29.25年h60nP60x67.93794.72按一年300個工作日，每天2班制.壽命4年.故所選軸承適用。六、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算L1.404x105h1.高速軸上與帶輪相聯(lián)處鍵的校核h鍵bXhXL=8x7x40圓頭普通平鍵（A型）單鍵鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，由表6-2查得許用擠壓力G=100|120MPa,取平均值，g=110MPa。鍵的工作長度pPl-L-b40-8mm=32mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=3.5mm由式（6-1）可得g2T1x1032x114.6x10373.1MPa110MPapkid3.5x32x28滿足設(shè)計要求2.高速軸上與小齒輪相連處鍵的校核鍵bXhXL=14x9x65(A型)單鍵g73.1MPap鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，GLllOMPapg2T2x1032x114.6x10322.7MPa110MPapkid4.5x51x44滿足設(shè)計要求3.低速軸上與聯(lián)軸器相聯(lián)處鍵的校核采用鍵A,bXhXL=14X9X100單鍵g22.7M