單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　計(jì)算說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置</p><p>　　專業(yè) 0 班</p><p>　　設(shè)計(jì)者： </p><p>　　指導(dǎo)老師：

2、 </p><p>　　2009 年 12 月 27 日</p><p>　　專業(yè)課設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　一、傳動(dòng)方案擬定……………………………………………</p><p>　　二、電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………</p><p>　　三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳

3、動(dòng)比……………………</p><p>　　四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算………………………………</p><p>　　五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………</p><p>　　六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………</p><p>　　七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算……………………………</p><p&

4、gt;　　八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算……………………………………</p><p>　　九、潤滑方式的確定………………………………………</p><p>　　十、參考資料………………………………………………</p><p><b>　　計(jì)算過程及計(jì)算說明</b></p><p><b>　　一、傳動(dòng)方案擬定</

5、b></p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)題目名稱</b></p><p>　　單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。</p><p><b>　　2．運(yùn)動(dòng)簡圖</b></p><p><b>　　3．工作條件</b></p><p>　　運(yùn)輸機(jī)雙班制工作，單向

6、運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，使用年限6年。</p><p><b>　　4，原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1．輸送帶牽引力 F=1100 N</p><p>　　2．輸送帶線速度 V=1.5 m/s</p><p>　　3．鼓輪直徑 D=250 mm</p><p>

7、<b>　　二、電動(dòng)機(jī)選擇</b></p><p>　　1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型：</p><p>　　按工作要求和工況條件，選用三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380V，Y型。</p><p>　　2、計(jì)算電機(jī)的容量：</p><p>　　——電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率：</p><p&

8、gt;<b>　　式中：</b></p><p>　?。瓗鲃?dòng)效率：0.95；－滾子軸承傳動(dòng)效率：0.99</p><p>　?。瓐A柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.97；－彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.99</p><p>　　—卷筒的傳動(dòng)效率：0.96</p><p>　　已知運(yùn)輸帶的速度v=0.95m/s：</p>

9、<p><b>　　所以： </b></p><p>　　從表22-1中可選額定功率為3kw的電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　3、確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　卷筒的轉(zhuǎn)速為：</b></p><p>　　按表14-8推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取

10、V帶傳動(dòng)比</p><p>　　單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則從電動(dòng)機(jī)到卷軸筒的總傳動(dòng)比合理范圍為：。</p><p>　　故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選的范圍為：</p><p>　　符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：1000r/min、1500r/min，</p><p>　　；綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第1種方案比較合適，

11、因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-4，其主要參數(shù)如下：</p><p>　　三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比：</p><p><b>　　總傳動(dòng)比： </b></p><p>　　分配傳動(dòng)比：取一級(jí)斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比：，</p><p><b>　　則一V帶的傳動(dòng)比：</b></p>

12、;<p>　　四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算：</p><p>　　將傳動(dòng)裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸，——依次為電機(jī)與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動(dòng)效率。</p><p><b>　　各軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　1軸： </b></p>

13、<p><b>　　2軸 </b></p><p><b>　　卷筒軸：</b></p><p>　　2、各軸輸入功率，輸出功率：</p><p><b>　　輸入功率：</b></p><p><b>　　1軸：</b></p>

14、<p><b>　　2軸：</b></p><p><b>　　卷筒軸：</b></p><p><b>　　輸出功率：</b></p><p><b>　　1軸：</b></p><p><b>　　2軸： </b>&l

15、t;/p><p><b>　　卷筒軸：</b></p><p>　　3各軸輸入轉(zhuǎn)矩，輸出轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： </p><p><b>　　1軸輸入轉(zhuǎn)矩： </b></p><p><b>　　2軸輸入轉(zhuǎn)矩: </b></p

16、><p><b>　　卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率0.99。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下表：</p><p>　　五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算：</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)V帶</b></p><p><b>　　（

17、1）確定V帶型號(hào)</b></p><p>　　kA=1.2 PC=KAP=1.2×3=3.6KW</p><p>　　根據(jù)=3.6KW =1420r/min,選擇A型V帶，取。</p><p>　　大輪的基準(zhǔn)直徑：。取。</p><p>　　為帶傳動(dòng)的彈性滑動(dòng)。</p><p>　?。?）驗(yàn)算帶

18、速： 帶速合適。</p><p>　?。?）確定V帶基準(zhǔn)長度和中心距：</p><p><b>　　根據(jù)：</b></p><p>　　可得應(yīng)在之間，初選中心距=600mm</p><p><b>　　帶長：</b></p><p><b>　　取。</b&g

19、t;</p><p><b>　　計(jì)算實(shí)際中心距：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　（4）驗(yàn)算小帶輪包角： </p><p><b>　　合適。</b></p><p>　　（5）求V帶根數(shù)Z： </p>

20、<p><b>　　今得：</b></p><p><b>　　傳動(dòng)比：</b></p><p>　　由查表得，查表得：，</p><p><b>　　由此可得：</b></p><p><b>　　取Z=3根。</b></p>

21、<p>　?。?）求作用在帶輪軸上的壓力：</p><p>　　查表得q=0.10kg/m，故得單根V帶的初拉力： </p><p><b>　　作用在軸上壓力：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　?。?）確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖</p>

22、;<p>　　小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=90mm采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=224mm，</p><p>　　采用腹板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見零件工作圖。</p><p><b>　　2、齒輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）選選齒輪的材料、精度和確定許用應(yīng)力：</p><p>　　因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高

23、，小齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度，，大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度，，。</p><p><b>　　??；?。?lt;/b></p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=</b><

24、/p><p><b>　　[]=</b></p><p>　　(2)按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　齒輪精度用8級(jí)，取載荷系數(shù)K=1.2，，齒寬系數(shù)，</p><p>　　小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：N*mm</p><p>　　大齒輪上的轉(zhuǎn)矩：N*mm</p><p><

25、;b>　　初選螺旋角 </b></p><p><b>　　齒數(shù)：取，則</b></p><p><b>　　齒形系數(shù)：</b></p><p>　　查圖11-8得。由圖11-9得。</p><p><b>　　因 ，</b></p>&

26、lt;p>　　故應(yīng)該對(duì)大齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。</p><p><b>　　小齒輪法向模數(shù)：</b></p><p><b>　　由表4-1取。</b></p><p><b>　　中心距：</b></p><p><b>　　取a=90mm。</b>

27、;</p><p><b>　　確定螺旋角：</b></p><p><b>　　齒輪分度圓直徑 </b></p><p><b>　　齒寬 </b></p><p>　　取 </p><p>　?。?）驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)

28、度：</p><p>　?。?）齒輪的圓周速度</p><p>　　故選8級(jí)制造精度是合宜的。</p><p><b>　?。?）設(shè)計(jì)小結(jié)：</b></p><p><b>　　六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　輸入軸設(shè)計(jì)：</b>&

29、lt;/p><p><b>　　1、按扭矩初算軸徑</b></p><p>　　選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217~286HBS。查課本第245頁表14-2取 C=110。，考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=16.49×(1+5%)mm=17.32</p><p><b>　　∴選d=18mm</b></p>

30、;<p>　　2、齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）軸上零件的定位，固定和裝配</p><p>　　單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定</p><p>　?。?）確定軸各段直徑和長度</p>&l

31、t;p><b>　　工段： 長度取</b></p><p>　　∵ c=1.5mm</p><p><b>　　∴II段:</b></p><p>　　初選用7205AC型角接觸球軸承，查指導(dǎo)書表可知其內(nèi)徑為25mm,寬度為15mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，

32、通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長：</p><p><b>　　III段直徑：</b></p><p><b>　　小齒輪直徑mm</b></p><p>　　小齒輪寬度加退刀槽mm</p><

33、p>　　取過渡段直徑mm, mm</p><p>　　取軸承直徑mm，mm</p><p>　　由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=205mm</p><p>　　(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?、偾蠓侄葓A直徑：已知</p><p><b>　?、谇筠D(zhuǎn)矩：已知</b></

34、p><p><b>　?、矍髨A周力：</b></p><p><b>　?、芮髲较蛄r</b></p><p>　　⑤作用在軸1帶輪上的外力： </p><p>　　因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以： </p><p>　?。?）繪制軸受力簡圖（如圖a）</p><

35、p>　?。?）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）</p><p><b>　　軸承支反力：</b></p><p>　　由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為</p><p>　　(3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）</p><p>　　截面C在水平面上彎矩為：</p><p>　　(4

36、)繪制合彎矩圖（如圖d）</p><p>　　(5)繪制扭矩圖（如圖e）</p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　(6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）</p><p>　　轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=1，截面C處的當(dāng)量彎矩：</p><p>　　(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)

37、度</p><p>　　因?yàn)椴牧线x擇45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理， ，得許用彎曲應(yīng)力，則：</p><p>　　因?yàn)?段的直徑都大于d，所以該軸是安全的。</p><p><b>　　輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算:</b></p><p><b>　　1、按扭矩初算軸徑</b></p><p>　　

38、選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS。2取 C=115。得：,故取d=30mm。</p><p><b>　　2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　（1）軸的零件定位，固定和裝配</p><p>　　單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩

39、軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。</p><p><b>　　聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　計(jì)算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩：查課本291表17-1取，查手冊(cè)選用型號(hào)為HL2的彈性柱銷聯(lián)軸器。</p><p>　?。?）確定軸的各段直徑和長度<

40、/p><p>　　工段：取聯(lián)軸器直徑，查表長度取</p><p>　　∵ c=1.5mm</p><p><b>　　∴II段:</b></p><p>　　考慮到聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定的距離，</p><p>　　初選7208AC型角接球軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm。考慮齒輪端面和

41、箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長為23mm，則該段長43mm，安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。故II段長：</p><p><b>　?、笾睆剑?lt;/b></p><p><b>　?、舳沃睆剑?lt;/b></p><p>　　過渡段由于對(duì)稱性及其配合關(guān)系，即 =16mm</p><p&

42、gt;　　但此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3。該段直徑應(yīng)?。海?4+3×2）=50mm</p><p>　　取軸環(huán)直徑=50mm. 長度=5mm</p><p><b>　　齒輪直徑</b></p><p><b>　　軸承直徑</b></p>

43、<p>　　由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=230mm</p><p>　?。?）按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?、偾蠓侄葓A直徑：已知</p><p><b>　　②求轉(zhuǎn)矩：已知</b></p><p><b>　?、矍髨A周力Ft：</b></p><p&

44、gt;<b>　?、芮髲较蛄r</b></p><p><b>　?、荨邇奢S承對(duì)稱</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　(1)求支反力、、、</p><p>　　(2)由兩邊對(duì)稱，書籍截C的彎矩也對(duì)稱</p><p>　

45、　截面C在垂直面彎矩為</p><p>　　(3)截面C在水平面彎矩為</p><p><b>　　(4)計(jì)算合成彎矩</b></p><p>　　(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：取α=0.6</p><p>　　(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度</p><p>　　因?yàn)椴牧线x擇45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，得，得許用彎曲應(yīng)力

46、，則：</p><p>　　因?yàn)?段的直徑都大于d，所以該軸是安全的。</p><p>　　七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算</p><p>　　根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命</p><p>　　16×365×8=46720小時(shí)</p><p><b>　　1、計(jì)算輸入軸承</b>&

47、lt;/p><p>　?。?）已知=572.58r/min</p><p><b>　　軸承徑向反力：</b></p><p>　　初先軸承為角接觸球軸承7205AC型</p><p><b>　　軸承內(nèi)部軸向力</b></p><p><b>　　， 則</b&

48、gt;</p><p><b>　　(2) ∵， </b></p><p>　　故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端，</p><p>　　(3)求系數(shù)x、y，</p><p><b>　　∵</b></p><p>　　∴根據(jù)課本表16-11 </p>

49、<p>　　(4)計(jì)算當(dāng)量載荷、：</p><p>　　(5)計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷值</p><p>　　∵ 故取P=780.78N，角接觸球軸承ε=3</p><p>　　根據(jù)課本表16-8、16-9 ， 取，</p><p><b>　　∴</b></p><p>　　

50、根據(jù)手冊(cè)得7205AC型的=15800N>21584.15N;,故角接觸球軸承7205AC型合適。</p><p><b>　　2、計(jì)算輸出軸承</b></p><p>　　(1)已知=114.5r/min , </p><p><b>　　軸承徑向反力:</b></p><p>　　試選

51、7207AC型角接觸球軸承</p><p><b>　　得,則</b></p><p>　　(2)計(jì)算軸向載荷、</p><p><b>　　∵ ，</b></p><p>　　∴任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端</p><p><b>　　兩軸承軸向載

52、荷：</b></p><p><b>　　(3)求系數(shù)x、y</b></p><p><b>　　∵</b></p><p><b>　　∴根據(jù)課本表 </b></p><p>　　(4) 計(jì)算當(dāng)量載荷、：</p><p>　　(5)計(jì)算

53、所需的徑向基本額定動(dòng)載荷值</p><p>　　∵ 故取P=1061.29N，角接觸球軸承ε=3</p><p><b>　　取，</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　根據(jù)手冊(cè)得7208AC型的=35200N>26584.42N;,故角接觸球軸承7208AC型

54、合適。</p><p>　　八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算</p><p>　　1、輸入軸與帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接</p><p><b>　　軸徑,</b></p><p>　　查手冊(cè)得，選用A型平鍵，得：</p><p>　　鍵A 6×28 GB/T1096-2003 </p>

55、;<p>　　鍵校核,取 h=6mm</p><p><b>　　得，故鍵合適。</b></p><p>　　2、輸出軸與齒輪2聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接</p><p>　　軸徑 T=159.31N·m</p><p>　　查手冊(cè)P51 選A型平鍵</p><p>　　

56、鍵12×18 GB/T1096-2003</p><p>　　鍵校核，l=L1-b=18-12=6mm ，取 h=8mm</p><p><b>　　，故鍵合適。</b></p><p>　　3、輸出軸與聯(lián)軸器聯(lián)接用平鍵聯(lián)接</p><p>　　軸徑 T=159.31Nm</p>

57、<p>　　查手冊(cè)P156 選用A型平鍵</p><p>　　鍵校核，鍵8×63 GB1096-79</p><p>　　l=L2-b=63-8=55mm h=8mm</p><p><b>　　，故鍵合適。</b></p><p><b>　　九、潤滑方式的確定</b&g

58、t;</p><p>　　因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤滑，裝至規(guī)定高度。</p><p><b>　　十、參考資料</b></p><p>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版)——清華大學(xué) 吳宗澤，北京科技大學(xué) 羅圣國主編。</p><p&