減速器課程設(shè)計---設(shè)計用于帶式運輸機的傳動裝置

1、<p><b>　　機械課程設(shè)計</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、前言 課程設(shè)計書 …………………………2 </p><p><b>　　二、設(shè)計步驟</b></p><p&

2、gt;　　第一章 傳動方案的擬定 …………………………4</p><p>　　第二章 電動機的選擇 …………………………4</p><p>　　第三章 傳動比的分配 …………………………6</p><p>　　第四章 V帶傳動的設(shè)計 …………………………8</p><p>　　第五章 齒輪的設(shè)計 …………………………

3、9</p><p>　　第六章 軸的設(shè)計 …………………………11</p><p>　　第七章 軸承壽命計算 …………………………16</p><p>　　第八章 鍵聯(lián)接設(shè)計 …………………………17</p><p>　　第九章 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 …………………………18</p><p>

4、　　第十章 潤滑密封設(shè)計 …………………………19</p><p>　　第十章 聯(lián)軸器設(shè)計 …………………………19</p><p>　　三、設(shè)計小結(jié) …………………………19</p><p>　　四、參考資料 …………………………21</p><p><b>　　前言<

5、/b></p><p>　　《機械設(shè)計》課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　題目：設(shè)計用于帶式運輸機的傳動裝置</p><p>　　原始數(shù)據(jù)：（數(shù)據(jù)編號 ）見表1</p><p>　　工作條件：三班制工作，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)環(huán)境，有粉塵（運輸帶與卷筒及支承間、包括卷筒軸承的摩擦阻力影響已在F中考慮）。</p>

6、;<p>　　使用期限：十年，大修期三年。</p><p><b>　　生產(chǎn)批量：10臺</b></p><p>　　生產(chǎn)條件：中等規(guī)模機械廠，可加工7—8級精度的齒輪。</p><p>　　動力來源：電力，三相交流（220/380V）</p><p>　　運輸帶速度允許誤差：±5%</p&

7、gt;<p><b>　　設(shè)計工作量：</b></p><p>　　減速器裝配圖1張（A1）；</p><p>　　減速器零件圖2張（A3）；</p><p>　　設(shè)計說明書1份(宋體小四字體不少于20頁)。</p><p><b>　　表1</b></p><p&

8、gt;　　注：除裝配草圖要求手工繪圖（A1）外，其余的圖紙和說明書要求打印文檔。</p><p>　　第一章 傳動方案的擬定</p><p>　　題目：設(shè)計用于帶式運輸機的傳動裝置</p><p>　?。?） 工作條件：使用年限10年，大修期三年，工作為三班工作制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)環(huán)境，有粉塵（運輸帶與卷筒及支承間、包括卷筒軸承的摩擦阻力影響已在F

9、中考慮）。</p><p>　?。?） 原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2500N；運輸帶工作速度V=1.3m/s；卷筒直徑D=280mm。</p><p><b>　　設(shè)計簡圖：</b></p><p>　　第二章 電動機的選擇</p><p>　　1、電動機類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：</p><p&

10、gt;　　按已知的工作要求和條件，選用 Y系列三相交流異步電動機（JB/T10391-2002）。</p><p>　　2、工作機所需要的有效功率</p><p>　　根據(jù)已知條件，工作機所需要的有效功率：</p><p>　　為了計算電動機的所需功率Pd，先要確定從電動機到工作機之間的總效率。</p><p>　　由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書

11、》表2-2可知：</p><p>　?。篤帶傳動效 0.95</p><p>　　：滾動軸承 0.98</p><p>　?。簣A柱齒輪傳動 0.98（8級精度一般齒輪）</p><p>　?。郝?lián)軸器 0.99（彈性聯(lián)軸器）</p><p>　　：運輸機滾筒 0.96</p><p>　　則：從電

12、動機到工作機之間的總效率為：</p><p>　　所以電動機所需功率為：</p><p>　　由表16-1選取電動機的額定功率為4KW。</p><p>　　3、確定電動機的轉(zhuǎn)速</p><p>　　V形帶傳動比，齒輪傳動比，一級圓柱齒輪減速器傳動比范圍為;</p><p>　　根據(jù)已知條件可得工作機滾筒的轉(zhuǎn)速為：&l

13、t;/p><p>　　所以電動機的轉(zhuǎn)速范圍為：</p><p>　　選擇常用的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min和1500r/min兩種。</p><p><b>　　4、電動機型號確定</b></p><p>　　根據(jù)電動機所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查表16-1，電動機型號為Y112M-4和Y132M1-6型。根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速和滾

14、筒轉(zhuǎn)速可得出總得傳動比。現(xiàn)將兩種電動機數(shù)據(jù)和總傳動比列于下表：</p><p>　　綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第1方案比較適合，即電動機的型號為Y132M1-6。查表16-2，該電動機的中心高H=132mm，外伸軸徑為38mm，軸外伸長度為80mm。</p><p>　　其主要性能：額定功率4KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，重量72kg。<

15、/p><p>　　第三章 傳動比的分配</p><p><b>　　1、總的傳動比為</b></p><p><b>　　2、各級傳動比分配</b></p><p>　　根據(jù)表2-3，V形傳動帶傳動比取</p><p><b>　　即：</b></p&

16、gt;<p>　　3、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算</p><p>　?。?）各軸的轉(zhuǎn)速計算：</p><p>　?。?）各軸的輸送功率計算</p><p>　　（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算</p><p><b>　　電動機輸出轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　其他各

17、軸輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　電動機：</b></p><p><b>　?、褫S：</b></p><p><b>　　Ⅱ軸：</b></p><p><b>　　滾動軸：</b></p><p>　　

18、將上述計算結(jié)果列于表3-1中，以供查用。</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　各軸的運動及動力參數(shù)</p><p>　　第四章 V帶傳動的設(shè)計</p><p><b>　　1、確定計算功率</b></p><p>　　由查表4.7得，已知,<

19、;/p><p><b>　　2、選擇V帶型號</b></p><p>　　根據(jù)計算功率和帶輪轉(zhuǎn)速</p><p>　　按照圖4.12可選擇A型帶。</p><p>　　3、確定V帶輪基準直徑</p><p>　　查教材表4.8知A型帶的</p><p>　　由教材式（4-12）

20、</p><p><b>　　查表4.8，取，</b></p><p><b>　　4、驗證帶速</b></p><p><b>　　由式（4-19）得</b></p><p>　　帶速v在5~25m/s范圍內(nèi)，合適。</p><p>　　5、確定帶的基

21、準長度和中心距a</p><p>　　按照設(shè)計要求，初取中心距，符合</p><p>　　由式（4-21）計算V帶的基準長度</p><p>　　查表4.2，取，由式（4-22）計算實際中心距</p><p>　　考慮到安裝、調(diào)整和補償張緊力的需要，中心距應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)范圍，由式（4-23）、（4-24）得</p><p&

22、gt;　　6、驗算小帶輪的包角</p><p>　　由式（4-25）得小帶輪的包角</p><p><b>　　則，合適。</b></p><p><b>　　7、確定V帶的根數(shù)</b></p><p>　　查教材表4.4，得，；查教材表4.5，得；查教材表4.6，得。</p><

23、;p><b>　　即V帶的根數(shù)為</b></p><p><b>　　則取z=5根</b></p><p>　　8、確定單根V帶的初拉力</p><p>　　查教材表4.8，得，即單根V帶的初拉力為</p><p>　　則單根V帶張緊所需的初拉力為</p><p>　　

24、9、帶傳動作用在帶輪軸上的壓力</p><p><b>　　第五章 齒輪的設(shè)計</b></p><p><b>　　1、選擇齒輪材料</b></p><p>　　小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220-250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170-210HBS。</p><p>　　2、按齒面接觸疲

25、勞強度設(shè)計</p><p>　?。?）計算小齒輪所需傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　減速器輸入軸處功率為</p><p><b>　　即可得</b></p><p>　?。?）選定載荷系數(shù)K</p><p>　　據(jù)K=1.3~1.7，原電動機為電動機，載荷較平穩(wěn)，齒輪支承為對稱布置，取較小值K=1

26、.4</p><p><b>　　（3）齒輪比</b></p><p>　?。?）選擇齒寬系數(shù)和材料系數(shù)</p><p>　　據(jù)齒輪為軟齒輪面和齒輪在兩軸承間為對稱布置，由教材表6.9取，查教材表6.6取</p><p>　　（5）計算小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　?。?

27、）齒輪的模數(shù)</b></p><p><b>　　中心距，故</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　?。?）確定齒輪的齒數(shù)和</p><p><b>　　取</b></p><p>　　（8）計算齒輪的主要尺寸&l

28、t;/p><p><b>　　齒輪分度圓</b></p><p><b>　　齒輪傳動的中心距</b></p><p><b>　　齒輪寬度</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　?。?）計算齒輪的圓周速度v

29、并選擇齒輪精度</p><p>　　查教材表6.14選取齒輪精度等級為8級精度</p><p>　　3、校核齒根的彎曲疲勞強度和大齒輪齒根的彎曲應(yīng)力</p><p>　　查教材表6.8，，，，</p><p>　　齒輪的彎曲疲勞強度足夠</p><p>　　4、齒輪的主要幾何尺寸</p><p>

30、;<b>　　齒頂圓直徑為</b></p><p><b>　　齒根圓直徑為</b></p><p>　　5、齒輪的設(shè)計和工作圖</p><p><b>　?。ㄒ娏慵D）</b></p><p><b>　　第六章 軸的設(shè)計</b></p>

31、<p><b>　　一、主動軸的設(shè)計</b></p><p>　　1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力</p><p>　　選軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查教材表9.1得，</p><p>　　2、初步計算最小軸徑</p><p>　　主動軸傳遞功率P=3.61KW,由查教材表9.2得，</p><

32、;p><b>　　則</b></p><p>　　形鍵槽軸徑增長5%，mm</p><p>　　該軸外端安裝聯(lián)軸器，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器</p><p>　　考慮到伸出端要與聯(lián)軸器連接，故選</p><p><b>　　3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><

33、b>　　（1）軸徑的確定</b></p><p>　　軸承型號初選為6315深溝球軸承，軸承寬度B=37mm。則</p><p><b>　?。?）軸端長度確定</b></p><p>　?。ǔ醵X輪輪廓寬度為88mm）</p><p><b>　　考慮到，選定</b></p

34、><p>　?。ㄒ驗?、5兩段直徑相同，可合為一段）</p><p>　?。?）兩軸承間的跨度</p><p>　　經(jīng)計算，左軸承支點到齒輪支點距離為73.5，故齒輪為居中布置</p><p><b>　　4、齒輪受力計算</b></p><p><b>　　分度圓直徑</b>&

35、lt;/p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　5、軸的強度計算</b></p><p><b>　?。?）軸的

36、受力圖</b></p><p>　?。?）在水平面和鉛垂面內(nèi)分別求出軸的支承反力</p><p><b>　　H面內(nèi)：</b></p><p><b>　　V面內(nèi)：</b></p><p><b>　　(3)繪制彎矩圖</b></p><p>

37、;<b>　　H面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>　　V面內(nèi)彎矩圖</b></p><p><b>　　合成彎矩圖</b></p><p><b>　　(4)繪制轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p>　?。?）繪制當(dāng)量彎矩圖</p>&l

38、t;p>　?。?）校核危險截面C處的強度</p><p><b>　　6、校核鍵聯(lián)接強度</b></p><p>　　齒輪處：由結(jié)構(gòu)設(shè)計可預(yù)選鍵長L=70mm,工作長度l=70-20=50(A型鍵)，鍵高h=12mm。</p><p>　　聯(lián)軸器處：L=70，l=70-7=63(C型鍵)，h=9mm</p><p>

39、;<b>　　故所選鍵連接合適</b></p><p><b>　　二、從動軸的設(shè)計</b></p><p>　　1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力</p><p>　　選軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查教材表9.1得，</p><p><b>　　2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></

40、p><p><b>　?。?）軸徑的確定</b></p><p>　　軸承型號初選為6313深溝球軸承，軸承寬度B=37mm。則</p><p><b>　　（2）軸端長度確定</b></p><p>　?。ǔ醵X輪輪廓寬度為88mm）</p><p><b>　　考慮

41、到，選定</b></p><p>　?。ㄒ驗?、5兩段直徑相同，可合為一段）</p><p>　　（3）兩軸承間的跨度</p><p><b>　　該軸承合適。</b></p><p>　　第七章 軸承壽命計算</p><p>　　1、查教材表10.12，（工作溫度正常）；</p

42、><p>　　查教材表10.13，（中等沖擊）。</p><p>　　查手冊得6315型軸承的徑向基本額定動載荷，e=0.4，Y=1.5；由前面的計算可得：,；</p><p><b>　　2、內(nèi)部軸向力S</b></p><p><b>　　3、實際軸向力</b></p><p&g

43、t;<b>　　4、取系數(shù)X、Y值</b></p><p><b>　　查表： , 即</b></p><p><b>　　查表：</b></p><p>　　5、計算當(dāng)量動載荷P</p><p>　　6、計算軸承額定壽命</p><p>　　因為,

44、所以按右側(cè)軸承計算軸承的額定壽命：</p><p>　　該皮帶運輸機三班制工作，使用期限10年。若每年以300工作日計，則軸承的預(yù)期壽命為：</p><p>　　由于，所以軸承合乎要求。</p><p><b>　　其草圖如下：</b></p><p><b>　　第八章 鍵聯(lián)接設(shè)計</b><

45、/p><p>　　安裝齒輪處選用鍵類型為：</p><p>　　鍵：b=16mm、k=10mm、L=100mm的圓頭普通平鍵（A型），鍵槽深6mm，鍵工作長度，，，一般鍵連接軸，故按擠壓強度進行強度校核為</p><p>　　Ⅱ軸上安裝聯(lián)軸器處所選用鍵的類型為：鍵。b=14mm,h=9mm,L=75mm,t=5.5mm, ,,，則擠壓強度進行強度校核為</p>

46、;<p>　　同樣，，故連接強度足夠，能夠滿足要求，安全。</p><p>　　第九章 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　箱底、箱蓋的材料均用HT200鑄造而成。其結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　　箱座壁厚：</b></p><p><b>　　，取</b></p&g

47、t;<p><b>　　箱蓋壁厚：</b></p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　箱座凸緣厚度：</b></p><p><b>　　箱蓋凸緣厚度：</b></p><p><b>　　箱座底凸緣厚度

48、：</b></p><p><b>　　地腳螺栓直徑：，取</b></p><p>　　軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：，取</p><p>　　箱座箱蓋聯(lián)接螺栓直徑：，取</p><p>　　軸承端蓋螺釘直徑：，取</p><p>　　窺視孔螺栓直徑：，取</p><p>

49、;　　箱座加強筋厚度：，取</p><p>　　箱蓋加強筋厚度：，取</p><p>　　其余尺寸可按具體結(jié)構(gòu)而定。</p><p>　　第十章 潤滑密封設(shè)計</p><p>　　齒輪圓周速度，采用浸油潤滑。</p><p>　　減速器選用潤滑油牌號：N46機械潤滑油。</p><p>　　減速

50、器傳動所需油量：對于單級傳動，按每傳遞1KW的功率時，需要油量計算：</p><p><b>　　故實際用油量。</b></p><p>　　第十一章 聯(lián)軸器設(shè)計</p><p>　?。?）計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由教材查表11.1得出工作情況系數(shù)</p><p><b>

51、　　則聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩為</b></p><p><b>　　主動端：</b></p><p><b>　　從動端：</b></p><p><b>　　由前面可知：</b></p><p>　　由《機械設(shè)計課程設(shè)計（第二版）》表15-3可確定聯(lián)軸器的型號為彈性柱銷聯(lián)軸

52、器</p><p>　?。?）確定聯(lián)軸器的型號:HL5 GB5014-1985</p><p><b>　　三、設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　通過為期2周的沒日沒夜的課程設(shè)計過程，反復(fù)的修改設(shè)計，終于完成了一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計過程，現(xiàn)在寫起心得總結(jié)的時候真的是頗有感慨啊，在劉老師剛開始在課堂上和我們說我們要做課程設(shè)計的時候，覺得課程

53、設(shè)計是怎么一回事都不知道，似乎離我好遙遠，平時上課都沒有怎么聽過，我不認識它，它更不認識我一樣，似乎感覺這么龐大的工程我是不可能做得出來的，但是迫于考試等等原因，我們當(dāng)然很清楚這是我們必須要經(jīng)歷的一個過程。所以剛開始時候真的可以用舉步維艱來形容了。</p><p>　　設(shè)計計算手稿部分，大坐標紙草圖，對最后畫大圖紙很重要！</p><p>　　和上個學(xué)期畫的一張大圖不一樣的明顯感覺就是任務(wù)

54、量超級多了。剛開始就是需要手稿的一份設(shè)計計算說明書部分，其中對電動機、齒輪、還有軸和軸承的設(shè)計不用說了，翻看了好多教材終于稍微明白了點事怎么設(shè)計出來的，設(shè)計計算說明部分真的是很重要的一個環(huán)節(jié)，在現(xiàn)在畫好了大圖紙之后越發(fā)覺得那份手稿的計算說明書部分是多么的重要，在畫大圖紙的俯視圖的過程中，我就是因為當(dāng)時的軸設(shè)計出現(xiàn)了一點小問題，第四階的軸端設(shè)計的長度偏小了點，導(dǎo)致大齒輪卡在鍵槽里面的長度不夠，不得以又重新擦掉剛畫好的軸，并且重新對軸進行設(shè)

55、計計算。坐標紙草圖的重要性也不亞于計算手稿部分，剛開始接到圖紙的時候都是大吃一驚啊，這么龐大的工作量！一張大的，兩張小的，外加一份20頁的設(shè)計說明書，天啊，瘋了~~~但是現(xiàn)在回頭想想，沒有我們組員的甜蜜合作，如果沒有畫好草圖，很多尺寸都是定不下來的，就比如說最基本的箱體整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過查表根據(jù)兩根軸之間的中心距來確定下來了大概范圍，在坐標紙上簡要畫出來就為畫那張最后的大圖紙節(jié)省下來很多時間。</p><p>

56、　　對工具書的使用和查閱：在設(shè)計過程中，我們用到了大量的經(jīng)驗公式以及大量取范圍值的數(shù)據(jù)，需要我們翻閱大量的工具書來進行自己設(shè)計計算，這讓我們這些一直在給定精確公式及數(shù)值下學(xué)習(xí)的我們頓時感到非常的艱辛，取值時往往猶豫不決，瞻前顧后，大大減慢了我們的設(shè)計速度。與此同時，我們也發(fā)覺到，對工具書使用的不重視是一個非常嚴重的錯誤，這也是對我們今后工作中自我學(xué)習(xí)的一次良好警告。其實畫好的減速器裝置上的每一個零部件都是有表可查的。哪怕是一個小小的螺釘

57、。</p><p>　　細節(jié)決定成敗：這是在設(shè)計的后期過程中體會到的，在設(shè)計基本完成后的檢查過程中發(fā)現(xiàn)有的細節(jié)甚至有致命的錯誤，會將自己在整個設(shè)計中的認真全部否決，就是老師反復(fù)強調(diào)了多次的端蓋和軸承的那個部分畫圖時候要特別注意不要卡到的地方結(jié)果還是沒有注意，都已經(jīng)全部加粗和標注好了之后，同學(xué)發(fā)現(xiàn)了此處錯誤，不得已又全改過一次，覺得浪費了很多時間。各種細節(jié)的完善都是對自己在本次設(shè)計過程中所付出的努力的一種肯定，這是

58、對我今后的學(xué)習(xí)工作的一次實戰(zhàn)訓(xùn)練。</p><p>　　通過本次設(shè)計我對減速器的工作原理以及各種工作機構(gòu)有了很全面的認識，更對機械傳動中的電動機、齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵、箱體等都很做了認真的分析計算和選取，是對一個機械學(xué)習(xí)者的初次挑戰(zhàn)，整個設(shè)計過程中每個人都是很辛苦的，但它是對今后學(xué)習(xí)生活的一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，而且在做完此次課設(shè)之后第一次覺得在大學(xué)期間這么有成就感，對自己整體

59、的觀念的培養(yǎng)和各種工具書的使用等都有所突破，我想這都是這次設(shè)計過程收獲最大的地方。</p><p><b>　　四、參考資料</b></p><p>　　《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 科學(xué)出版社 主編 胥宏</p><p>　　《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 高等教育出版社 主編 陳立德</p><p&g