機械設計基礎課程設計--減速器

1、<p>　　機械設計基礎課程設計</p><p><b>　　說 明 書</b></p><p>　　設計題目： 減速器 </p><p>　　學 院： 環(huán)境與土木工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 勘查四班 </p>

2、;<p>　　學 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　日 期： 2012年6月 </p><p><b>　　設計題目：</b>

3、</p><p>　　設計皮帶運輸機械傳動裝置，雙班制工作，有輕度振動，小批量生產，單向傳動，軸承壽命2年，減速器使用年限為6年，運輸帶允許誤差5%。</p><p><b>　　原始數據：</b></p><p>　　運輸帶有效應力（F/N）：1650</p><p>　　運輸帶速度V（m/s）：1.5</p&g

4、t;<p>　　卷筒直徑D (mm)：280</p><p><b>　　設計內容：</b></p><p>　　設計一級圓柱齒輪減速器，計算三角帶傳動。</p><p>　　繪制齒輪減速器裝配圖一張。（A3紙打?。?lt;/p><p>　　繪制從動軸上的齒輪零件工作圖；（A4紙打?。?lt;/p>

5、<p>　　繪制從動軸零件工作圖；（A4紙打?。?lt;/p><p>　　寫出設計計算說明書一份。（打印裝訂）</p><p>　　皮帶運輸機傳動方案的論證</p><p>　　傳動方案的分析與研究</p><p>　　總體設計包括機械系統(tǒng)運動方案選擇，原動機類型選擇，執(zhí)行機構設計，傳動方案設計。根據題目所給工作條件：雙班制，有輕微振動

6、，小批量生產，單向傳動，軸承壽命2年，減速器使用年限為6年，運輸誤差允許誤差5%，可知會出現載荷變動，過載和發(fā)熱，所以采用V帶傳動連接過載保護，減速裝置采用閉式圓柱齒輪傳動類型，減速器與工作機的連接采用聯(lián)軸器，由于有輕微振動，可能發(fā)生過載，所以選用彈性聯(lián)軸器。</p><p>　　二.合理性評估與改進</p><p>　　給出的傳動方案，采用V帶傳動和圓柱齒輪機構，工作可靠，傳動效率高，方

7、便制造，環(huán)境適應性好，寬度較大。</p><p>　　第二章 電動機的選擇</p><p>　　1.電動機類型選擇：采用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機。</p><p>　　2.電動機容量計算：電動機容量的額定功率——</p><p>　　工作機所需電動機輸出功率——</p><p>　　卷筒軸的輸出功率——&

8、lt;/p><p><b>　　=</b></p><p>　　3.電動機轉速范圍的確定</p><p>　　=102.32 r/min</p><p>　　4.選擇電動機的同步轉速</p><p>　　容量相同的電動機有4中同步轉速可供選用 750 1000 1500 3000 r/min

9、 根據容量和轉速，由有關手冊查出有3中可供選擇</p><p>　　綜合考慮總傳動比及尺寸大小，選取Y100L2-4型</p><p>　　第三章 計算傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比</p><p><b>　　1.傳動比</b></p><p><b>　　普通v帶 ，</b><

10、/p><p><b>　　2. 轉速n </b></p><p>　　=n/ =1430/3.5=408.6（r/min）</p><p>　　=/=408.6/3.994=102.3（r/min）</p><p><b>　　相對誤差 </b></p><p>　　Δ=（1

11、02.3-102.32）/102.32≈-0.0002<5%</p><p><b>　　實際總傳動比 i=</b></p><p><b>　　3.功率Ｐ</b></p><p>　　第四章 計算各軸的功率和轉矩</p><p><b>　　轉矩T</b></p&

12、gt;<p>　　第四章 普通V帶傳動設計</p><p>　　1.計算功率 PC</p><p>　　由工作條件查表得工作情況系數 KA ＝1.4</p><p>　　PC ＝Pd KA ＝1.4×3＝4.2 (kW)</p><p>　　2.選V帶型號，使用普通V帶 由PC＝4.2KW,n=1430/min

13、,查表得選用A型帶。初選小齒輪直徑為d=100mm</p><p><b>　　則打帶輪直徑D=</b></p><p>　　圓整以后D取D=355mm,此時卷筒轉速誤差任然小于</p><p><b>　　3.驗算帶速：</b></p><p>　　v=d1×n1/60/1000＝7.5

14、 m/s</p><p>　　∴ v在5－25 m/s之間，可取之。</p><p>　　4.確定中心距a,帶長(基準長度)Ld，：</p><p>　　初步確定中心距a0:</p><p><b>　　a0=1.5</b></p><p>　　圓整初選a0 =700mm,得初定的V帶基準長度L

15、0 。</p><p><b>　?。?138mm</b></p><p>　　查V帶的長度系列表，取Ld＝2240mm。</p><p>　　則實際中心距a＝ a0+(Ld-L0)/2=751mm。</p><p>　　5.驗算小帶輪包角а1</p><p>　　а1 ＝180°－57

16、.3°×（d2-d1）/a </p><p>　　＝160.5°>120°</p><p>　　∴ 上述選擇合適。</p><p><b>　　6.帶的根數z</b></p><p><b>　　帶數</b></p><p>　

17、　查教材表13-3得 p=1.32kw</p><p>　　由式13-9得實際傳動比i=</p><p>　　查表13-5得ΔP0=0.17k</p><p>　　=160.5查表13-7得Ka=0.96 查表13-2得KL=1.06</p><p><b>　　由此得Z=2.77</b></p><

18、;p><b>　　取3根</b></p><p>　　第五章 減速器的齒輪傳動設計</p><p>　　1.選擇材料及確定需用應力</p><p>　　小齒輪選用ZG 340-640，硬度179-207HBS </p><p>　　大齒輪選用ZG 310-570, 硬度163-197HBS</p>

19、<p>　　由《機械零件設計手冊》查得</p><p><b>　　由 </b></p><p>　　2. 按齒面接觸強度設計</p><p>　　齒輪按 8等級精度制造</p><p>　　由于原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對成布置，一般按照中等沖擊載荷計算。</p>

20、<p><b>　　取K=1.1</b></p><p>　　彈性系數 ZE=188.0</p><p><b>　　取齒寬系數 </b></p><p><b>　　u=i=2.5 </b></p><p><b>　　小齒輪上的轉矩</b>

21、;</p><p><b>　　=72.4mm</b></p><p>　　齒數取Z1=29，則Z2=29×3.994=115.8取Z2=111</p><p>　　故實際傳動比i=3.83</p><p><b>　　模數 </b></p><p><b&

22、gt;　　齒寬 ，</b></p><p>　　取b2=60mm，b1=65mm</p><p>　　取m=2.5mm，實際的</p><p>　　d1=zm=292.5mm=72.5mm，d2=1112.5mm=277.5mm</p><p><b>　　中心距 </b></p><

23、p>　　3.驗算齒輪彎曲強度</p><p>　　齒形系數YFa1=2.64，YSa1=1.62</p><p>　　YFa2=2.21，YSa2=1.80</p><p><b>　　由式（11-5）</b></p><p><b>　　，安全。</b></p><p&g

24、t;　　4.計算齒輪圓周轉速V</p><p><b>　　V=</b></p><p>　　選擇8級精度過高，所以選用9級精度是合宜的。</p><p><b>　　傳動比誤差 </b></p><p><b>　　故誤差合理</b></p><p&g

25、t;　　第六章 減速器裝配圖</p><p>　　上表為裝配圖的各項數據準備</p><p>　　畫出減速器的裝配草圖</p><p>　　1.輸入軸（高速軸）結構設計</p><p>　　高速軸軸的材料選擇、熱處理方式，許用應力的確定。</p><p>　　選擇45鋼正火。硬度達到170~217HBS,抗拉強度<

26、;/p><p>　　=600MPa，屈服強度=355MPa。[]=60MPa</p><p>　　（1）計算d1，按下列公式初步計算出軸的直徑，輸出軸的功率P和扭矩T </p><p><b>　　取C=107</b></p><p>　　最小直徑計算（查《機械設計基礎》教材表15—3 取 c=107）</p

27、><p>　　考慮鍵槽，故其直徑要增加0.05到0.07，此處取0.07選擇標準直徑 </p><p><b>　　（2）計算</b></p><p>　?。╤=0.07+3）</p><p>　　因必須符合軸承密封元件的要求，經查表，取=30mm；</p><p><b>　　（3）計

28、算</b></p><p>　　按 大于的原則，且必須與軸承的內徑一致，查手冊P64-65定=35mm 。</p><p>　　軸承采用6207GB/T276-1994號 D=72mm d=35mm</p><p>　　軸承蓋采用凸緣式軸承蓋e=9.6mm =112mm =92mm</p><p><b>　?。?）計

29、算</b></p><p>　　與小齒輪連接 =72.5mm </p><p><b>　?。?）計算</b></p><p>　　==35 mm，同一軸上的軸承選擇同一型號，以便減少軸承座孔鏜制和減少軸承類型。</p><p><b>　　計算軸各段長度</b></p&g

30、t;<p><b>　?。?）計算 </b></p><p><b>　　（2）計算 </b></p><p>　　=m+e+15~20=40</p><p><b>　?。?）計算</b></p><p><b>　　擋油環(huán)寬度=</b&

31、gt;</p><p><b>　?。?）計算</b></p><p>　　此段為小齒輪的齒寬 </p><p><b>　?。?）計算</b></p><p>　　2.輸出軸（低速軸）結構設計</p><p>　　低速軸的材料選擇、熱處理方式，許用應力的確定。</p&

32、gt;<p>　　選擇45鋼正火。硬度達到170~217HBS,抗拉強度</p><p>　　=600MPa，屈服強度=355MPa。[]=60MPa</p><p>　?。?）計算d1，按下列公式初步計算出軸的直徑，輸出軸的功率P和扭矩T </p><p><b>　　取C=107</b></p><

33、p>　　最小直徑計算（查《機械設計基礎》教材表15—3 取 c=110）</p><p>　　考慮鍵槽 ，且低速軸要與彈性聯(lián)軸器連接，故對進行圓整</p><p><b>　　選擇標準直徑 </b></p><p><b>　　（2）計算</b></p><p><b>　　h

34、取2到3</b></p><p>　　因必須符合軸承密封元件的要求，經查表，取=40mm；</p><p>　　采用6211軸承B=21mm D=100mm</p><p>　　軸承蓋采用凸緣式軸承蓋 e=1.2 取8 e=9.6mm </p><p><b>　?。?）計算</b></p>

35、<p>　　，且必須與軸承的內徑一致，圓整=55mm </p><p><b>　　（4）計算</b></p><p>　　與小齒輪連接 </p><p>　　圓整標準直徑，一般取0,2,5,8尾數 取</p><p><b>　　（5）計算</b></p>

36、<p>　　h=0.07*60+3=7.2</p><p>　　取 =75mm；</p><p><b>　?。?）計算</b></p><p>　　，同一軸上的軸承選擇同一型號，以便減少軸承座孔鏜制和減少軸承類型。</p><p><b>　　確定各軸長度</b&

37、gt;</p><p><b>　?。?）計算 </b></p><p>　　與聯(lián)軸器相連接 又選取聯(lián)軸器型號 LT2 所以取</p><p><b>　?。?）計算 </b></p><p>　　≥++ 所以取=65mm</p><p>&l

38、t;b>　?。?）計算</b></p><p><b>　　=36mm</b></p><p><b>　?。?）計算</b></p><p><b>　　（5）計算</b></p><p><b>　?。?）計算</b></p&g

39、t;<p>　　3.輸入軸強度校核計算 </p><p><b>　　計算齒輪受力</b></p><p>　　圓周力： Ft=2T2/d2=1276 N</p><p>　　徑向力:Fr=Fttan </p><p>　　作用在帶輪端上的外力F=516(見教材p210) </p>&

40、lt;p><b>　　K=60mm</b></p><p><b>　　L=106mm</b></p><p><b>　　∵是直齒輪，故</b></p><p><b>　　軸向力：</b></p><p>　　按許用應力校核軸的彎曲強度</

41、p><p>　　1.軸的受力簡圖 （圖A）</p><p><b>　　2.求支持反力</b></p><p>　　垂直面支反力 F1v=F2v=Fr/2=232 N</p><p>　　水平面支反力 F1H=F2H=Ft/2=638 N</p><p><b>　　F在支點產生的反力&

42、lt;/b></p><p><b>　　==292N</b></p><p><b>　　=F+=808N</b></p><p>　　3.作彎矩圖 </p><p><b>　　垂直彎矩</b></p><p><b>　

43、　水平彎矩</b></p><p>　　F產生的彎矩M2F=F.K=31N</p><p>　　a-a截面F產生的彎矩MaF=F1F.L/2=15N.m</p><p>　　4.求合成彎矩，作出合成彎矩圖（圖E）</p><p>　　`==100N.m </p><p><b>　　傳遞的轉矩&

44、lt;/b></p><p><b>　　T=.=46N.m</b></p><p><b>　　最危險截面當量彎矩</b></p><p><b>　　104N.m</b></p><p>　　軸的材料選用45好鋼 正火處理[]=60MPa</p><

45、;p><b>　　則d=26mm</b></p><p>　　由前面軸的設計可知道，齒輪軸徑為72.5mm所以軸的強度適合。</p><p>　　4.輸出軸強度校核計算</p><p>　　L=+2+軸肩-B=125mm</p><p>　　K=++-B/2=133</p><p>　　圓周

46、力： Ft=2T2/d2=1276 N</p><p>　　徑向力:Fr=Fttan </p><p>　　作用在帶輪端上的外力F=0.25*2T輸/D。=166 N</p><p><b>　　∵是直齒輪，故</b></p><p><b>　　軸向力：</b></p><p&

47、gt;　　按許用應力校核軸的彎曲強度</p><p>　　軸的受力簡圖 （圖A）</p><p><b>　　求支持反力</b></p><p>　　垂直面支反力 F1v=F2v=Fr/2=232 N</p><p>　　水平面支反力 F1H=F2H=Ft/2=638 N</p><p>&l

48、t;b>　　==177N</b></p><p><b>　　=F+=343N</b></p><p><b>　　作彎矩圖</b></p><p><b>　　垂直彎矩</b></p><p><b>　　水平彎矩</b></p&

49、gt;<p>　　F產生的彎矩M2F=F.K=22N</p><p>　　a-a截面F產生的彎矩MaF=F1F.L/2=11N.m</p><p>　　求合成彎矩，作出合成彎矩圖（圖E）</p><p>　　`==54N.m </p><p><b>　　傳遞的轉矩</b></p><

50、p><b>　　T=.=46N.m</b></p><p><b>　　最危險截面當量彎矩</b></p><p><b>　　113N.m</b></p><p>　　軸的材料選用45好鋼 正火處理[]=60MPa</p><p><b>　　則d=13mm&

51、lt;/b></p><p>　　由前面軸的設計可知道，齒輪軸徑為60mm所以軸的強度適合。</p><p><b>　　5.軸承的壽命計算</b></p><p><b>　　高速軸</b></p><p>　　查手冊P65知，=25.5KN =15.2KN 向心軸承只承受徑向載荷時，當

52、量載荷P=</p><p>　　由教材式16-2可知 軸承壽命7.003</p><p><b>　　低速軸</b></p><p>　　查手冊P65知，=43.2KN =29.2KN 向心軸承只承受徑向載荷時，當量載荷P=</p><p>　　由教材式16-2可知 軸承壽命1.3</p><p&

53、gt;　　6．普通平鍵及其校核</p><p>　　1）根據工作條件，有輕微振動，輸入軸與大齒輪連接采用平鍵連接。</p><p>　　此段=20mm =33 因為裝在軸端 所以采用c型平鍵</p><p>　　查手冊表10-9 b=6mm h=6mm L=30mm</p><p>　　選用 鍵c615 GB/T1096-

54、2003</p><p>　　強度校核==57[]</p><p><b>　　合格</b></p><p>　　2） 輸出軸與大齒輪的連接</p><p>　　此段d =60mm L=68mm 選用A型鍵</p><p>　　b=18mm h=11mm L=50mm

55、</p><p>　　選 標準鍵 1850 GB/T1096-2003</p><p>　　強度校核 ==31[]</p><p><b>　　合格</b></p><p>　　輸出軸與聯(lián)軸器的連接</p><p>　　此段d=30mm L=85mm 選用A型鍵</p

56、><p>　　b=8mm L=50mm h=7mm</p><p><b>　　選標準鍵 8 </b></p><p><b>　　強度校核=[]</b></p><p><b>　　合格</b></p><p>　　第八章

57、 減速器箱體及其附件結構設計</p><p>　　減速器機體是用以支持和固定軸系零件并保證傳動件的嚙合精度和良好的潤滑及軸系可靠密封的重要零件，其重量占減速器總重的30％－50％，因此必須考慮傳動質量，加工工藝及成本等。</p><p><b>　　切削且承壓性能好。</b></p><p>　　結構形式—減速器機體采用剖分式，剖分面與傳動件

58、的軸線平面重合，設置一個剖分面。</p><p>　　3. 設計機體注意的問題：</p><p>　　(1)機體要具有足夠的剛度，并且應首先保證軸承 座的剛度，使其有足夠的壁厚，并在軸承座附近設置加強肋；在軸承座孔附近應做處凸臺，使座孔兩側的聯(lián)接螺栓距離盡量靠近，以提高軸承座處的聯(lián)接剛度。</p><p&

59、gt;　　1）確定減速器中心高度尺寸H</p><p>　　H=/2+30.75+20=192mm</p><p>　　2)確定軸承座旁凸臺尺寸h和箱蓋大端面圓弧半徑及小端面圓弧半徑。</p><p>　　H的高度應大于軸/2小于軸承外徑D/2 取h=30mm</p><p>　　大圓弧半徑：=++=141.25+9.6+8=158.85

60、 取 159mm</p><p>　　小圓弧半徑=++=56.35 取57mm</p><p>　　3)減速器附件結構設計</p><p><b>　　1窺視孔和視孔蓋</b></p><p>　　減速器中心距a=175mm 所以視孔蓋尺寸</p><p>　　2通氣孔用D=22mm

61、 =19.6mm</p><p>　　3油面指示器采用桿式油標 </p><p>　　4放油孔和螺栓 外六角螺塞 </p><p><b>　　5吊環(huán)設計</b></p><p>　　吊環(huán)和吊鉤—為了拆卸及搬運，應在機蓋上有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)和吊鉤，并在機座上鑄出吊鉤。圖示和數據如下：</p>