機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--一級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書</b></p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　課 程 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 級(jí)

2、 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>

3、;　　日 期 </p><p><b>　　任務(wù)書</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 確定機(jī)械系統(tǒng)總傳動(dòng)方案............................................1<

4、;/p><p>　　2 選擇電動(dòng)機(jī)........................................................1</p><p>　　2.1 類型的選擇....................................................1</p><p>　　2.2 功率的確定...................

5、.................................1</p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)速的確定....................................................1</p><p>　　3 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算......................................2</p><p>　　

6、3.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 ...............................................2</p><p>　　3.2.各軸功率的計(jì)算................................................2</p><p>　　3.3 各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算...........................................

7、.....2</p><p>　　4 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)......................................................3</p><p>　　4.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)..................................................3</p><p>　　4.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)...........

8、.......................................5</p><p>　　5 軸的設(shè)計(jì)..........................................................7</p><p>　　5.1 高速軸的設(shè)計(jì)..................................................8</p&g

9、t;<p>　　5.2 低速軸的設(shè)計(jì).................................................11</p><p>　　6 軸承組合部件設(shè)計(jì).................................................14</p><p>　　6.1 高速軸選取滾動(dòng)軸承........................

10、...................14</p><p>　　6.2 低速軸選取滾動(dòng)軸承...........................................15</p><p>　　7 鍵的選擇和校核...................................................16</p><p>　　7.1 高速軸與V帶

11、輪用鍵聯(lián)接.......................................16</p><p>　　7.2 低速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接.......................................16</p><p>　　7.3 聯(lián)軸器鍵聯(lián)接.................................................17</p>

12、<p>　　8 減速器潤滑設(shè)計(jì)...................................................17</p><p>　　9 減速器箱體的設(shè)計(jì).................................................18</p><p>　　參考文獻(xiàn)...................................

13、........................19</p><p>　　1 確定機(jī)械系統(tǒng)總體傳動(dòng)方案</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)要求做一個(gè)一級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)。該機(jī)器是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。我的傳動(dòng)方案是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳到減速器主動(dòng)軸上，再經(jīng)過從動(dòng)軸與聯(lián)軸器將動(dòng)力傳到卷筒，整個(gè)傳動(dòng)過程就是這樣的。傳動(dòng)簡圖如圖1所示：</p><

14、p>　　圖1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)簡圖（一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)）</p><p>　　帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的原始數(shù)據(jù)如表1所示。</p><p>　　表1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的原始數(shù)據(jù) </p><p>　　工作條件：兩班制，使用年限5年，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)，運(yùn)輸鏈速度允許誤差為鏈速度

15、的.環(huán)境最高溫度35oC。</p><p><b>　　2 電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p><b>　　2.1 類型的選擇</b></p><p>　　按工作條件的要求，選用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V,型號(hào)為Y112 M-4 </p><p><b>　　2.2 功率的確定&

16、lt;/b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》可知:</p><p><b>　　，。</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)到卷筒軸的總效率。</p><p><b>　　工作機(jī)的效率為。</b></p><p>　　取K=1，則電動(dòng)機(jī)的功率為</p>

17、;<p>　　參考文獻(xiàn)一，查表18-1，可知所選電動(dòng)機(jī)的功率為.</p><p><b>　　2.3 轉(zhuǎn)速的確定</b></p><p><b>　　卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為</b></p><p>　　取V帶傳動(dòng)比為，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為 ，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可在以下范圍選用</p

18、><p>　　查表18-1，選Y112M-4型號(hào)三相異步電動(dòng)機(jī)，同步軸轉(zhuǎn)速為，功率為4kW，滿載轉(zhuǎn)速.</p><p>　　3 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　3.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算</p><p><b>　　傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　則：，

19、取</b></p><p>　　3.2 各軸功率的計(jì)算</p><p><b>　　卷筒軸輸入功率 </b></p><p>　　3.3 各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</p><p><b>　?。妱?dòng)機(jī)軸） </b></p><p>　　卷筒軸的輸入轉(zhuǎn)距 </p&

20、gt;<p><b>　　4 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.確定計(jì)算功率 查表5-10得=1.1，故 </p><p>　　2. 選擇帶型 根據(jù)查表5-9，選用A型V帶</p><p>　　3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑和 由表5-4取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑

21、=112mm</p><p>　　按式（5-16）可得驗(yàn)算帶速為</p><p>　　由式（5-12），從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為</p><p>　　又由表5-4，取帶輪基準(zhǔn)直徑=375mm。</p><p>　　4.確定帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)的中心距a</p><p><b>　　根據(jù) ，初選</b>&l

22、t;/p><p>　　根據(jù)式（5-3）計(jì)算所需帶的基準(zhǔn)長度為</p><p>　　由表5-2，選帶的基準(zhǔn)長度</p><p>　　按式（5-17）計(jì)算實(shí)際中心距為</p><p><b>　　，</b></p><p>　　5.驗(yàn)算小帶輪包角 由式（7-1）得 </p><p&g

23、t;　　6.計(jì)算帶的根數(shù)z </p><p>　　查表5-5，;查表5-7， ;查表5-2，;</p><p>　　查表5-9,，由式（5-18）得,取z=3。</p><p><b>　　7.計(jì)算初拉力</b></p><p>　　查表5-1，，由式（5-19）得</p><p>　　8.計(jì)算

24、作用在軸上的壓軸力</p><p>　　由式（5-20）得 </p><p><b>　　9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　圖2 帶輪結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　表2 帶輪結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　4.2 齒輪傳

25、動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖3 齒輪圖</b></p><p>　　4.2.1選擇齒輪類型，材料，精度等級(jí)，及參數(shù)</p><p>　　1.按圖示的傳動(dòng)方案，選用閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)（外嚙合）</p><p>　　2.卷筒機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度；</p><p>　

26、　3.材料選擇：由表7-1，選擇小齒輪材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS;大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS。</p><p>　　4.初選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。</p><p><b>　　5.初選螺旋角</b></p><p>　　4.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　1.

27、中心距 </p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖7-9b 式中：；?。?。</p><p>　　查表7-2 ：；查表7-7齒寬系數(shù)取：。</p><p><b>　　2.計(jì)算模數(shù) </b></p><p>　　查表7

28、-1取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 。</p><p>　　3.計(jì)算中心距， </p><p><b>　　圓整中心距，取。</b></p><p><b>　　4.修正螺旋角： </b></p><p>　　5.計(jì)算兩齒輪分度圓直徑</p><p><

29、;b>　　小齒輪 </b></p><p><b>　　大齒輪 </b></p><p><b>　　6.計(jì)算齒寬 </b></p><p>　　取小齒輪齒寬 （齒輪軸）；大齒輪齒寬（大齒輪）。</p><p>　　4.2.3 校核彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p

30、><b>　　1.校核 其中</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7-2：；查表7-5：；查圖7-8：；?。骸＿@里使用當(dāng)量齒數(shù)。</p><p><b>　　，故滿足。</b></p><p>　　2.齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下</p><p><b>　　表3 齒輪幾何

31、尺寸</b></p><p><b>　　第5章 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1高速軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　圖4 高速軸</b></p><p>　　1、5—滾動(dòng)軸承 2—軸 3—齒輪軸的輪齒段 4—套筒&

32、lt;/p><p>　　6—密封蓋 7—軸端擋圈 8—軸承端蓋 9—帶輪 10—鍵</p><p>　　1.高速軸尺寸與材料的選擇</p><p>　?、?選擇軸的材料：選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，HBS＝230 240</p><p>　　② 初步估算軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)教材公式，取，則</p&g

33、t;<p><b>　?、?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑，根據(jù)密封</p><p>　　件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為</p><p>　　兩軸承支點(diǎn)間的距離：</p><p>　　式中： ―――――小齒輪齒寬，</p><p

34、>　　―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙，</p><p>　　――――――― 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離，</p><p>　　――――― 軸承寬度，選取6308型深溝球軸承，查表13-3，得到,得到。</p><p>　　帶輪對稱線到軸承支點(diǎn)的距離為 </p><p>　　式中：―――――軸承蓋的凸緣厚度， </p>

35、<p><b>　?。ǎ?lt;/b></p><p>　　―――――螺栓頭端面至帶輪端面的距離，</p><p>　　―――――軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表可得</p><p><b>　　――――帶輪寬度，</b></p><p><b>　　得到：</b><

36、/p><p>　　2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。</p><p>　　① 計(jì)算作用在軸上的力</p><p><b>　　小齒輪受力分析</b></p><p><b>　　圓周力： </b></p><p><b>　　徑向力：</b></p>

37、;<p><b>　　軸向力：</b></p><p><b>　　② 計(jì)算支反力</b></p><p><b>　　水平面：</b></p><p><b>　　垂直面： </b></p><p><b>　　得： &l

38、t;/b></p><p><b>　?、?求彎矩</b></p><p><b>　　水平面彎矩：</b></p><p><b>　　垂直面彎矩：</b></p><p><b>　　合成彎矩：</b></p><p>&

39、lt;b>　?、?求轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>　　當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí)，取系數(shù)，</p><p><b>　　則：</b></p><p>　?、?按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　軸的材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強(qiáng)度極限</p><p>　　對稱

40、循環(huán)應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。</p><p>　　由彎矩可以知道，A剖面的計(jì)算彎矩最大 ，該處的計(jì)算應(yīng)力為：</p><p><b>　　(安全)</b></p><p>　　D 剖面的軸徑最小，該處的計(jì)算應(yīng)力為：</p><p><b>　?。ò踩?lt;/b></p><p>　　

41、高速軸彎矩圖如圖3所示</p><p><b>　　圖5 高速軸彎矩圖</b></p><p><b>　　5.2低速軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　圖6 低速軸</b></p><p>　　1.低速軸尺寸與材料的選擇</p><p>　　

42、① 選擇軸的材料：選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，HBS＝230 240</p><p>　?、?初步估算軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)教材公式，取，則</p><p><b>　?、?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑，根據(jù)密封</p><p>　

43、　的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為</p><p>　　兩軸承支點(diǎn)間的距離：，</p><p>　　式中： ―――――小齒輪齒寬，</p><p>　　―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙，</p><p>　　――――――― 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離，</p><p>　　――――― 軸承寬度，選取6312型深溝

44、球軸承，查表13-3</p><p><b>　　得 到 則 </b></p><p>　　2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。</p><p>　?、?計(jì)算作用在軸上的力</p><p><b>　　小齒輪受力分析</b></p><p><b>　　圓周力： &

45、lt;/b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　軸向力：</b></p><p><b>　?、?計(jì)算支反力</b></p><p><b>　　水平面：</b></p><p><

46、;b>　　垂直面： </b></p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　?、?求彎矩</b></p><p><b>　　水平面彎矩：</b></p><p><b>　　垂直面彎矩：</b></p>

47、;<p><b>　　合成彎矩： </b></p><p>　?、?求轉(zhuǎn)矩： </p><p>　　當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí)，取系數(shù)，則：</p><p>　?、?按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　軸的材料是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其拉伸強(qiáng)度極限，</p><p&g

48、t;　　對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。</p><p>　　由彎矩可知，C處彎矩最大，假設(shè)C處為最小直徑，若 ，則軸其他地方都必符合要求。</p><p><b>　　(安全)</b></p><p>　　低速軸的彎矩圖如圖4所示</p><p><b>　　圖7 低速軸彎矩圖</b></p&g

49、t;<p>　　第6章 軸承組合部件設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1高速軸選取滾動(dòng)軸承</p><p><b>　　1.選取的軸承</b></p><p>　　型號(hào)為6308深溝球軸承（每根軸上安裝一對），查《課程設(shè)計(jì)》表13-3和查《機(jī)械基礎(chǔ)》表18-11。</p><p><b>　　2.軸

50、承載荷計(jì)算</b></p><p>　　軸承A的徑向載荷為： </p><p><b>　　軸向載荷為： </b></p><p>　　軸承B的徑向載荷為： </p><p><b>　　軸向載荷為： </b></p><p>　　由此可見，軸承A的載荷大，應(yīng)該

51、驗(yàn)算軸承A。</p><p>　　3.計(jì)算軸承A 的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷</p><p>　　由于,查表13-3得到：，取,則：，故查表18-11得：，則其徑向當(dāng)量動(dòng)載荷。</p><p>　　因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)。</p><p>　　工作溫度正常，查《機(jī)械基礎(chǔ)》表18-8得；按中等沖擊載荷，查表18-9

52、得，按設(shè)計(jì)要求，軸承得壽命為：。</p><p><b>　　則： </b></p><p>　　由查《課程設(shè)計(jì)》表13-3,6309深溝球軸承得額定動(dòng)載荷,所以選取得軸承合適。</p><p>　　6.2低速軸選取滾動(dòng)軸承</p><p><b>　　1.選取的軸承</b></p>

53、<p>　　選取型號(hào)為6312深溝球軸承（每根軸上安裝一對），查《課程設(shè)計(jì)》表13-3和查《機(jī)械基礎(chǔ)》表18-11。</p><p><b>　　2.軸承載荷計(jì)算</b></p><p>　　軸承A的徑向載荷為：</p><p><b>　　軸向載荷： </b></p><p>　　軸承B

54、的徑向載荷為：</p><p><b>　　軸向載荷： </b></p><p>　　由此可見，軸承A的載荷大，應(yīng)該驗(yàn)算軸承A.</p><p>　　3.計(jì)算軸承A 的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷, 其中, ，查表13-3得到：，取，則：，故查表18-11得：。</p><p>　　其徑向當(dāng)量動(dòng)載荷，因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸

55、承A的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)。工作溫度正常，查《機(jī)械基礎(chǔ)》表18-8得；按中等沖擊載荷，查表18-9得，按設(shè)計(jì)要求，軸承得壽命為：，則： </p><p>　　由查《課程設(shè)計(jì)》表13-3,6312深溝球軸承得額定動(dòng)載荷,所以選取得軸承合適。</p><p><b>　　鍵的選擇和校核</b></p><p>　　7.1高速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接&

56、lt;/p><p>　　7.1.1 選用圓頭普通平鍵（C型）</p><p>　　按軸徑d=30mm，及帶輪寬，查表10-1選擇C856（GB/T 1096-1979）</p><p>　　7.1.2 強(qiáng)度校核</p><p>　　鍵得材料選為45號(hào)鋼，V帶輪材料為鑄鐵。</p><p>　　查表得鍵聯(lián)接得許用應(yīng)力：<

57、;/p><p><b>　　鍵得工作長度：，</b></p><p><b>　　擠壓應(yīng)力：（安全）</b></p><p>　　7.2低速軸與齒輪用鍵聯(lián)接</p><p>　　7.2.1 選用圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　軸徑d=70mm,及齒輪寬，查表10-1選鍵

58、2063（GB/T 1096-1979）。</p><p>　　7.2.2 強(qiáng)度校核</p><p>　　鍵材料選用45號(hào)鋼，齒輪材料為鑄鋼，查表得許用應(yīng)力。</p><p><b>　　鍵得工作長度；。</b></p><p>　　擠壓應(yīng)力：（安全）。</p><p><b>　　7.

59、3聯(lián)軸器鍵聯(lián)接</b></p><p>　　7.3.1 選用圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　軸徑d=50mm,及輪轂，查表10-1選鍵1680（GB/T 1096-1979）。</p><p>　　7.3.2 強(qiáng)度校核</p><p>　　鍵材料選用45號(hào)鋼，齒輪材料為鑄鋼，查表得許用應(yīng)力</p><

60、;p><b>　　鍵得工作長度；。</b></p><p><b>　　擠壓應(yīng)力：（安全）</b></p><p><b>　　8 減速器潤滑設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.齒輪傳動(dòng)的圓周速度。</p><p>　　2.因?yàn)椋?，所以采用浸油潤滑?lt;/p>

61、<p>　　3.選用L－AN32全損耗系統(tǒng)用油（GB443-1989）,大齒輪浸入油中的深度大約1-2個(gè)齒，單不應(yīng)少于10mm。對軸承的潤滑， 因 為：，采用脂潤滑，由表14-2選用鈣基潤滑酯L－XAAMHA2(GB491-1987)，只需要填充軸承空間的1/2~1/3.并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)。</p><p>　　9 減速器箱體的設(shè)計(jì)</p><p>　　減速器鑄造箱體的主

62、要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。</p><p>　　查《設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表3-1經(jīng)驗(yàn)公式，及結(jié)果列于下表4。</p><p><b>　　表4 箱體設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]龔桂義.機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(第二版) 北京：高等教育出版社，2009.1<