機械設計方案課程設計方案

1、 課程設計 說 明 書 課程名稱： 一級V帶直齒輪減速器 設計題目：帶式輸送機傳動裝置的設計 院 系： 學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級：模具 09-1 指導教師： 機械設計課程設計 1 / 18 設計題目：帶式輸送機傳動裝置的設計 內(nèi)裝：1. 設計計算說明書一份 2. 減速器裝配圖一張A1） 3. 軸零件圖一張A3） 4. 齒輪零件圖一張A3） 模具系09-1班級 設計者： 指導老師： 完成日期： 成績：_ 2 / 18 課程設計任務書 設計題目 學生姓名 設計要求：輸送機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)，空載啟動，卷筒效率為帶工作速度允許誤差為年，大修期產(chǎn)。 1編寫設計計算說明書一份。2減速器部件裝配

2、圖一張3繪制軸和齒輪零件圖各一張。 1.機械設計課程設計指導書2.機械設計圖冊3.機械設計手冊4.機械設計設計準備工作 1.總體設計及傳動件的設計計算2. 裝配草圖及裝配圖的繪制3. 零件圖的繪制 4.編寫設計說明書 5.計算過程及計算說明一、 傳動方案擬定工作條件：原始數(shù)據(jù)：輸送機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)，空載啟動，卷筒效率為300個工作日計算，使用年限為每班按 二、電動機選擇符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號：因此有三種傳支比方案：由尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見第合，則選N=1000R/MIN 4、確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動

3、機類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機Y132M2-6 型號為 。其主要性能：額定功率： 三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：2、分配各級傳動比（1） 據(jù)指導書，取帶）（2 I=I總I齒輪 四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(zhuǎn)速N電機=NI=NN/IIII=NNIIIII 2、計算各軸的功率P=PI工作P=PIII=PPIIIII 計算各軸扭矩 、3=9550T工作= TT工作I= TTIII=99.3=TTIIIII=412.50五、傳動零件的設計計算確定計算功率1.2.選擇V根據(jù)P、C3. 確定帶輪的基準直徑1）初選小帶輪的基準直徑=100MMDD12）驗算帶速V=D

4、ND1=范圍內(nèi)，帶速合適。在5-30M/S3）計算大齒輪的基準直徑。計算大帶輪的基準直徑=IDD帶D2由課本表9-8確定帶長和中心矩4.）1根=500MM A0）由機械設計課本式2+L2A0D0=2500+3.14由課本表按機械設計課本式帶式輸送機傳動裝置的設計 、1000、和1500R/MIN。750 帶的帶型 N由課本圖9-12得：選用A型 0.96機械設計手冊查得。1所在院系 ，輸送帶工作速度允許誤差為D并驗算帶速DD由課本表 材料學院綜合考慮電動機和傳動裝置V。 ，取小帶輪的基準直徑9-8專業(yè)、年級、 班，每年按5%鍛壓08-1班 0.96，輸送5%，每年按300個工作日計算，使用年限

5、為103年，兩班制工作每班按8h計算）；在專門工廠小批量生 10年，大修期3年，兩班制工作 8H計算）；在專門工廠小批量生產(chǎn)。 2方案比較適 。 960R/MIN， 5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速 D1 。 ）驗算帶的速度 V。按課本式8-13 /601000） 1 =5.24M/S 1000）1001000/A心距中，初定2(D+ D據(jù)課本D2D1D10D2學生應完成的工作： (A0或A1； 電動機型號I /N=960/95.5=10.05 =N筒電動總Y132M2-6 =24合理）帶傳動比I=2.3VI1帶 I帶齒輪I=10.05/2.3=4.37 /I=8.87 =I總帶總據(jù)手冊得 I=3.86

6、齒輪I=2.3 帶 ）R/MIN V=5.24M/S /2+(D /4A）0D1D2D2D12 1561MM /4500）100+250）/2+250-100） 9-6選帶的基準長度L=1600MM DD=340MM 。 帶N =960R/MIN =417.39/4.37=95.5(R/MIN /II齒輪N=417.39R/MIIIN KW） N0.96=4.34KW =108.13R/MI=4.52III帶N 0.97=4.13KW =4.340.98齒輪軸承 9=3.97KW 7=4.130.90.9聯(lián)軸器軸承工作計劃： P=4.92KW NM） IP=4.67KW 4.52/960=44

7、.96 IIP=44.96I2.3 =4.48KW NM0.96=99.3III帶帶 I 軸承齒輪齒輪任務下達日期： 任務完成日期： 指導教師簽名）： 學生簽名）： 0.97=412.500.98NM 4.37 軸承聯(lián)軸器TM 0.99=396.130.97N=112.6NM IT =412.15NM IIT PNM=395.67IIIC3 / 18 帶式輸送機傳動裝置的設計 摘 要：齒輪傳動是應用極為廣泛和特別重要的一種機械傳動形式，它可以用來在空間的任意軸之間傳遞運動和動力，目前齒輪傳動裝置正逐步向小型化，高速化，低噪聲，高可靠性和硬齒面技術方向發(fā)展，齒輪傳動具有傳動平穩(wěn)可靠，傳動效率高一

8、般可以達到94%以上，精度較高的圓柱齒輪副可以達到99%），傳遞功率范圍廣可以從儀表中齒輪微小功率的傳動到大型動力機械幾萬千瓦功率的傳動）速度范圍廣齒輪的圓周速度可以從0.1m/s到200m/s或更高，轉(zhuǎn)速可以從1r/min到20000r/min或更高），結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便等優(yōu)點。因此，它在各種機械設備和儀器儀表中被廣泛使用。本文設計的就是一種典型的一級圓柱直齒輪減速器的傳動裝置。其中小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)），硬度約為240HBS，大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)），硬度約為 級。軸、軸承、鍵均選用鋼質(zhì)材料。8215HBS，齒輪精度等級為 關鍵詞： 減速器、齒輪、軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器 4 / 18 目

9、 錄 機械設計課程設計計算說明書 1. 一、課 程 設 計 任 務 書1 二、摘要和關鍵詞2 2. 一、傳動方案擬定3 各部件選擇、設計計算、校核 二、電動機選擇3 三、計算總傳動比及分配各級的傳動比4 四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算6 五、傳動零件的設計計算7 六、軸的設計計算10 七、滾動軸承的選擇及校核計算12 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算13 九、箱體設計14 5 / 18 機械設計課程設計 設計題目：帶式輸送機傳動裝置的設計 內(nèi)裝：1. 設計計算說明書一份 2. 減速器裝配圖一張A） 3. 軸零件圖一張A） 4. 齒輪零件圖一張A） 系班級 設計者： 指導老師： 完成日期： 成績：_ 6

10、/ 18 1、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機 、電動機功率選擇：2 ）傳動裝置的總功率：總 ）P=FV/1000總工作 ）=25001.5/10000.83 =4.52KW P=4.52KW 工作 3、確定電動機轉(zhuǎn)速： 計算滾筒工作轉(zhuǎn)速： N=601000V/D 筒 =6010001.5/300 N=95.5R/MIN 滾筒=95.5R/MIN按手冊推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍 。=624，則總傳動比理時范圍為=24帶傳動比。取=36IVIIAA17 / 18 N=IN故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為筒DA ）95.5=5732292R/MIN N=624 8 /

11、 18 =1.1 8-7得：K由課本表A P=1.15.5=6.05KW P=KAC 取標準值 A=D=355MM D2 L=1600MM DA=520MM 則， 5.驗算小帶輪上的包角1 00 -D）/A57.3-D=180 D11D2 0 057.3）/520=180-250-100取A=500 000 120 Z 6. 確定帶的根數(shù) ）計算單根1V。帶的額定功率PR =100MMD由和N8-4A根據(jù)課本表得=1000R/MIN1D1 =0.97KW P0 =0.11KW ，=960R/MINNI）得P型帶，查課本表和=2.3A9-4根據(jù)01帶 =0.96 K9-5根據(jù)課本表得A =0.9

12、9 8-2根據(jù)課本表得KL 由課本）得9-12P83式 0.99=1.026KW 【）K0.96P=P】PK）=。Z Z=P】【/6=6.05/1.026=5.90 圓整為根CA9 / 18 7.計算單根由機械設計課本表VMIN 0 Q=0.11KG/M，由式8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量 V帶的初拉力： 2Z=6 /ZVK +QV (F =5002.5- K）AMIN0A 2N 5.24+0.1165.24）=5002.5-0.96）6.05/。應使帶的實際初拉力F(FMIN00 F8.計算壓軸力P =157.37N F 壓軸力的最小值為0 /2）=2ZF） SINF1MIN0MINQ =18

13、70N /2）157.37SIN163.47=26 2、齒輪傳動的設計計算 1選定齒輪材料及精度等級及齒數(shù) GB 10095-）機器為一般工作機器，速度不高，故選用17級精度 ）。88 =1870N ）F調(diào)制）和大齒號鋼2）材料選擇。由表課本表10-1選擇小齒輪為45MINQ 。鋼淬火）硬度為280HBS輪材料為45 ，取105。 Z=24，大齒輪齒數(shù)Z=244.37=104.88）選小齒輪齒數(shù)321 按齒面接觸疲勞強度設計2 ）由設計計算公式(U+1Z/UD2.32(KTHED11 (1確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 =1.3 1）試選載荷系數(shù)KT 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 6 P/NT=9.551

14、0111 6 4.34/417.39=99300=9.5510NMM=4.37 I 齒=24 Z=1.0 選取齒寬系數(shù)3由機械設計課本表10-71D=77 Z1/2 =189.8MPAZ10-6查得材料的彈性影響系數(shù)4由機械設計課本表2E NMMT=137041按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強TU 10-215由機械設計課本1 ；打齒輪的接觸疲勞強度極限=500MPA度極限=550MPAHLIM 2HLIM 1 N）由機械設計課本式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)6L 10 300=60NJLH=60417.391(16N1L1 9 10=1.202 8 810N=N/I=9.87410/4.37=

15、2.751L1L2=600MPA=0.96 =0.92K取接觸疲勞壽命系數(shù)K）由圖機械設計課本 710-19 HLIMZ1HN2HN1=550MPA 8）計算解除疲勞許用應力。 HLIMZ2 S=1.0 取失效概率為1%，安全系數(shù) 550/1.0MPA /S=0.92= K HLIM1H1HN1 =506MPA 8 10=9.874N500/1.0MPA = K/S=0.96 L1HIM2HN2H28 10=2.558N=480MPA L210 / 18 (2計算 較小的值）試算小齒輪分度圓直徑D，代入1=0.96 KHN1K=0.98 HD1HN2 =506MPA H1 。2計算圓周速度V

16、=1.28M/S ）71.266342.86/601000V=DN/按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由課本式D= D(K/K=71.266T11T /Z1=73.187/24=3.05MM 7計算模數(shù)M：M=DD1 3.按齒根彎曲強度設計 由課本式Y(jié)/(Z M2KTYFSAFAD11 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1） （ ；=500MPA10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限1）由課本圖FE1 =380MPA 大齒輪的彎曲疲勞強度極限FE2 =0.88 =0.85 K取彎曲疲勞壽命系數(shù)K2）由課本圖10-18FN2FN1 3計算彎曲疲勞許用應力。 計算載荷系數(shù)=1.764 YSA21.28=

17、1.37 1=1 K=KKKK1.07AFAVF 取齒形系數(shù)。5 =2.226 =2.65 Y由課本表10-5查得 YFA2FA1 6）查取應力校正系數(shù) =1.764 =1.58 Y10-5查得 Y由課本表SA2SA12.22MM M Y7）計算大、小齒輪的Y/FFASA 1.58/303.57=0.01379 / YY=2.651SA1FA1F11 / 18 1.764/238.86=0.01644 =2.226Y Y/2SA2FA2F 大齒輪的數(shù)值大。 8設計計算 1/3 52 2421.371.37100.01644 /(1 M =2.2MM 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)M

18、大于齒根彎曲疲勞 M的大小重腰取決于彎曲強度的承載能力，而齒面接強度計算的模數(shù) 即模數(shù)與齒數(shù)的乘觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑 積）有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.2并就近圓整為標準值 =73.187，算出小齒輪的齒數(shù)M=2.5MM，按接觸強度的的分度圓直徑D1D=75MM Z=D/M=73.187/2.5=30 111D30=116 =290MM 大齒輪的齒數(shù)Z=3.8622A=183MM 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊B =75MM 湊，避免浪費。2B=80MM 4.幾何尺寸計算1 2.5=75MM M=301）計算分度圓直徑 D= Z11 2.5

19、=290MM D= ZM=11612 ）/2=75+290/2=183MM 2）計算中心距 A=D+ D）21 =13）計算齒輪寬度 B= D75=75MM取B=75MM B=80MM ，1D12 六、軸的設計計算 輸出軸的設計計算 1、兩軸輸出軸上的功率P、轉(zhuǎn)數(shù)N和轉(zhuǎn)矩T 0.98=4.58KW P=4.67輸II N=N/I=417.39/3.86=108.13R/MIN 12 T=397656NMM2 0.98=4.82 KW P=4.92輸IFN=417.39 R/MIN =2018N T21F=826N NMMT=100871 R21 2、求作用在齒輪上的力F=355MM 因已知低速

20、大齒輪的分度圓直徑為D=2401N T12F=2397656/355=2018N =729N /DF=2TR1T222 F0.3642=825N =2018TAN20= FT2R2 D因已知低速大齒輪的分度圓直徑為=84MM 1 =2=2TF/D100871/84=2401N 1T11D=2401=39.04MM 0.3642=729N TAN20=FFMIN2T1R1D4、初步確定軸的最小直徑 =25.32MM MIN1 =112A15-315-2 先按課本式）初步估算軸課本表，取，于是得 01/31/3 P= AD）4.58/108.13=39.04MM ）/ N=1122II輸MIN20

21、1/31/3 =25.32MM ）P= AD4.82/417.39）=112/ N1MIN101輸 、聯(lián)軸器的選擇5 為了使所選輸出軸的最小直徑與聯(lián)軸器的孔相適應，故選聯(lián)軸器的型 號。 T聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩查課本表T,=K14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取2CAA12 / 18 K=1.3，則A397656=516952.8 NMM T= KT=1.32ACAT應小于聯(lián)軸器工程轉(zhuǎn)矩條件，查機械設計手冊，選按照計算轉(zhuǎn)矩CANMM。聯(lián)軸器的孔徑用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630000 軸與配合的轂孔長度度=38MMD，半聯(lián)軸器長L=82MM，半聯(lián)軸器1。 L=58MM16、軸承的選擇 初步

22、選擇滾動軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參基本軸隙組、標準京都記得深照工作要求，由軸承產(chǎn)品目錄中初步取0的最小直徑。選取23MM溝球軸承213，其尺寸DDT=65MM120MM 的材料為45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)。、軸上零件的周向定位 7齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。由課本表6-1查得平12MMH=20MM，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63MM，同時為了B鍵截面保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪轂與軸配合為H7/N6；8MM12MM同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器50MM與軸的配合為H7/K6. 8、確定軸上圓角尺寸 45215-2參考課本表，取軸端

23、倒角為。、求軸上的載荷9 1軸 承球軸深溝寸其尺213，T=65MMDD23MM 120MM 13 / 18 2軸 =0.27MPA CA1 按彎矩合成應力校核軸的強度 =5.96MPA CA2進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據(jù) ）及上圖的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應力為脈動循環(huán)課本式15-5 =0.6，軸的計算應力變應力，取 3 1/22 1/2222 ）/184/W=81263.38+0.6100871）=M+T 軸承預計壽命1CA11 =0.29MPA 576000H 1/2 1/22222/33656.9 ）/W=76462.38+0.6397656）=M

24、+T 2CA21查鋼，調(diào)制處理，由課本表15-1 =6.28 MPA前已選定軸的材料為45 ，故安全。得=60MPA。因此 -1-1CA1CA2 七、滾動軸承的選擇及校核計算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命 10=576000小時16360 =1.5 F P 、計算輸入軸承1 =108.13R/MIN ）已知N=417.39R/MINNP2 114 / 18 ）取F =1.5 根據(jù)課本P263表11-9P P262=1558.5N IR1P977.5=1466.25 N =1.5P=FXF(1PIIR2 (3軸承壽命計算 =3 深溝球軸承363/(60NP=10C LH 336 36631558.5 /60320L=10C(1.5/(60NP=1044.8101H114=3.6710H57600H 366 3633(1.5L=10C/(60NP1466.25=1044.810 /6070.82H21510H57600H =1.99預期壽命足夠 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 6-1） 由課本式3=2T10/KLD） P 確定上式中各系數(shù) T=100.871NMINM T=397.656 II 12MM=6MM =0.5HK=0.511=0.5=0.5HK8MM=4MM 22 -B=63MM-12MM=51MM =LL111L=L=50MM-12MM=38MM -B222 D=