單級減速器鏈傳動課程設(shè)計(jì)

1、目錄目錄 目錄目錄.1 1 1.1.設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書.2 2 1.1 設(shè)計(jì)題目.2 1.2 工作條件.2 1.3 技術(shù)數(shù)據(jù).2 2.2.傳動裝置總體設(shè)計(jì)傳動裝置總體設(shè)計(jì).2 2 2.1 電動機(jī)的選擇.2 2.1.1 選擇電動機(jī)系列.2 2.1.2 選擇電動機(jī)的功率.2 2.1.3 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速.3 2.2 分配傳動比.4 2.3 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算.4 2.3.1 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算.4 2.3.2 各軸運(yùn)動及動力參數(shù)列表示.5 3.3.傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.6 6 3.1 減速器以外的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算.6 設(shè)計(jì)鏈傳動.6 3.2 減速器以內(nèi)的傳動零件設(shè)

2、計(jì)計(jì)算.7 設(shè)計(jì)齒輪傳動.7 4.4. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.1111 4.1 初步確定軸的直徑.11 4.1.1 高速軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì).11 4.1.2 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.12 4.2 軸的強(qiáng)度校核.12 5.5.滾動軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算滾動軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算.1515 5.1 低速軸軸承.15 5.2 高速軸軸承.15 6.6.鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算.1616 (一).減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接 .16 (二).小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接.16 (三).聯(lián)軸器與減速器高速軸軸伸的聯(lián)接.17 7.7.聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇.1717 8.8.減速器的潤滑及密封

3、形式選擇減速器的潤滑及密封形式選擇.1818 9 9. .參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).1818 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 2 2 1.1.設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)帶式傳輸機(jī)的單級圓柱齒輪鏈傳動減速器裝置 1.21.2 工作條件工作條件 工作年限工作班制工作環(huán)境載荷性質(zhì)生產(chǎn)批量 153 灰塵極少輕微沖擊小批 1.31.3 技術(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù) 題號 滾筒圓周 力 f(n) 帶速 v(m/s) 滾筒直徑 d(mm) 518001.8300 2.2.傳動裝置總體設(shè)計(jì)傳動裝置總體設(shè)計(jì) 2.12.1 電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇 2.1.1 選擇電動機(jī)系列 根據(jù)工作要求及工作條件應(yīng)選用三相異步電動機(jī)

4、，封閉自扇冷 式結(jié)構(gòu)，電壓 380 伏，y 系列電動機(jī) 2.1.22.1.2 選擇電動機(jī)的功率選擇電動機(jī)的功率 （1）卷筒所需有效功率 kw fv pw24.3 1000 8.11800 1000 （2）傳動總效率 根據(jù)表 2.2-1 確定各部分的效率: 彈性聯(lián)軸器效率 1=0.99 兩對滾動軸承效率 2=0.98 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 3 3 閉式齒輪的傳動效率 3=0.97（暫定 8 級） 開式滾子鏈傳動效率 4=0.96 傳動滾筒的效率 6=0.96 85.0 96.096.097.098.099.0 2 6543 2 21 （3）所需的電動機(jī)的功率 pr=4.96kww p p w r

5、 k811 . 3 85. 0 24. 3 查表 2.9-1 可選的 y 系列三相異步電動機(jī) y112m-4，kwp4 0 y132m1-6 型，額定，或選 y160m1-8 型，kwp4 0 額定，滿足kwp4 0 r pp 0 2.1.32.1.3 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 傳動滾筒轉(zhuǎn)速 min/65.114 3 . 0 8 . 16060 w r d v n 鏈傳動：，一級圓柱齒輪 查表 1 62 1 i63 2 i 現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 及 1000r/min 兩種方案比較，查得 電動機(jī)數(shù)據(jù) 方案 號 電動機(jī)型 號 額定 功率 (kw) 同步轉(zhuǎn) 速 (r/min) 滿

6、載轉(zhuǎn) 速 (r/min) 電動機(jī) 質(zhì)量 /kg 總傳 動比 1y112m-44150014403812.56 2y132m1-641000960738.37 3y160m1-847507201186.27 比較兩種方案，為 使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用方案 1。電動機(jī)型號為 y112m-4。 由表 2.9-2 查得其主要性能數(shù)據(jù)列于下表 電動機(jī)額定功率/kw 0 p 4 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 4 4 電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min) 0 n 1440 電動機(jī)軸伸直徑 d/mm 28 電動機(jī)軸伸長度 e/mm 60 電動機(jī)中心高 h/mm 265 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 2.2 2.22.2 分配傳動比分

7、配傳動比 （1）總傳動比 56.12 114.65 1440 0 w n n i 查表 2.2-1 得 取鏈傳動比=4 23 i 則齒輪傳動的傳動比為 14 . 3 5 . 2 54. 7 23 12 i i i 2.32.3 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 2.3.12.3.1 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 0 軸：即電動機(jī)的主動軸 kwpp r 4 0 min/1440 0 rn mn n p t 53.26 1440 104 55. 955 . 9 3 0 0 0 1 軸： 即減速器的高速軸 kwpp96.399.04 0101 min/

8、1440 01 0 1 r i n n mn n p t 26.26 1440 1096 . 3 55. 955 . 9 3 1 1 1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 5 5 2 軸：即減速器的低速軸 kwpp881 . 3 98 . 0 99 . 0 96 . 3 1212 min/ 6 . 458 14 . 3 1440 12 1 2 r i n n mn n p t 81.80 458.6 10881 . 3 55 . 9 55 . 9 3 2 2 2 3 軸：即傳動滾筒軸 kwpp65 . 3 96 . 0 98 . 0 881 . 3 2323 min/65.114 4 458.6 23 2

9、 3 r i n n mn n p t 304 114.65 1065 . 3 55 . 9 55 . 9 3 3 3 3 2.3.22.3.2 各軸運(yùn)動及動力參數(shù)列表示各軸運(yùn)動及動力參數(shù)列表示 軸序號 功率 p(kw) 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 轉(zhuǎn)矩 t(n.m) 傳動 形式 傳動 比 i 效率 0 4144026.53聯(lián)軸 器 10.99 1 3.96144026.26 齒輪 傳動 3.140.96 2 3.881458.680.81 3 4.30114.65304 鏈傳 動 40.91 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 6 6 3.3.傳動傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.13.1 減速器以外的傳

10、動零件設(shè)計(jì)計(jì)算減速器以外的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)鏈傳動設(shè)計(jì)鏈傳動 1）確定鏈輪齒數(shù) 傳動比： 994. 3 65.144 45806 n n 2 1 i 由傳動比取小鏈輪齒數(shù)=19 因鏈輪齒數(shù)最好 1 z 為奇數(shù)，大鏈輪齒數(shù)，所7619994 . 3 12 izz 以取 =75 2 z 實(shí)際傳動比： 95 . 3 19 75 1 2 z z i 2）確定鏈條節(jié)距 由式 ，查表得，工況系數(shù)1 pz a kk pk p 0 a k 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)： 35 . 1 z k 取單排鏈，取=1.0 ： p kkwpkkp za 98 . 4 69 . 3 35. 11 0 r/min，查圖 9-11：選

11、鏈號 12-1，查表 9-1 可以得： 6 . 458 2 n 節(jié)距 p=19.05mm 3)計(jì)算鏈長 初選： =3050p=3050 19.05=571.58-952.5mm 0 a 選mm700 o a 鏈長： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 7 7 128) 2 1975 ( 700 19.05 2 1975 05.19 700 2) 2 ( 2 2 2 2 12 0 120 zz a pzz p a lp 取 =128 節(jié) p l 4)驗(yàn)算鏈速： 77 . 2 100060 05.196 .45819 100060 21 pnz v v15 m/s 適合 5）選擇潤滑方式： 按 v=2.77m/

12、s,鏈號 12-1，查圖選用油盤飛濺潤滑。 6）作用在軸上的力 有效圓周力： n v p fe 8 . 1797 77 . 2 98 . 4 10001000 作用在軸上的力：nff eq 292424372 . 12 . 1 7）鏈輪尺寸及結(jié)構(gòu) 分度圓直徑： mm z p d74.115 19 180 sin 05.19 180 sin 0 1 0 1 mmd74.455 75 180 sin 05.19 0 2 3.23.2 減速器以內(nèi)的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算減速器以內(nèi)的傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)齒輪傳動設(shè)計(jì)齒輪傳動 1） 材料的選擇： 小齒輪選用 45cr 調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 280hbs

13、， 大齒輪選用 45# #調(diào)質(zhì)鋼，齒面硬度 240hbs。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 8 8 9 11 102208. 6)2830015(114406060 h jlnn 9 9 1 2 109811 . 1 17 . 3 102208 . 6 i n n 查圖 10-14，zn1=1.0 zn2=1.01 由式 10-15，zx1=zx2=1.0 ， 取 shmin=1.0 由圖 11-13b，得 ,mpa h 700 1lim mpa h 650 2lim 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 mpa h 6307009 . 0 1 mpa h 47550095. 0 2 因，故取 12hh

14、2 2 /475mn hh 2） 按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距 小輪轉(zhuǎn)矩mnt 48840 1 初取，取，由表 11-5 得3 . 1 2 ttz k 4 . 0 a mpaze 8 . 189 由表 10-6 得，減速傳動，; 5 . 2 h z19 . 3 iu 由式（5-39）計(jì)算中心距 a ()!+ mm45.44 475 8 . 1895 . 2 016. 34 . 02 488401 . 1 32 . 2 2 ) 1( 3 2 3 2 1 h eh a t zzzz u kt ud 由于, (1+i12)=93.67 取中心距 a=94mm。 a=94mm 2 t d a 估算模數(shù) m

15、=(0.0070.02)a=0.982.8mm, 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2mm。 m=2mm 小齒輪齒數(shù)： 取 2343.22 ) 119 . 3 (2 942 ) 1(m a2 1 u z 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 9 9 大齒輪齒數(shù)： z2=uz1= 取 74 6 . 732319 . 3 取 z1=23，z2=74 z1=23，z2=74 實(shí)際傳動比21 . 3 23 74 1 2 z z i 傳動比誤差 ，%5%86 . 0 %100 19. 3 |19 . 3 21 . 3 | %100 i ii i 在允許范圍內(nèi)。 齒輪分度圓直徑 mmzmd n 46232 11 mmzmd n 14874

16、2 22 圓周速度sm nd v/46656 . 3 106 144046 1060 43 11 由表 11-6,取齒輪精度為 8 級. (3) 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 按電機(jī)驅(qū)動,載荷輕微沖擊,由表 11-3,取 ka=1.0 由圖 11-2（a） ， 按 8 級精度和，smvz/98 . 0 100/28517 . 3 100/ 1 得 kv=1.10。 齒寬。mmab a 46461 b1=52，b2=46 由圖 10-3(a)，按 b/d1=52/46=1.13,考慮軸的剛度較大和 齒輪相對軸承為對稱布置得 ，k=1.0 由表 11-4，得 k=1.1 載荷系數(shù)452 . 1 1 . 1

17、0 . 132. 10 . 1 k kkkk va 由圖 11-4，得，784 . 0 1 924 . 0 2 所以708 . 1 924 . 0 784 . 0 21 由圖 11-6 得，87. 0 z 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 10 10 計(jì)算齒面接觸應(yīng)力 mpampa u u bd kt zzz h ehh 47517.392 21 . 3 121 . 3 4652 26260452 . 1 2 87 . 0 8 . 1895 . 2 12 2 2 1 1 故在安全范圍內(nèi)。 （4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 按 z1=23，z2=74, 由圖 11-10 得，y=2.59，y=2.23 1fa2f

18、a 由圖 11-11 得，61. 1 1 sa y.781 2sa y 由圖 11-12 得，68 . 0 y 由圖 11-16（b） ，得， 2 1lim /210mmn f 2 2lim /205mmn f 由圖 11-17，得 y=1.0，y=1.0 1n2n 由圖 11-18 得,y=y=1.0 1x2x 取 y=2.0，s=1.4 stminf 計(jì)算齒根許用彎曲應(yīng)力 mpayy s y xn f stf f 3000 . 10 . 1 4 . 1 2210 11 min 1lim 1 mpa 9 . 2920 . 10 . 1 4 . 1 2205 22 min 2lim 2 xn

19、f stf f yy s y mpampa yyy mbd kt f safa n f 30046.36 68 . 0 61 . 1 59 . 2 5 . 27056 4884029 . 1 22 1 11 1 1 1 故安全。 mpampa yy yy saf safa ff 9 . 29271.34 61 . 1 59 . 2 78. 123 . 2 46.36 11 22 12 故安全。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 11 11 （5） 齒輪主要幾何參數(shù) z1=23, z2=74, u=3.21， m=2mm， mm, mm 46232 11 mzd148742 22 mzd mm5020 .

20、12462 11 m hdd aa mm 15220 . 121482 22 m hdd aa mm 412)25. 00 . 1 (246)(2 11 mchdd af mm1432)25. 00 . 1 (2148)(2 22 mchdd af a=97mm mm, b1=b2+(510)=52mm 46 2 bb 根據(jù)小齒輪尺寸可以選擇齒輪軸，大齒輪直徑mmd160 2 則選擇實(shí)心式齒輪 ，v=10.77，那么齒輪可以選擇浸sm/12 油潤滑，浸油深度 10 4.4. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.14.1 初步確定軸的直徑初步確定軸的直徑 4.1.14.1.1 高速軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)高速

21、軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 1初步估定減速器高速軸外伸段軸徑 根據(jù)所選電機(jī) mmemmd62,28 則 d=(0.81.0)d=(0.81.0)28=22.438mm 電機(jī) 取 d=25mm。 d=25mm 2選擇聯(lián)軸器 根據(jù)傳動裝置的工作條件選用凸緣聯(lián)軸器 （gb/t 4323-2002） 。 計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 c t 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 12 12 =1.326.26=34.5 c ttkamn 式中 t聯(lián)軸器所傳遞的標(biāo)稱扭矩， t=9.55=9.55 n p 26.26 1440 1096. 3 3 mn 工作情況系數(shù)，取=1.3。 a k a k 查表 14-1，綜合考慮，可選擇凸緣聯(lián)軸器 gy3

22、型號 公稱 轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 軸孔 直徑 軸孔 長度 s 質(zhì)量 kg gy31129500 d1 d2 25 28 y62 j44 62.38 選定聯(lián)軸器型號為： gy3 聯(lián)軸器 gb/t 43232002 4425 6228 j jy 4.1.2 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.選擇軸的材料 選擇材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。 2.按轉(zhuǎn)矩初步計(jì)算軸伸直徑 mm n p ad45.31 6 . 458 7644 . 3 118 33 0 按一個(gè)鍵槽考慮，最小直徑加大 5%，得 dmin=31.45 (1+5%)=33.0225mm，取 d0=35 d1=(3642)mm ， 取 d1=40 根據(jù)軸承取標(biāo)準(zhǔn)

23、值，查表 2-13-1， 選 6208 型號的深溝球滾子軸承。軸承型號為 6208 gb/t276-1994 4.24.2 軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度校核 計(jì)算大齒輪上的作用力 轉(zhuǎn)矩 t=80.81n.m 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 13 13 圓周力 ft=80.81n n d t ft6 .734 220 808102 2 徑向力 fr=267.37n ntgtgff tr 37.26720 6 . 734 軸向力 =0nntgtgff ta 001349 a f （） 繪軸的受力簡圖，求支座反力 =91.5 =55.5 =55.5 1 l 2 l 3 l .垂直面支座反力 0 b m 0)( 332

24、 lfllr tay ray=674.5nn 5 . 674 5 . 55 5 . 55 5 . 551349 32 3 ll lf r t ay 0y rby=674.5nnrfr aytby 5 . 674 5 . 6741349 b. 水平面支座反力 得，0 b m0)(f 2 )( 321232 llllf d fllr qraaz =5580n n ll lllflf r r az 5580 5 . 555 .55 5 . 55.555 5 . 912924555.491 )( 23 321q2 ）（ az r 得：0z n =216521652924-491-5580- qb ff

25、rr razzbz rn c 點(diǎn) ， =37435n.mm mmnlrm ayy 4 3c 107435 . 3 .555 5 . 674 cy m c 點(diǎn)左， =120138n.mm mmnlllrm zz 5 12q2ac 102 . 1)(f z mc 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 14 14 c 點(diǎn)右, =120158n.mm mmnlrm bzz 5 3c 1020 . 1 ， z mc a. 合成彎矩圖 c 點(diǎn)左, =125835n.mm mmnmm zy 52 c 2 cc 1062 . 1 c m c 點(diǎn)右, =125854n.mm mmnmmm zy 52 c 2 cc 1026 .

26、 1 ， c m （）作轉(zhuǎn)矩 t 圖 =141645n.mm mmn d ft t 141645 2 t （）作計(jì)算彎矩圖 v m 該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動循環(huán)應(yīng)力考慮， 取 =0.6 c 點(diǎn)左邊 =151982n.mm mmn tmm cvc 5 22522 1025 . 1 )1416456 . 0()1062 . 1 ()( vc m b 點(diǎn)右邊 =151982n.mm mmn tmm cvc 5 22522 1052 . 1 )06 . 0()1026. 1 ()( cv m d 點(diǎn) =84987n.mm mmntmm dvd 84987 22 ）（ vd m （）校核軸

27、的強(qiáng)度 由以上分析可見，c 點(diǎn)彎矩值最大，而 d 點(diǎn)軸徑最小，所以 該軸危險(xiǎn)斷面是 c 點(diǎn)和 d 點(diǎn)所在剖面。 查表 13-1 得查表 13-3 得。 2 /650mmn b 2 1 /60mmn b c 點(diǎn)軸徑： mm m d b vc c 4 . 29 601 . 0 1025 . 1 1 . 0 3 5 3 1 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。該值小于原 mmdc 9 . 30)05 . 0 1 (4 .29 dc=30.9mm45mm ,故安全。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 15 15 d 點(diǎn)軸徑 mm m d b vd d 2 . 24 601 . 0 84987 1 . 0 3 3 1 因?yàn)橛幸粋€(gè)鍵槽。

28、該值小于原mmdc 4 . 25)05 . 0 1 ( 2 . 24 設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑 35mm，故安全。 5.5.滾動軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算滾動軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算 5.1 低速軸軸承 1） 、選定軸承類型及初定型號 深溝球軸承（gb/t276-94） ，型號 6208 ： 查表得 knc5 .29kncr18 2） 、計(jì)算徑向支反力 =3265.5nrrr azay 5 .3265 22 1 1 rn =2268nrrr bzby 2268 22 2 2 rn 取 p=5621n 3) 校核軸承壽命 =6.0364 104h h38004h100364 . 6 32652 . 1 2950

29、01 9.923060 10 p 60 10 4 3 10 6 3 10 t 6 8 f f p c n l h h l8 故滿足軸承的壽命要求 5.2 高速軸軸承 高速軸承的確定與低速軸承相同，選取 深溝球軸承（gb/t276-94） ，型號 6207 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明 16 16 6.6.鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 (一).減速器大齒輪與低速軸的鍵聯(lián)接 1）鍵的材料類型 45 號鋼，a 型普通平鍵 2）確定鍵的尺寸 b=14mm, h=9mm, l=30mm 3）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度 鍵和軸的材料為鋼，輪轂材料為鑄鐵，鑄鐵的許用力比鋼的 許用擠壓應(yīng)力低，按鑄鐵校核鍵連接的擠壓強(qiáng)度。 查表的許用擠壓應(yīng)力，鍵的計(jì)算長度 mpa p 53 l=l-b=45-14=31mm 由下式得 該鍵安全。所以選鍵 1445gb1096-79 (二).小鏈輪與減速器低速軸軸伸的聯(lián)接 1）鍵的材料類型 45 號鋼 a 型普通平鍵，聯(lián)軸器材料為鋼. 2）確定鍵的尺寸 b=8mm，h=8mm, l=30mm ,=100 p 2 /mmn 同上面的方法： 2 /58.50 )1050(835 14161044 mmn dhl t p 因，故安全。所以選鍵 830gb109