機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動裝置

1、成績評閱教師日期陽泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計說明書 班 級： 機(jī)電一體化一班 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計題目：鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動裝置原始數(shù)據(jù)：項(xiàng)目參數(shù)輸出功率pkw25輸出軸轉(zhuǎn)速n/(rmin)90 傳動裝置運(yùn)動簡圖1.電動機(jī)2.帶傳動3.減速器4.鏈傳動 目錄設(shè)計題目 01第一章 機(jī)器傳動裝置的總體設(shè)計03 1.1 電動機(jī)的選擇031.2 傳動比計算與分031.3 傳動裝置對運(yùn)動和動力參數(shù)計算03第二章 傳動零件的設(shè)計計算和軸系零件初步選擇 042.1 外部零件設(shè)計計算052.1.1 普通 v 帶傳動062.減速器內(nèi)部零件圓錐齒輪設(shè)計計算072.3 初算軸的直徑072.4 初選滾動軸08第

2、三章 減速器結(jié)構(gòu)與潤083.1 箱體083.2 減速器的附件093.3 減速器的潤滑09第四章 減速器裝配圖設(shè)計 10 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸初定 104.2 減速器裝配草圖設(shè)計11第五章 軸的設(shè)計計算125.1 高速軸的設(shè)計計算135.2 低速軸的設(shè)計計算14第六章 滾動鍵連接的設(shè)計計算 156.1 高速軸上鍵聯(lián)結(jié)的選擇計算 166.2 低速軸上鍵連接的選擇計算17第七章 滾動軸承的選擇和計算 187.1 高速軸軸承的選擇和計算 197.2 低速軸軸承的選擇和計算19.第八章 減速器結(jié)構(gòu)尺寸的確定208.1 箱體218.2 減速器整體尺寸22附錄：裝配圖和零件圖23第一章 機(jī)器傳動裝置的總體設(shè)計方案

3、1.1 電動機(jī)的選擇1.1.1 電動機(jī)類型的選擇電動機(jī)類型根據(jù)動力源和工作條件，選用y 系列三相異步電動機(jī)1.1.2 電動機(jī)功率的選擇由手冊查的傳動裝置中v帶傳動=0.96,三對軸承=0.98滾子鏈=0.96錐齒輪傳動=0.97總功率=09.6*0.98*09.8*0.98*0.96*0.97=0.841電動機(jī)功率p2.5/0.841=2.98kw查手冊選y132s-6型電動機(jī) 額電功率p=3kw 滿載轉(zhuǎn)速n=960r/min1.2 傳動比的設(shè)計計算和分配計算總傳動比取n1=960r/min 960/90=10.667 所以總傳動比為：14.76， 為使v帶傳動的外部尺寸不致過大 取傳動比3則

4、10.667/3=3.561.3 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算1.3.1 各個軸的轉(zhuǎn)速計算 = /i1 =960/3.56=269.67r/min = /i2 =269.67/3 =90 r/min1.3.2 各軸的輸入功率計算電動機(jī)軸功率2.831kw 2.719kw1.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算100.26(n·m) 288.87(n·m)第二章 傳動零件的設(shè)計計算和軸系零件初步選擇2.1 外部零件的設(shè)計計算(本節(jié)所查表均出自機(jī)械設(shè)計華中理工大學(xué)出版社2000 版)2.1.1 普通v 帶傳動計算功率pc：取工況系數(shù)ka=1.2（表410），則（kw）選取v 帶型號：根據(jù)

5、pc=3.6kw 和nm =960r/min,根據(jù)圖4-7 可得的其工作點(diǎn)位于a、b型區(qū)域，本題選擇a 型帶計算小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1 和大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2：我們希望結(jié)構(gòu)緊湊，取dd1=100mm，選取 =0.01，則大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=100·i1·（1- ）=352.44mm，取dd2=280mm。此時從動輪實(shí)際轉(zhuǎn)速n1=960·100·0.99/355=267.7r/min轉(zhuǎn)速誤差：(269.67-267.7)/ 269.67=0.007<0.075,合適。驗(yàn)算帶速：5.01m/s (5m/s<v<25m/s)合適。初定中心距：

6、amax=2(dd1+dd2)=910mmamin=(dd1+dd2)/2=227.6mm ,取a0=450mm初算帶的基準(zhǔn)長度：l0=2a0+3.14(dd2+dd1)/2+(dd2-dd1)2/4a0=1650.475mm,取ld=1800mm實(shí)際中心距：524.76mm小帶輪包角：152.16° >120°,可以滿足要求單根v 帶所能傳遞的功率：由n=960r/min,dd1=100,查表4-4 得=0.97kw單根v 帶傳遞功率增量a 型v 帶，n1=960, 3.55 查表4-5 得p0=0.11kwv 帶的根數(shù), z3.59取4, 查的za=0.92 1.

7、01作用在帶輪上178.94n , q=0.1kg/mfb=2z1389.43kn選取a 型帶：a-1600×42.2 減速器內(nèi)部傳動零件的設(shè)計計算2.2.1 齒輪傳動：取8 級精度軟齒面標(biāo)準(zhǔn)傳動。小齒輪45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為240hbs；大齒輪選用45 鋼，正火處理，齒面硬度為180hbs。按接觸強(qiáng)度設(shè)計計算，彎曲強(qiáng)度校核計算。齒面粗糙度均為 3.22.2.1.1 按接觸疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度計算： （2.2-1）傳動比u=i=3齒寬系數(shù)（表6-5） 取r 0.3小齒輪轉(zhuǎn)矩t1=1.003×105 n·mm載荷系數(shù)（表6-3）k=1.45材料彈性系數(shù)（表6-4）：

8、 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)（圖6-13）： h z =2.37許用接觸疲勞應(yīng)力：小齒輪和大齒輪 接觸疲勞應(yīng)力分別為：h lim1 =590n/mm2 ， h lim2 =520n/mm2小大齒輪最小許用接觸安全系數(shù)： 接觸壽命系數(shù):小大齒輪每轉(zhuǎn)一周同一側(cè)齒面的嚙合次數(shù)：1齒輪傳動工作時間t=530016=24000h小大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：n1=60r1n1t=38.8 ×107 n2=60r2n2t=17.96 ×107（圖6-20）得1 n/mm2 , 598n/mm2取=554n/mm2按式2.2-1 得小齒輪大端分度圓直徑d1=87.63mm，取d1=93mm,模數(shù)m=3，小齒輪

9、齒數(shù)為25，大齒輪齒數(shù)為90，大齒輪大端分度圓直徑d2=270mm,.2.2.1.2 彎曲疲勞強(qiáng)度校核：（2.2-1）齒形系數(shù)（圖6-16）： fa1 y =2.6 ， fa2 y =2.12應(yīng)力修正系數(shù)（圖6-17）： sa1 y =1.6 ， sa2 y =1.84許用彎曲疲勞應(yīng)力： （2.2-2）270n/mm2， 250n/mm2小大齒輪尺寸系數(shù)： x y =1小大齒輪最小許用彎曲安全系數(shù)（表6-9）：. 1彎曲應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：28×107， .9.3×107小大齒輪彎曲壽命系數(shù)（圖6-21）：1得 270n/mm2 ，250n/mm2代入2.2-2 得： =104.

10、8<270， 34.93<250小大齒輪滿足彎曲疲勞強(qiáng)度要求2.2.1.3 小大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計d1=90mm,d2=270mm,m=3 da1=m(2 cos 1 )=91.9mmda 2=m( z22 cos2 )=271.896mmdf1=m( z12.4 cos 1 )=83.19mmdf2=m( z22.4 cos 2 )=267.72mm 結(jié)構(gòu)見裝配圖.2.3 初算軸的直徑2.3.1 主動軸8主動輪帶輪軸頸估算：選軸的材料為45 鋼，正火a=126103， 22.55 27.59 ，取d=30mm小齒輪段傳遞功率p= 2.690.950.99=2.803(kw),轉(zhuǎn)速n=2

11、67.7r/min，選軸的材料45鋼，正火，d=27.5722.53mm，取d=30mm2.3.2 從動軸大齒輪段軸徑：傳遞功率p=2.69kw，n=90r/min,d=31.6139.8,取d=45 mm2.4 初選滾動軸承因該減速器采用圓錐齒輪傳動，齒輪受軸向、徑向和周向載荷，使軸承是軸承承受較大的軸向和徑向力，且需要調(diào)整傳動件錐齒輪的軸向位置，所以可選用角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。因圓錐滾子軸承裝拆調(diào)整方便，價格低廉，所以采用之。第三章 減速器結(jié)構(gòu)與潤滑3.1 箱體箱體的選擇 箱體有鑄造箱體和焊接箱體兩種。前者剛性較好，外形美觀，易于切削加工，能吸收振動和消除噪聲，但重量大，適用于批量生

12、產(chǎn)。后者針對于單體或小批量生產(chǎn)的箱體，采用鋼板和焊接而成，箱體壁薄，重量小，材料省，生產(chǎn)周期短但技術(shù)含量高。本題傳動有輕微振動，考慮到技術(shù)性能而采用鑄造箱體。3.2 減速器附件1窺視孔2通氣器 一件 q235a3軸承蓋 四件 ht2004. 定位銷 兩件 銷gb117-86-b10×305. 油面指示裝置 選用油標(biāo)6. 油塞 一件 q235a m16×1.57. 起蓋螺釘 兩件 q235a 螺栓gb5783-86-m10×258. 起吊裝置 兩件 q235a 螺栓gb825-88-m103.3 減速器潤滑該裝置齒輪傳動采用閉式，所以潤滑油粘度薦用值為118。又v=

13、1.3m/s,調(diào)質(zhì)鋼，齒面硬度<280hbs,所以選用ckc 150 工業(yè)齒輪用油對于滾動軸承潤滑，因?yàn)関=1.3m/s<2m/s，所以采用脂潤滑。第四章 減速器裝配圖設(shè)計比例尺： 1：2視圖布置：采用三視圖，局部剖視圖、向視圖以及局部放大視圖。箱體結(jié)構(gòu)方案采取沿齒輪軸線水平剖分結(jié)構(gòu)4.1 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸箱蓋壁厚： （=0.0260.031.） ，取=8箱座、箱蓋、底座凸緣厚度：軸承旁凸臺的高度和半徑： 由結(jié)構(gòu)確定，軸承蓋外徑： ,本減速器采用軸承，地腳螺釘： d=16,n=4通孔直徑： d=20mm底座凸緣尺寸：=26mm=25mm凸緣尺寸： c =22mm,箱體外壁至軸承座斷面

14、：大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁距離： 齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離： 4.2 減速器裝配草圖初繪箱體尺寸見4.1初估輪轂寬度：1 2 l=45mm,l=54mm箱體內(nèi)壁線的確定： 大小齒輪輪轂端面與箱體內(nèi)壁的距離2 =12mm, =10mm 大錐齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁距離為，以小錐齒輪中心線作為箱體對稱線，初估1 2 l=65mm,l=100mm。軸承支承方式為兩端支承，正裝軸承部件的調(diào)整和套杯結(jié)構(gòu)：采用墊片調(diào)整小齒輪的軸向位置；套杯壁厚s1=10mm,端面壁厚s2=10mm, 前端杯口厚： =10mm ， 外圓直徑d=80+2s2+2.5d3=120mm, 套杯長l=120+19.25×2+10+

15、10=178.5mm箱體高度初估：考慮大錐齒輪浸油深度以及齒頂距箱體底面不小于3050mm，箱體高度第五章 軸的設(shè)計計算5.1 高速軸的設(shè)計計算（如下圖） 1 2 3 4 5 61.軸的材料選用45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度 b = 640mpa ，彎曲疲勞極限1= 275mpa ，剪切疲勞極限 = 155mpa ，許用彎曲應(yīng)力 1 60mpa 。2.計算軸的最小直徑由前面章節(jié)求得dmin=22.51mm,取d=30mm。3.根據(jù)軸向定位的要求確定各軸直徑和長度，軸上零件從兩端裝入，左端裝軸承30208和小錐齒輪，右端裝軸承30208 和帶輪。1）左端第一段裝帶輪，由第一章計算得出帶

16、輪輪轂寬度為63.7 毫米，所以以此段取軸徑d=32mm，長l=80 毫米2）第二段長度取50 毫米，為外伸軸，為第二階梯，取d=38mm.3）第三段為支承段，為便于軸承軸向定位，此段軸徑d=40mm,采用30208 軸承，此段軸長l=16mm,采用套筒定位。4）第三段右側(cè)需對左側(cè)軸承軸向定位，此段軸徑d 45mm,另外此段軸位于套杯內(nèi)，為了達(dá)到彎曲強(qiáng)度，所以取軸長l=120mm.5）第五段為支承段，采用30208 圓錐滾子軸承，為了保證截面5 的軸向定位，所以此段軸徑取d=40mm,長l=16mm。6）第六段安裝小齒輪，由前得：d=30mm,l=70mm4. 確定軸上的周向定位：齒輪與軸的周

17、向定位均采用普通圓頭平鍵聯(lián)結(jié)，尺寸分別為齒輪 b×h×l = 8×7×36(mm3 ) ，為了保證齒輪與軸的對中性，選擇其配合為h7/n6；滾動軸承與軸的周向定位依靠過盈配合保證，此處選軸的直徑公差為m6；帶輪與軸的周向定位采用圓頭普通平鍵，其尺寸為 b×h×l = 8×7×56(mm3 )5. 確定軸向圓角與倒角尺寸：軸端倒角為c2，圓角為r26. 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度1）作軸的計算簡圖 (圖5-1)垂直面內(nèi)： nv1 f =285.64n， nv 2 f =-3401.36n， nv 3 f =14553

18、59n， nv 4 f =-98.99n水平面內(nèi)： nh1 f =285.64n， nh 2 f =-899.7n， nh 3 f 1164.87n， nh 4 f =537.82n2）作出垂直面和水平面內(nèi)的彎矩圖（圖5-1）bfnh 2cfnv 1fnv 2fnh 3（a）垂直面受力圖水平面受力圖(c)垂直面內(nèi)彎矩圖(d)水平面內(nèi)彎矩圖(e)合成彎矩圖）當(dāng)量彎矩圖.垂直方向：mnv1=130.6n·m;mnv2=0;mnv3=46.70n·m;mnv4=-8.34n·m水平面內(nèi)：mnh1=18.42n·m;mnh2=0;mnh3=119.40n

19、3;m;mnh4=45.84n·m3) 作出合成彎矩圖（圖5-1 e）m= mh2+mv2; 所以m1=131.89 n·m，m2=0；m3=128.21n·m；m4=46.60n·m4）作出扭矩圖（圖5-1 f）m=75.49 n·m5）校核軸的強(qiáng)度，由圖可以看出在截面b 處受載荷最大，是危險截面，其上的彎矩和扭矩分別為mh=131.89 n·m，th=75.942 n·m此處最大應(yīng)力為 w。7.軸的安全疲勞系數(shù)校核。易知左端第二截面為危險截面，校核其左右即可。左側(cè)：則， ， 故安全同理右側(cè)：故安全5.2 從動軸校核1.材

20、料同主動軸，輸出軸轉(zhuǎn)矩t=218.986n·m，n=113.4r/min2. 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度.1）作軸的計算簡圖（圖5-2）bc（a）abfnv2（b）© (d) 水平彎矩圖（e）垂直彎矩圖(f)合成彎矩圖(g)轉(zhuǎn)矩圖(h)當(dāng)量彎矩圖水平面內(nèi)：fnh1=218.37n,fnh2=285.64n,fnh3=476.91n16垂直面內(nèi)：fnv1=1548.09n,fnv2=2025n,fnv3=476.91n2）計算彎矩并作出彎矩圖：mh1=13639.3n·mm,mh2=44274.2n·mmmnv1= 73921.3n·mm，mnv

21、2=73921.3 n·mm合成彎矩：m1=86165.91 n·mm扭 矩：t=218986 n·mm3）作出合成彎矩圖4）作扭矩圖，由圖可知b 為危險截面，mh1=13.64 n·，,mh2=44.27 n·m,mv=73.921 n·m合成彎矩m1=75169.27 n·mm,m2=86165.91 n·mm,w=0.1d3=9112.5 ca=17.24mpa h = 60mpa,故安全第六章 鍵聯(lián)結(jié)的設(shè)計及計算6.1 高速軸上鍵聯(lián)結(jié)的選擇和計算高速軸段有兩處需要鍵聯(lián)結(jié)，其一為外伸部分與帶輪的聯(lián)結(jié)。由第五章

22、得帶輪段軸徑為28 毫米， 外伸軸長60 毫米， 帶輪輪轂寬50 毫米， 根據(jù)gb1096-79 選取b×h×l =8×7×45(mm3)所以安全可用的a 型圓頭普通平鍵。大帶輪傳遞轉(zhuǎn)矩t1=100.26n · m ， 鍵的許用應(yīng)力為100mpa ， 則 =43.898mpa<100 mpa 故安全。聯(lián)結(jié)小錐齒輪處軸徑為30 毫米， 齒輪輪轂寬為45 毫米， 所以選取b×h×l =8×7×45(mm3) 的a 型圓頭普通平鍵， =53mpa<100 mpa故安全。6.2 低速軸上鍵聯(lián)結(jié)的設(shè)計計算低速軸需傳遞齒輪傳動及鏈傳動。即需聯(lián)結(jié)鏈輪和大齒輪。低速軸外伸段長80 毫米、軸徑32.5 毫米，帶輪輪轂長66.7 毫米，取68 毫米，所以選用b×h×l =10×8×56(mm3 ) 的a 型圓頭普通平鍵。鏈輪傳遞轉(zhuǎn)矩：t=288.87n·m，則低速軸聯(lián)結(jié)齒輪軸段軸徑為45 毫米， 大錐齒輪輪轂長度為54 毫米， 選取b×h×l =14×