機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書二級(jí)展開式圓柱直齒輪

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書一、 設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器1、 設(shè)計(jì)要求：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載起動(dòng)，使用期限8年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為 。2、 工作條件：工作時(shí)有輕微振動(dòng)。 3、 已知條件：運(yùn)輸帶工作拉力：運(yùn)輸帶工作速度：卷筒直徑：二、 擬定傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2、 傳動(dòng)方案及說明 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、v帶、卷筒、運(yùn)輸帶等組成。減速器采用二級(jí)圓柱齒輪減速器。2、 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖三、 選擇電動(dòng)機(jī)： 1、選擇電動(dòng)機(jī)類型：根據(jù)工作條件，選用y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380v。2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量： 電動(dòng)機(jī)所需工作效率： 其中

2、：電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：式中：帶傳動(dòng)效率； 軸承傳動(dòng)效率（滾子軸承）； 齒輪的傳動(dòng)效率，齒輪精度8級(jí)；齒輪聯(lián)軸器傳動(dòng)效率；卷筒的傳動(dòng)效率。則：所以：3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 卷筒工作轉(zhuǎn)速為：查有關(guān)手冊(cè)，取v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速只有3000。根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出只有一種使用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，此種傳動(dòng)比方案如下表： 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比y100l1-23同步滿載總傳動(dòng)比v帶減速器3000288029.232.83.72.82滿載時(shí)電流a效率%功率因數(shù)6.4820.

3、87四、 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：（1） 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： （2） 分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： 式中，分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。 為使v帶外廓尺寸不致過大，初步?。▽?shí)際的傳動(dòng)比要在v帶設(shè)計(jì)時(shí)，由選定大小帶輪標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計(jì)算），則減速器的傳動(dòng)比： （3） 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比。 按展開式布置。考慮潤滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，可由二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配曲線差得，則五、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： 按電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、 各軸轉(zhuǎn)速：軸：軸：軸：卷筒軸：2、 各軸輸入功率：軸：軸：軸

4、：卷筒軸：軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.98，卷筒軸輸出功率則為輸入功率乘卷筒的傳動(dòng)效率0.96，計(jì)算結(jié)果見下表。3、 各軸輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：軸輸入轉(zhuǎn)矩：軸輸入轉(zhuǎn)矩：軸輸入轉(zhuǎn)矩：卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩：軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98，卷筒軸輸出轉(zhuǎn)矩則為輸入轉(zhuǎn)矩乘卷筒的傳動(dòng)效率0.96，計(jì)算結(jié)果見下表。綜上，傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸2.638.7228802.80.96i軸2.522.4723.4422.9710293.70.95ii軸2.402.3582.4580.802782.820.95iii軸2.

5、282.23221.03216.61991.000.97卷筒軸2.212.12214.44205.8699計(jì)算步驟結(jié)果六、 設(shè)計(jì)v帶及帶輪：原始數(shù)據(jù)：工作條件及外廓尺寸、傳動(dòng)位置的要求，原動(dòng)機(jī)為y系列籠式異步電動(dòng)機(jī)，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。1、 定v帶型號(hào)和帶輪直徑：工作情況系數(shù)：由教材表11.5，單班制8小時(shí)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)計(jì)算計(jì)算功率：選擇型號(hào)：由圖11.15小帶輪直徑：由表11.6大帶輪直徑： 設(shè)大帶輪轉(zhuǎn)速：2、 計(jì)算帶長：求：求：初取中心距： 帶長：基準(zhǔn)長度：由圖11.43、 求中心距和包角：中心距： 小輪包角： 4、 求帶根數(shù)：帶速：傳動(dòng)比：z型取選計(jì)算步驟結(jié)果帶根數(shù)：由表11

6、.8 ；由表11.7 ；由表11.12 ；由表11.10 5、 求軸上載荷：張緊力： （表11.4 ） 軸上載荷：帶輪結(jié)構(gòu)：大帶輪采用輪輻式結(jié)構(gòu)，由表11.4可知，采用4輻制結(jié)構(gòu)大帶輪寬度:取根七、 齒輪減速器設(shè)計(jì)：已知：齒輪減速器第一級(jí)輸入功率，輸出功率；第二級(jí)輸入功率，輸出功率。第一級(jí)小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比（齒數(shù)比）；第二級(jí)小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比（齒數(shù)比）。材料：一、二級(jí)小齒輪均用40cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度260hb; 一、二級(jí)大齒輪均用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240hb。一 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：1、 初步計(jì)算：轉(zhuǎn)矩： 齒寬系數(shù)：查表12.13 接觸疲勞強(qiáng)度：由圖12.17c計(jì)算步驟結(jié)果初步計(jì)算許用

7、接觸應(yīng)力： 由表12.16，取初步計(jì)算小齒輪直徑： 初步齒寬： 2、 校核計(jì)算：圓周速度：精度等級(jí)：查表12.6齒數(shù)z和模數(shù)m：第一級(jí)：初取 由表12.3 取 則 第二級(jí)：初取 由表12.3 取 則 取一級(jí)選8級(jí)精度二級(jí)選9級(jí)精度取取計(jì)算步驟結(jié)果使用系數(shù)：由表12.9動(dòng)載系數(shù)：由圖12.9齒間載荷分配系數(shù)：由表12.10第一級(jí)：由此得：第二級(jí)：由此得：齒向載荷分布系數(shù)：表12.11計(jì)算步驟結(jié)果載荷系數(shù)：彈性系數(shù)：表12.12 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：圖12.16接觸最小安全系數(shù)：表12.14 總工作時(shí)間：按每年300工作日 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 接觸壽命系數(shù)：圖12.18 許用接觸應(yīng)力：計(jì)算步驟結(jié)果驗(yàn)算：第一

8、級(jí)： 第二級(jí)： 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。3、 確定傳動(dòng)尺寸實(shí)際分度圓直徑：第一級(jí)： 中心距：齒寬：第二級(jí)： 中心距：齒寬：計(jì)算步驟結(jié)果二 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：重合度系數(shù)： 齒間疲勞分配系數(shù)：表12.10 齒間載荷分布系數(shù)： 由圖12.14 載荷系數(shù): 齒形系數(shù)：圖12.21 應(yīng)力修正系數(shù)：圖12.22 彎曲疲勞極限：圖12.23c 彎曲最小安全系數(shù)：表12.14 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 彎曲壽命系數(shù)：圖12.24 尺寸系數(shù)：圖12.25 計(jì)算步驟結(jié)果許用彎曲應(yīng)力:第一級(jí)：第二級(jí)：驗(yàn)算：第一級(jí)：第二級(jí)：傳動(dòng)無嚴(yán)重過載，故不做靜強(qiáng)度校核。八、 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸：減速器機(jī)體

9、是用以支持和固定軸系零件并保證傳動(dòng)件的嚙合精度和良好的潤滑及軸系可靠密封的重要零件。 本設(shè)計(jì)減速器機(jī)體采用鑄造機(jī)體，由鑄鐵ht150制成，鑄鐵具有較好的吸振性，容易切削且承壓性能好。減速器機(jī)體才喲個(gè)割分式結(jié)構(gòu)，其剖分面與傳動(dòng)件平面重合。 查有關(guān)手冊(cè)，鑄鐵減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸：名稱計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果機(jī)座壁厚機(jī)蓋壁厚機(jī)座凸緣厚度機(jī)蓋凸緣厚度機(jī)座底凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁聯(lián)接螺栓直徑機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑聯(lián)接螺栓d2的間距查手冊(cè)軸承端蓋螺釘直徑窺視孔蓋螺釘直徑定位銷直徑至外機(jī)壁距離查手冊(cè)至凸緣邊緣距離查手冊(cè)軸承旁凸臺(tái)半徑查手冊(cè)凸臺(tái)高度便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁距軸承座端面距離大齒輪頂緣與內(nèi)機(jī)壁

10、距離齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離機(jī)蓋、機(jī)座肋厚軸承端蓋外徑軸承座孔直徑軸承端蓋凸緣厚度軸承旁聯(lián)接螺栓距離其他機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸以使機(jī)體結(jié)構(gòu)更加緊湊、造型更加美觀為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)計(jì)算取值,此二級(jí)減速器中，取低速級(jí)中心距 。計(jì)算步驟結(jié)果九、 軸的設(shè)計(jì)已知：齒輪減速器第一級(jí)輸入功率，輸出功率；第二級(jí)輸入功率，輸出功率。第一級(jí)小齒輪轉(zhuǎn)速，大齒輪轉(zhuǎn)速； 小齒輪轉(zhuǎn)矩， 大齒輪轉(zhuǎn)矩。第二級(jí)小齒輪轉(zhuǎn)速，大齒輪轉(zhuǎn)速； 小齒輪轉(zhuǎn)矩，大齒輪轉(zhuǎn)矩。軸材料采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，1 初步計(jì)算軸徑：（按純扭轉(zhuǎn)并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d）1軸： 查表16.2 取c=112 2軸： 查表16.2 取c=112 3軸： 查表16.2 取c=11

11、2 2 軸的徑向尺寸確定：（1） 1軸： 軸肩： 取 與軸承相配軸徑：（深溝球軸承6206） 軸肩： 齒輪軸徑：（2） 2軸： 與軸承相配軸徑：（深溝球軸承6207） 軸肩： 齒輪軸徑： 軸肩：取取取計(jì)算步驟結(jié)果（3） 3軸：（考慮到聯(lián)軸器的選擇） 軸肩： 取 與軸承相配軸徑：（深溝球軸承6209） 齒輪軸徑： 軸肩：3 軸的徑向尺寸的校核：（1） 1軸：軸承各段軸長：由大帶輪寬度可知： 其中： （2） 2軸：軸承各段軸長：由第一級(jí)大齒輪寬度可知： 第二級(jí)小齒輪寬度可知：其中： （3） 3軸：軸承各段軸長：由選擇的聯(lián)軸器知 其中： 4 軸的校核：（1） 1軸軸受力分析：圓周力： 徑向力：帶輪作

12、用在軸上的力：計(jì)算步驟結(jié)果水平支承反力： 垂直支承反力：軸受力圖：如圖9.1 水平受力圖：如圖9.2 垂直受力圖：如圖9.3畫彎矩圖： 水平彎矩圖：如圖9.4 垂直彎矩圖：如圖9.5 合成彎矩圖：如圖9.6許用應(yīng)力：用插入法由表16.3查 應(yīng)力校核系數(shù) 當(dāng)量彎矩： 軸的最小直徑： 由計(jì)算可知，軸的直徑，滿足使用條件，軸是安全的。圖9.1計(jì)算步驟結(jié)果 圖9.2 圖9.3 圖9.4 圖9.5 圖9.6計(jì)算步驟結(jié)果（2） 2軸軸受力分析：第一級(jí)：圓周力： 徑向力：第二級(jí)：圓周力： 徑向力：水平支承反力：垂直支承反力：軸受力圖：如圖9.7 水平受力圖：如圖9.8 垂直受力圖：如圖9.9畫彎矩圖： 水平

13、彎矩圖：如圖9.10 垂直彎矩圖：如圖9.11 合成彎矩圖：如圖9.12許用應(yīng)力：用插入法由表16.3查 應(yīng)力校核系數(shù) 當(dāng)量彎矩： 軸的最小直徑： 由計(jì)算可知，軸的直徑，滿足使用條件，軸是安全的。計(jì)算步驟結(jié)果 圖9.7 圖9.8 圖9.9 圖9.10計(jì)算步驟結(jié)果 圖9.11 圖9.12（3） 3軸：軸受力分析：圓周力： 徑向力： 兩鍵對(duì)稱安裝，聯(lián)軸器對(duì)軸的作用力合力為0.水平支承反力： 垂直支承反力：軸受力圖：如圖9.13 水平受力圖：如圖9.14 垂直受力圖：如圖9.15畫彎矩圖：水平彎矩圖：如圖9.16 垂直彎矩圖：如圖9.17 合成彎矩圖：如圖9.18許用應(yīng)力：用插入法由表16.3查 計(jì)

14、算步驟結(jié)果 應(yīng)力校核系數(shù) 當(dāng)量彎矩： 軸的最小直徑： 由計(jì)算可知，軸的直徑，滿足使用條件，軸是安全的。 圖9.13圖9.14 圖9.15計(jì)算步驟結(jié)果 圖9.16 圖9.17 圖9.185 軸承壽命校核：（1） 1軸選用軸承 深溝球軸承 6206 查手冊(cè) 基本額定動(dòng)載荷： 滿足使用要求。 計(jì)算步驟結(jié)果（2） 2軸選用軸承 深溝球軸承 6207 查手冊(cè) 基本額定動(dòng)載荷： 滿足使用要求。（3） 3軸選用軸承 深溝球軸承 6209 查手冊(cè) 基本額定動(dòng)載荷: 滿足使用要求。 6 鍵的設(shè)計(jì)：（1） 1軸 選用a型普通鍵 長度（2） 2軸 選用a型普通鍵 第一級(jí)長度 第二級(jí)（3） 3軸 選用a型普通鍵 長度 選用a型普通鍵 長度十、 聯(lián)軸器的選擇： 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩：查表19.3，取,又，為3軸輸出轉(zhuǎn)矩。 查手冊(cè)，聯(lián)軸器選用型號(hào)yl9凸緣聯(lián)軸器，其參數(shù)：j型，長度 直徑十一、 潤滑方式的確定：因傳動(dòng)裝置為輕型傳動(dòng)，且傳速較低，故軸承采用脂潤滑，齒輪采用浸油潤滑。十二、 設(shè)計(jì)小結(jié)： 通過本次設(shè)計(jì)，我又系統(tǒng)地運(yùn)用了所學(xué)的理論知識(shí)，并在實(shí)踐中對(duì)所學(xué)加以鞏固，同時(shí)熟練掌握了查手冊(cè)和表格，還學(xué)會(huì)了使用word和公式編輯器時(shí)的一些技巧，特別是進(jìn)一步熟悉auto cad繪圖，溫故而知新，使本人感到收獲匪淺。