機(jī)械課程設(shè)計(共19頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電類課程課程設(shè)計報告（200620 07學(xué)年第 一 學(xué)期）設(shè)計題目 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 設(shè)計日期 設(shè)計地點(diǎn) 教務(wù)處 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書一.設(shè)計題目：設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級圓柱齒輪減速器給定數(shù)據(jù)及要求.1-電動機(jī) 2-帶傳動 3-減速器 4-聯(lián)軸器 5-滾筒 6-傳送帶已知條件：運(yùn)輸帶拉力F=3000N;運(yùn)輸工作速度V=1.4m/s(允許運(yùn)輸帶速度誤差為±5%);滾筒直徑D=400mm;兩班制，連續(xù)單向運(yùn)動，載荷輕微沖擊；工作年限5年；環(huán)境最高溫度35；小批量生產(chǎn)。二 應(yīng)完成的工作1. 減速器裝配圖1張；2

2、. 零件工作圖1-2張（從動軸、齒輪）；3. 設(shè)計說明書1份。 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計提綱一. 選擇電動機(jī)型號1. 確定電動機(jī)功率2. 選擇電動機(jī)的型號3 . 分配傳動裝置各級傳動比二. 確定V帶的型號及根數(shù)1. 確定計算功率Pc2 . 選擇A型帶的型號及帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2 3. 驗(yàn)算帶的速度V4 . 計算帶的基準(zhǔn)長度Ld和實(shí)際中心距a5. 驗(yàn)算主動輪上的包角16. 確定帶的根數(shù)Z 7.求初拉力F0及帶輪軸上的壓力F三 .斜齒圓柱齒輪轉(zhuǎn)動的設(shè)計計算1.選擇材料及精度等級2 .確定計算準(zhǔn)則3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計4. 計算主要尺寸5.計算齒輪圓周速度V.6.校核齒根疲勞強(qiáng)度.專心-專注-專

3、業(yè)四. 從動軸的設(shè)計及計算1.選擇軸的材料和熱處理方法2.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑3.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖4.按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑五. 軸承及聯(lián)軸器的選擇六. 鍵的選用與確定七. 機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計內(nèi)容具體步驟一 .選擇電動機(jī)型號減速器在常溫下工作，載荷輕微沖擊，對起動無特殊要 求，但境灰塵較多，故選用Y型全封閉籠型三步異步電動機(jī)，電動機(jī)電壓380v。 1確定電動機(jī)的功率電動機(jī)到工作機(jī)的總效率 w=1²234 56由表得1=0.96,2=0.99,3=0.97,4=0.97,5=0.98,6=0.96，它們分別為帶傳動、齒輪傳動的軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器、滾筒的軸承及滾筒的效率。w=

4、0.96·0.99·0.99·0.97·0.97·0.98·0.96=0.86由式PO=Pw/，Pw=FV/1000w，得 Pd=FV/1000w=3000·1.4/1000·0.83=52. 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速，并選擇電動機(jī)的型號nw=60·1000·1.4/3.14D=60·1000·1.4/3.14·400=66.9r/min按表推薦的傳動比的合理范圍，取V帶傳動的傳動比i1=24,一級圓柱齒輪減速器傳動i2=35，則總傳動比合理范圍為i=620電動機(jī)的可取范圍為

5、:n0=i·nw=（620）·66.9 r/min =4011338 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min 、1000 r/min。方案電動機(jī)型號額定功率（Kw）電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）總傳動比固定轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132M2-65.5100096015.972Y160M2-85.575072011.81方案1電動機(jī)轉(zhuǎn)速低,外廓尺寸及重量較大，不適合.方案2比較適合,因此選用型號Y132M2-6,滿載轉(zhuǎn)速nm=960 r/min .3.計算傳動裝置的總傳動比，并分配各級傳動比。（1）傳動裝置的總傳動比 i=n滿/nw=960/66.9 =14.35 分配各級傳

6、動比 i=i1·i2 （查表2.2取i1=3）則齒輪傳動i2=i/i1 = 4.78（2）計算各軸的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩。由式Td= 9550Pd/nm得電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td=9550·5/960=49.74齒輪主動軸：P1=P012=5·0.96·0.99 KW =4.8KWn1= nm/i1=960/3=320r/minT1= Td·i1·1=49.74·3·0.96 N·m =143.25 N·m齒輪從動軸：P2=P132=4.8·0.97·0.99 KW =4.6KW

7、n2=n1/i2= nm/i1 i2=66.9r/minT2= T1 i223=649.77 N·m 滾筒軸：P3=P254=4.6·0.98·0.97 KW =4.4KW n 3 = n2 = 66.9r/minT3= T254=617.7 N·m 運(yùn)動和動力參數(shù)如下圖所示軸名功率P（KW）轉(zhuǎn)矩T(N*m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動比i效率%輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸549.7496035.32 10.960.970.96主動軸54.849.74143.25320從動軸4.84.6143.25649.7766.9滾筒軸4.64.4649.77617.766.

8、9二. 確定V帶的型號及根數(shù)1. 確定計算功率Pc計算功率Pc是根據(jù)傳遞功率P，并考慮載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時間長短等因素的影響而確定的,查手冊得KA=1.2。Pc=KAP=1.3·5.5=7.15KwKA工作情況系數(shù) P傳遞的額定功2. 帶的型號及帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1和dd2 根據(jù)計算功率Pc和小帶輪速度n選定V帶的型號為A型帶。且根據(jù)手冊選擇dd1=120mm且dd1=120>ddmin=75mm大帶輪直徑dd2=n1·dd1/n2=960x120/320=360mm 根據(jù)手冊取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=355mm 實(shí)際傳動比i i=dd2/dd1=360/120=3 從動輪實(shí)際

9、轉(zhuǎn)速n2=n1/i=960/3=320r/min 從動輪轉(zhuǎn)速誤差率x100%=0 在允許值內(nèi)3. 驗(yàn)算帶的速度V根據(jù)Vmax=dd1n1/60·1000來計算帶的速度，并應(yīng)使VVmax V=dd1n1/60·1000=6.03m/s帶速在525m/s范圍內(nèi)4.確定帶的基準(zhǔn)長度Ld和實(shí)際中心距a 0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2） 336a0960 初定中心距a0=550mm 根據(jù)a0和帶傳動的幾何關(guān)系，按下式來初步計算V帶的基準(zhǔn)長度 L0=2 a0+/2（dd2+dd1）+（dd2-dd1）·（dd2-dd1）/4 a0=1879.78mm由L0值可

10、根據(jù)表查得，標(biāo)準(zhǔn)普通V帶的基準(zhǔn)長度Ld Ld=1800mm確定實(shí)際中心矩 a= a0+Ld- L0/2=550+(1800-1879.78)/2=510mm考慮到安裝調(diào)整以及帶工作一段時間后松馳，應(yīng)對其進(jìn)行張緊情況,該留出一個調(diào)整余量，其變動范圍為 amin=a-0.015Ld= 483 mmamax=a+0.015Ld=546 mm5. 驗(yàn)算主動輪上的包角1可以推出帶在帶輪上的包角為 1180-(dd2-dd1)/a ×57.3=153.04>120 6. 確定帶的根數(shù)Z根據(jù)dd1=120, n1=960 r/min.查表8010用內(nèi)插法得取P0=1.44+(1.67-1.4

11、4)/(980-800)=1.64kw由式8.18查得kb=2.6494·10-3根據(jù)傳動比i=3,查表8.1得ki=1.1373,則P=2.6494·10-3·960·(1-1/1.1373) kw=0.31查手冊得,kL=0.95,k=0.94Z=Pc/（Po+Po）KKL=3.99根圓整得，Z=4根式中 K包角不同時影響系數(shù).包角系數(shù) KL帶長不同時影響系數(shù).長度系數(shù) K材料系數(shù).K=1.1 Po單根V帶在特定條件下的基本額定功率值P單根V帶所能傳遞功率的增量 7.確定帶的初拉力F0 F0=（-1）+qv2 =202.96N8.計算帶傳動作用在軸上

12、的壓力Q FQ=2ZF0sin(1/2)=2×4×202.96×sin(153.04/2)=1973N9.設(shè)計結(jié)果選用4根A-1800GB11544-89V帶，中心距a=510mm,帶輪直徑dd1=120mm,dd2=360mm,軸上壓力FQ=1973N三 .斜齒圓柱齒輪轉(zhuǎn)動的設(shè)計計算1. 選擇齒輪材料及精度等級考慮是普通減速器，無特殊的要求故采用軟齒輪轉(zhuǎn)動，由手冊知選，小齒輪材料為45號鋼調(diào)制處理，硬度為220250HBS，大齒輪材料為45號鋼正火處理，硬度為170210HBS，取齒輪轉(zhuǎn)動精度等級為8級。2. 確定計算準(zhǔn)則該齒輪轉(zhuǎn)動為軟齒面的閉式轉(zhuǎn)動，先按齒面接

13、觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，然后按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。3. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計按斜齒輪傳動設(shè)計公式 d1 2 1.轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106×=9.55×106× N·m =1.43·105N·m2.載荷系數(shù)K. 查得K=1.13.齒輪的齒數(shù)Z1取為25，則大齒輪的齒數(shù)Z2=120,因單級齒輪為對稱布置，而齒面為軟齒面，查手冊取d=14.許用接觸應(yīng)力H查手冊得，H Lim1=560Mpa H Lim2=530 Mpa 查手冊得，ZNT1=1.06 ZNT2=1.16H1= ZNT1H Lim1/SH=593.6 MPaH2= ZN

14、T2H Lim2/SH=614.8 Mpa所以d1 2 =65.4mmm=d1/Z1=65.4/25=2.62mm 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2.5mm4.計算主要尺寸d1=m Z1=2.5·25 mm=62.5 d1=m Z2=2.5·120=300 mmb=d·d1=1·62.5 mm=62.5經(jīng)圓整后取b2=65 mm b1= b2+5 mm=70 mm傳動中心距a為a=1/2 m (Z1+ Z2) = 181.25mm,取a=182mm5.計算齒輪圓周速度V. V=d1n1/60 ×1000=3.13/<5/由表得齒輪傳動精度等級為8級適合

15、.6.校核齒根疲勞強(qiáng)度.F=1.6KT1cosYFYS/Z1bmn2齒形系數(shù)YF 查手冊得，YF1=2.65 YT2=2.14應(yīng)力修正系數(shù)YS 查手冊得，YS1=1.59 YS2=1.88許用彎曲應(yīng)力F 查手冊得，F(xiàn)lim1=210 MPa Flim2=190 Mpa SF=1.3 YNT1=YNT2=1則 F1=YNT1Flim1/SF =1×240/1.3=162 MPa F2=YNT2Flim2/SF =1×190/1.3=146 MPa故齒輪有足夠的強(qiáng)度，合格。四. 從動軸的設(shè)計及計算 1 選擇軸的材料,確定許用應(yīng)力.由已知條件知減速器傳遞的功率屬小功率,對材料無特

16、殊要求,故選用45鋼,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,手冊查得強(qiáng)度極限B=650 Mpa，許用彎曲應(yīng)力-1b=60 Mpa2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 根據(jù)手冊得:c=107118 dc=(107-118)mm=43.8448.34mm考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器,會有鍵槽存在.所以將估算直徑加大3%5%,取為45.1650.76mm,由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=50mm.3設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖由于設(shè)計的是單級減速器,可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央,將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè),軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器.1) 確定軸上零件位置和固定方式. 要確定軸的結(jié)構(gòu)形式,必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式. 參考手冊,確定齒輪

17、從軸的右端裝入.齒輪的左端用軸肩定位,右端用套筒固定.這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定,齒輪的周向固定采用平鍵連接，軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè),其軸向用軸肩固定,周向用過盈配合固定.2) 確定各軸段的直徑. 如圖所示,軸段1(外伸端)直徑最小,d1=50mm,考慮到要對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位,軸段2上應(yīng)有軸肩,同時為能很順利的在軸段3上安裝軸承,軸段2上必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn),故取軸段2 的直徑d2=55mm,用相同的方法確定軸段3和4的直徑d3=60mm, d4=70mm.為了便于拆卸左軸承,可查出6208滾動軸承的安裝高度為3.5mm,取 d5=65mm.3) 確定各軸段的長度 齒

18、輪輪轂寬度為75mm,為保證齒輪固定可靠,軸段3的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度,取為70mm,為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰,所以兩者之間應(yīng)留有一定的間距,取該間距為15mm;為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中(軸承寬度為18mm),并考慮軸承的潤滑,取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm,所以軸段4的長度取為20mm,軸承支點(diǎn)距離L=118mm,根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求,取L75mm.查有關(guān)聯(lián)軸器手冊,取L”70mm.在軸段1和3上分別加工出鍵槽,使兩鍵槽處于同一圓柱目線上,鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm,選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),如圓角,倒角退刀槽等的尺寸按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)

19、草圖(圖1) 圖1. 軸的受力分析計算從動輪的轉(zhuǎn)矩T2=9.55×10 6×(p÷n1)=9.55×10 6× (4.8÷320)=N·mm.分別計算斜齒圓拄齒輪受到的三個力: 圓周力:Ft2=2T2÷d1=4576N;徑向力:Fr2=Ft2=1665N;軸向力:Fa2=Ft2/cos=4869N;按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑1).畫出軸的受力圖(圖1b).2)作出水平面內(nèi)的彎矩圖(圖1c). 支點(diǎn)反向力為:FHA=FHB=N=2286N-截面處的彎矩為MHI=2286X1.8/2=N·mm-截面處的彎矩為MH

20、=2286X29=66294N·mm3)作垂直面內(nèi)的彎矩圖（圖1d ）。FVA=Fr2/2-Fa2·d/2L=-714.85NFVB=Fr2- FVA=1665-(-714.85)=2379.85N-截面左側(cè)彎矩為MVI左= FVA×L/2=-714.85×1.8/2=-42176.15N·mm-截面右側(cè)彎矩為MVI右= FVB×L/2=2379.85×1.8/2=.15N·mm-截面處的彎矩為MV=FVB×29.5=1671×29.5=.15N·mm4)作合成彎矩圖（圖1e） M=M

21、H2+MV2-截面MI左=MH12+MV1左2=N·mm M1右=MH12+MV1右2=N·mm-截面M=MV2+ MHII2 =（49294.5）2+ = 57907N·mm5) 作轉(zhuǎn)矩圖(圖1f)T2=N·mm五.軸承及聯(lián)軸器的選擇 由軸的設(shè)計可得，查閱手冊，在從動軸上選擇代號為6209型軸承，在主動輪上選擇代號為6211型軸承。六.鍵的選用與確定查表選用A型圓頭普通平鍵.七. 機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 于機(jī)體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故選用鑄造形機(jī)體,且本機(jī)體強(qiáng)度要求不是太大選用一般用灰鑄鐵材料制造,為了使用機(jī)體內(nèi)的各種部件便于安裝和拆卸故選用一個水平剖面.所以箱體各個零件的尺寸如下:箱座壁厚 14mm箱蓋壁厚1 11mm箱蓋凸緣厚度b1 16.5mm箱座凸緣厚度b 21mm地腳螺釘直徑df 30mm地腳螺釘數(shù)目n 8軸承旁連接螺釘直徑d1 22.5mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺釘直徑d2 16.5mm聯(lián)接螺栓d2的間距L 180mm軸承端蓋螺釘