機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)單級(jí)圓柱斜齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：V帶傳動(dòng)單級(jí)圓柱斜齒輪減速器目錄一、 傳動(dòng)方案擬定3二、 原始數(shù)據(jù)3三、 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)3四、 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配4五、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6六、 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸11七、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算11八、 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算15九、 鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算16十、 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算17十一、減速器的潤(rùn)滑17十二、設(shè)計(jì)心得18一、傳動(dòng)方案的擬定（如下圖）二、原始數(shù)據(jù)帶拉力：F = 4150 N 帶速度v = 1.00m/s 滾筒直徑 D = 285 mm 三、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)（1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)（2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率

2、 根據(jù)已知條件F、v和D，確定求出輸送帶的功率Pw 傳動(dòng)裝置的總效率：傳動(dòng)效率一般包括V帶傳動(dòng)效率1 、齒輪傳動(dòng)效率2 、軸承傳動(dòng)效率3 （球軸承一對(duì)）、聯(lián)軸器效率4，（參機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)P6表2-3 ）和工作機(jī)的效率5取1=0.95，2=0.97，3=0.98，4=0.995，5=0.94那么有 = 0.950.970.9920.9950.94 = 0.8247 電動(dòng)機(jī)所需功率：式中，取載荷系數(shù)K = 1.3查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表16-1，取電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped=7.5kW （3）選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 取V帶傳動(dòng)比范圍（表2-2）i1 = 2 4 ，單級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)比i2 = 3 6 滾筒的

3、轉(zhuǎn)速：則總傳動(dòng)比范圍為 i = 6 24 。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為402.31609.2 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000和1500 r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出由三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選擇1000 r/min較為適合。電動(dòng)機(jī)的合理同步轉(zhuǎn)速： 查表16-1得 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和主要數(shù)據(jù)如下電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kW）同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速nm（r/min）Y160M-67.510009702.02.0 查表16-2得 電動(dòng)機(jī)的安裝及有關(guān)尺寸中心高M(jìn)外形尺寸底腳安裝尺寸AB底腳螺栓孔直徑K軸伸尺

4、寸DE鍵公稱尺寸Fh160600417.53852542101542110128四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比： 取V帶傳動(dòng)比： i1 = 3.6 單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i2 = 4.02（1）計(jì)算各軸的輸入功率電動(dòng)機(jī)軸Pd = 6.542 kW軸I （減速器高速軸） 軸II（減速器低速軸）（2）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸 軸I ： 軸II ：（3）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸 軸I 軸II 把上述計(jì)算結(jié)果列于下表：五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算確定計(jì)算功率Pc（式中取工作情況系數(shù)KA = 1.3）根據(jù)計(jì)算功率Pc與小帶輪的轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖10-10，選擇

5、B型V帶確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1，dd2 由圖10-10得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為125 140mm，則取小帶輪直徑dd1 = 140mm > dmin=75mm 根據(jù)GB/T 13575.1-1992 取大帶輪的直徑dd2 = 500mm驗(yàn)證帶速在5m/s 25m/s之間，故帶的速度合適。確定V帶的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)中心距a0那么取a0 = 500mmV帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-2，選取帶的基準(zhǔn)直徑長(zhǎng)度Ld = 2000mm實(shí)際中心距驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小包角故主動(dòng)輪上的包角合適計(jì)算V帶的根數(shù)z由nm = 970r/min，dd1 = 140mm查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-5得， 2.13k

6、W查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-6得， 0.30kW查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-7得， 0.89查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-2得， 0.98那么V帶的根數(shù)z為取z = 5根計(jì)算V帶的合適初拉力F0并計(jì)算作用在軸上的載荷FQ單根普通V帶合適的初拉力F0可按下式計(jì)算：計(jì)算作用在軸上的載荷 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：?jiǎn)挝唬╩m）小帶輪大帶輪基準(zhǔn)寬度1414基準(zhǔn)線上槽深3.53.5基準(zhǔn)線下槽深10.810.8槽間距190.4190.4槽邊距11.511.5輪緣厚7.57.5外徑147511內(nèi)徑3030帶輪寬度118118帶輪結(jié)構(gòu)實(shí)心式輪輻式槽型BB2.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù)選擇斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（外嚙

7、合）選擇齒輪材料：考慮減速器傳遞公里不大，所以齒輪采用軟齒面； 小齒輪材料采用45#鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度HBS230 大齒輪材料選用ZG310-570，調(diào)質(zhì)，齒面硬度HBS240選取齒輪為8級(jí)精度（GB 10095-1988）初選螺旋角取小齒輪齒數(shù)，那么大齒輪的齒數(shù)為（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)中心距a0式中，。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖7-26，有 570MPa；查表7-5，1查表7-4，K1.3；齒寬系數(shù)?。?.4計(jì)算模數(shù)查表7-1取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值mn 3計(jì)算中心距a圓整中心距，取a 190 mm修正螺旋角計(jì)算兩齒輪分度圓直徑小齒輪 大齒輪 計(jì)算齒寬取小齒輪齒寬b178mm；大齒輪齒寬b276mm（3）校

8、核彎曲疲勞強(qiáng)度校核，其中查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7-4，得K1.3；查圖7-23，得YF2.76查圖7-24，有 190MPa；查表7-5，有1.3那么有則設(shè)計(jì)滿足要求。齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下：（詳細(xì)見(jiàn)零件圖）名稱代號(hào)計(jì)算公式結(jié)果小齒輪大齒輪中心距a190mm傳動(dòng)比ii = z1 / z24法面模數(shù)mn設(shè)計(jì)和校核得出3端面模數(shù)mimi = mn/cos3.01法面壓力角螺旋角一般為全齒高h(yuǎn)h=ha+hf6.75mm齒數(shù)Z25100分度圓直徑d查表7-676.0mm308.5mm齒頂圓直徑da查表7-682.0mm314.5mm齒根圓直徑df查表7-668.5mm301.0mm齒輪寬b78mm76

9、mm螺旋角方向左旋右旋六、減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表3-1經(jīng)驗(yàn)公式，列結(jié)果于下表名稱結(jié)果（mm）名稱結(jié)果（mm）底座壁厚8軸承蓋固定螺釘直徑8箱蓋壁厚8軸承蓋螺釘分布圓直徑130底座上部凸緣厚度12軸承蓋凸緣端面直徑150箱蓋凸緣厚度12螺栓孔凸緣的配置尺寸26/21/40底座下部凸緣厚度20地腳螺栓孔凸緣尺寸25/23/45底座加強(qiáng)筋厚度8箱體內(nèi)壁與齒頂圓距離12底蓋加強(qiáng)筋厚度7箱體內(nèi)壁與齒輪端面距離12地腳螺栓直徑16底座深度190地腳螺栓數(shù)目6外箱壁至軸承座端面距離55軸承座聯(lián)接螺栓直徑12視孔蓋固定螺釘直徑6箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓直徑10七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.高速

10、軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料：選取45#鋼，調(diào)質(zhì)，HBS=230（2）初步估算軸的最小直徑根據(jù)教材公式，取，則（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑；根據(jù)密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為d40mm 兩軸承支點(diǎn)間的距離為：式中 小齒輪齒寬，78mm 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙，12mm 箱體內(nèi)壁至軸承端面的距離，取10mm 軸承寬度，初選6308型深溝球軸承，查表13-3得23mm帶入上式得帶輪對(duì)稱線到軸承支點(diǎn)的距離為式中 軸承蓋的凸緣厚度，=40mm 螺栓頭端面至帶輪端面的距離，取15mm 軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表得5.3mm 帶輪寬度，118mm帶入上式得 （4

11、）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示計(jì)算作用在軸上的力 小齒輪受力分析圓周力徑向力軸向力帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力計(jì)算支反力 水平面垂直面做彎矩圖水平面彎矩垂直面彎矩合成彎矩作彎矩圖作計(jì)算彎矩圖 當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取系數(shù)按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 軸的材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)，查表得拉伸強(qiáng)度極限，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。 由計(jì)算彎矩圖可見(jiàn)，A剖面的計(jì)算彎矩最大，該處的計(jì)算應(yīng)力為 D剖面的計(jì)算彎矩最小，該處的計(jì)算應(yīng)力為八、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算選取的軸承：型號(hào)為6308深溝球軸承（每根軸上安裝一對(duì)）查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13-3和查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表18-11，軸

12、承A的徑向載荷 軸向載荷： 軸承B的徑向載荷 軸向載荷： 由此可見(jiàn)，軸承A的載荷大，應(yīng)該驗(yàn)算軸承A計(jì)算軸承A的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 查表13-3得到：，取 ，故查表18-11得：則其徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷P為計(jì)算依據(jù)。工作溫度正常，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表18-8得，溫度系數(shù)為按中等沖擊載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表18-9得，載荷系數(shù) 按設(shè)計(jì)要求，軸承的壽命為，則因?yàn)?，所以選取的軸承合適九、鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核1.高速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接（1）選用圓頭普通平鍵（A型） 按軸徑d40mm，及帶輪寬 118mm，查表10-1選鍵12×100 GB/T 1096-

13、1979（2）強(qiáng)度校核 鍵材料選擇45#鋼，V帶輪材料為鑄鐵，查表得鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度，。擠壓應(yīng)力2. 低速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接（1）選用圓頭普通平鍵（A型） 按軸徑d60mm，及帶輪寬 92mm，查表10-1選鍵16×56 GB/T 1096-1979（2）強(qiáng)度校核 鍵材料選擇45#鋼，V帶輪材料為鑄鋼，查表得鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度，。擠壓應(yīng)力十、聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查表取工作情況系數(shù)，因前面在計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率時(shí)已考慮功率備用系數(shù)1.3，故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 根據(jù)工作條件，選用十字滑塊聯(lián)軸器，查表15-4得是自滑塊聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速，配合軸徑d = 4

14、0mm，配合長(zhǎng)度L1 = 90mm。十一、減速器的潤(rùn)滑齒輪傳動(dòng)的圓周速度為因，所以采用浸油潤(rùn)滑，由表14-1，選用LAN68全損耗系統(tǒng)用油（GB 443-1989），大齒輪浸入油中的深度約為12個(gè)齒高，但不應(yīng)少于10mm。對(duì)軸承的潤(rùn)滑，因，采用脂潤(rùn)滑，由表14-2選用鈣基潤(rùn)滑脂L-XAAMHA2（GB 491-1987），只需填充軸承空間的，并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)，使油池中的油不能進(jìn)入軸承以致稀釋潤(rùn)滑脂。十二、設(shè)計(jì)心得時(shí)間真的過(guò)得好快，仿佛昨天還是聽(tīng)著師兄們抱怨課程設(shè)計(jì)的種種繁復(fù)，心里充滿了忐忑和期待，而今天，自己卻坐在這里寫下自己的課程設(shè)計(jì)的最后一頁(yè)設(shè)計(jì)心得。作為一名過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)大三

15、的學(xué)生，我覺(jué)得用心的去做一次類似的機(jī)械課程設(shè)計(jì)是十分有意義，而且是十分必要的。在已經(jīng)度過(guò)的大學(xué)時(shí)光里，我們學(xué)習(xí)了許多專業(yè)基礎(chǔ)課程，如：工程制圖，工程力學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等等。我們?cè)谡n堂上學(xué)到的僅僅是這些課程的理論層面，而且在考試之后，很快就會(huì)淡忘。如何去鍛煉我們的實(shí)踐層面？如何將這些知識(shí)融會(huì)貫通，并應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中去呢？我想這次的課程設(shè)計(jì)為我們提供了一次絕好的機(jī)會(huì)，一個(gè)良好的實(shí)踐平臺(tái)。在這短短的兩周時(shí)間里面，翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)成了最習(xí)慣的動(dòng)作。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更好的利用已有的標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)公式使自己的設(shè)計(jì)更加符合生產(chǎn)實(shí)際，同時(shí)也為了讓設(shè)計(jì)能夠順利通過(guò)答辯，一次次的翻閱課程設(shè)計(jì)，一次次的研究“GB”們是十分必要的。仔細(xì)的計(jì)算、完成的喜悅、細(xì)節(jié)的爭(zhēng)辯、無(wú)奈的重新來(lái)過(guò)種種滋味在這14天內(nèi)，一一上演，酸甜苦辣，應(yīng)有盡有。很享受這種認(rèn)真的感覺(jué)，很享受這種