機械設(shè)計課程設(shè)計說明書-設(shè)計用于螺旋輸送機的一級圓柱齒輪減速器

1、 課 程 設(shè) 計課程名稱： 設(shè)計題目：設(shè)計用于螺旋輸送機的一級圓柱齒輪減速器學(xué) 院： 專 業(yè)： 年 級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 教 務(wù) 處 制目 錄一、機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書.二、傳動方案擬定. 三、電動機的選擇.四、計算總傳動比及分配各級的傳動比. 五、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算. 六、傳動零件的設(shè)計計算. 七、軸的設(shè)計計算. 八、滾動軸承的選擇及校核計算.九、鍵聯(lián)接的選擇及計算.十、聯(lián)軸器的選擇 十一、潤滑方法和密封形式，潤滑油牌號的選擇 十二、設(shè)計小結(jié) 十三、參考資料目錄一、機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書1、題目：設(shè)計用于螺旋輸送機的一級圓柱齒輪減速器。2、傳動簡圖：電動機 聯(lián)軸器一級圓

2、柱齒輪減速器開式圓錐齒輪傳動輸送螺旋 ：運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩T /(N.m):880；運輸機工作軸轉(zhuǎn)速n/( r.min)=125；3、工件條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，使用期限8年，生產(chǎn)10臺，兩班制工作，運輸機工作轉(zhuǎn)速允許誤差為。4、設(shè)計工作量：(1) 繪制輸出軸軸系部件裝配圖1張； (2) 零件圖1張輸出軸或大齒輪； (3) 編寫設(shè)計計算說明書1份。計算與說明二、傳動方案擬定設(shè)計用于帶式運輸機的一級圓柱齒輪減速器工作條件：使用年限8年，工作為二班工作制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，環(huán)境清潔。原始數(shù)據(jù)：運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩T /(N.m):880；運輸機工作軸轉(zhuǎn)速n/( r/min)=

3、125；三、電動機選擇1、電動機類型的選擇：選擇Y系列三相異步電動機，此系列電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械。 2、電動機容量選擇：電動機所需工作功率為：式1：dTn9550總 (kw) 由電動機至輸送機的傳動總效率為：總=45根據(jù)?機械設(shè)計課程設(shè)計?7表2-4式中：1、2、3、4、5分別為聯(lián)軸器1、滾動軸承四對、圓柱直齒輪傳動、聯(lián)軸器2和圓錐齒輪傳動的傳動效率。取=，0.97，.9、那么：總45所以：電機所需的工作功率：Pd= Tn9550總 =880125/ 95505 =13.6(kw)

4、電動機額定功率Ped：由?機械設(shè)計課程設(shè)計?第二十章選取Ped=15(kw)3、確定電動機轉(zhuǎn)速 輸送機工作軸轉(zhuǎn)速為： n【1-5%1+5%】125r/min 119131 r/min根據(jù)?機械設(shè)計課程設(shè)計?4表2-1推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍I1=3。取開式圓錐齒輪傳動的傳動比I2=3 。那么總傳動比理論范圍為：a I1 I2=18。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍： Nd=a n =(618)119131 =7142358 r/min那么符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由?機械設(shè)計課程設(shè)計?表20-1查出三種適用的電動機型號：

5、如下表方案電動機型 號額定功率(Kw)電動機轉(zhuǎn)速 (r/min)電動機質(zhì)量(kg)傳動裝置傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比圓錐齒輪傳動減速器1Y160L-4151500146014432Y180L-615100097019523Y200L-815750730250綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和圓錐齒輪帶傳動、減速器傳動比，可見第1方案比擬適合。此選定電動機型號為Y160L-4，其主要性能：額定功率15KW，滿載轉(zhuǎn)速1460r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2，質(zhì)量144kg。四、計算總傳動比及分配各級的傳動比由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸轉(zhuǎn)速n1、可得傳動裝置總傳動比為： ia=

6、nm/ n=1460/12511.68總傳動比等于各傳動比的乘積ia=i0i 式中i0、i分別為開式圓錐齒輪傳動和減速器的傳動比2、分配各級傳動裝置傳動比： 根據(jù)指導(dǎo)書4表2-1，取i0=3圓錐齒輪傳動 i=23因為：iai0i所以：iiai011.68/33.89五、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算將傳動裝置各軸由高速至低速依次定為軸，軸，. i0,i1，.為相鄰兩軸間的傳動比01，12，.為相鄰兩軸的傳動效率P，P，.為各軸的輸入功率 KWT，T，.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 Nmn,n,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 r/min可按電動機軸至工作運動傳遞路線推算，得到各軸的運動和動力參數(shù)。1、運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算1

7、計算各軸的轉(zhuǎn)速： 軸：n= nm=1460r/min軸：n= n/ i=1460/3.89r/min III軸：n= n 螺旋輸送機：nIV= n/i 0=/3125r/min(2計算各軸的輸入功率：軸： P=Ped01 =Ped1=150.99=KW軸： P= P12= P23 =0.97=KWIII軸： P= P23= P24 =0.99=KW螺旋輸送機軸：PIV= P25=7KW3計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動機軸輸出轉(zhuǎn)矩為： Td=9550Ped/nm=955015/1460= Nm軸： T= Td01= Td1=0.99= Nm 軸： T= Ti12= Ti23 =3.890.97=NmI

8、II軸：T= T24= Nm螺旋輸送機軸：T= T i025=982Nm4計算各軸的輸出功率：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：故：P=P軸承=0.99=KWP= P軸承=0.99=KWP= P軸承=0.99=KW螺旋輸送機軸:P = P軸承=0.99=KW5計算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：那么：T= T軸承=0.99=NmT= T軸承=0.99= NmT= T軸承=0.99= Nm螺旋輸送機軸：T= T 軸承=9820.99= Nm綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下：軸名成效率P KW轉(zhuǎn)矩T Nm轉(zhuǎn)速nr/min傳動比 i輸入輸出輸入輸出電動機軸1514601軸

9、14603.89軸軸3輸送機軸982125六、傳動零件的設(shè)計減速器齒輪傳動的設(shè)計計算 1選擇齒輪材料及精度等級 考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為280HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)課本P168表11-2選7級精度。齒面精糙度Ram (2)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 由式11-3 確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動比i齒=3.89 取小齒輪齒數(shù)Z1=28。那么大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=28=108 實際傳動比i0=108/28=3.86傳動比誤差：i-i0/I=3.89-6/=7%3% 可用齒數(shù)比：u=i0=3.86由課本P175表11-

10、6取d=1；由課本P171表11-4取ZE=189.8；對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪ZH (3)轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55106P/n1106/1460 =97135Nmm (4)載荷系數(shù)k 由課本P169表11-3取k=1.2 (5)許用接觸應(yīng)力HH= Hlim/SH由課本P166表11-1查得：Hlim1=700Mpa HlimZ2=585Mpa通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取平安系數(shù)SH=1.0H1=Hlim1/SH=700=700MpaH2=Hlim2/SH=585=585Mpa故得：=1模數(shù)：m=d1/Z1=1/28=2.1mm根據(jù)課本P57表4-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=mm(6)校核齒根彎曲疲勞

11、強度根據(jù)課本P17211-5式 F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mZ1=28mm=70mmd2=mZ2=108mm=270mm齒寬：b=dd1=170mm=70mm取b2=70mm b1=75mm(7)齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa根據(jù)齒數(shù)Z1=21,Z2=82由圖11-8、11-9查得YFa17 YSa17YFa2=2.25 YSa2=1.76 (8)許用彎曲應(yīng)力F根據(jù)課本P1726-53式：F= FE /SF由課本表11-1查得：FE1=590 Mpa FE2 =445 Mpa按一般可靠度選取平安系數(shù)SF 計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力F1=FE1

12、 /SF=590 Mpa=472 MpaF2=FE2 /SF =445 Mpa=356 Mpa將求得的各參數(shù)代入式11-5F1=2kT1 YFa1YSa1/(bm2Z1)=21.29713577/(70228) Mpa= Mpa F1F2=F1 YFa2YSa2/( YFa1YSa1)=85.7451.76/(77) Mpa=Mpa F2故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠 (9)計算齒輪傳動的中心矩aa=m(Z1+Z2) /2= (28+108) /2=170mm (10)計算的圓周速度VV=d1n1/(601000)701460/(601000)=m/s 從速度查表11-2可知，齒輪精度選擇7級是適

13、宜的。11齒輪結(jié)構(gòu)尺寸計算 根據(jù)公式： 分度圓直徑：d=mz 齒頂圓直徑：da=m(z+2) 齒根圓直徑：df=m(z-2.5) 得：d1= 70 mm d2= 270mm da1=75mm da2=275mm df1=mm df2=mm七、軸的設(shè)計計算 減速器輸出軸的設(shè)計計算1、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，從表14-1查得：硬度217255HBS，b = 650 Mpa，從14-3查得：-1b=55Mpa。根據(jù)課本P24514-2式，并查表14-2，取c=115dCP/n1/3= 115(14.26/375.3)1/3mm=考慮有鍵槽，將直徑增大4%，那么(1+4%)mm=選dmin=42

14、mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1軸上零件的定位，固定和裝配 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，那么采用過渡配合固定。2初選聯(lián)軸器 根據(jù) T(359.1N.m)和d1(42mm)從課程設(shè)計指導(dǎo)書表17-3初選聯(lián)軸器為TL7彈性套柱銷聯(lián)軸器。 3確定軸各段直徑和長度段：d1=42mm 長度取L1=82mmh=2c c= = 2 * ROMAN II段:d2=d1+2h=42+221.5=48mmd2=48mm初選用6210型深溝球軸承，其內(nèi)徑為50mm，從課程設(shè)計指導(dǎo)書表15-3查得B=20m

15、m，D=90mm。 = 2 * ROMAN II段長：L2=35mm段直徑d3=50mmL3=20+17+2-1=38mm段直徑d4=58mm L4=70-2=68mm由手冊得：c=1.5 h=2c=21.5=3mm段直徑d5=d4+2h=58+23=64mmL5=10mm段直徑d6=58mm L6=8mm段直徑d7=50mm. 長度L7=20mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L1=85mm L2=62mm L3=62mm (3)按彎矩復(fù)合強度計算求分度圓直徑：d2=270mm求轉(zhuǎn)矩：T1=96129Nmm求圓周力：Ft根據(jù)課本P16811-1式得Ft=2T1/d1=296129/70=27

16、47N求徑向力Fr根據(jù)課本P16811-2式得Fr=Fttan=2747tan200=1000N因為該軸兩軸承對稱，所以：LA=LB=62mm軸承支反力： FAV=FBV=Fr/2=1000/2=500 NFAH=FBH由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為MCV=FAVLAC=50062=31000 Nmm (3)繪制水平面彎矩圖如圖c截面C在水平面上彎矩為：MCH=FAHLAC=1373.562=85157Nmm (4)繪制合彎矩圖如圖dMC=(MCV2+MCH2)1/2=(310002+851572)1/2=90624Nmm (5)繪制扭矩圖如圖eP2/n2106=362

17、700Nmm (6)繪制當(dāng)量彎矩圖如圖f轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動循環(huán)變化，取=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec=MC2+(T)21/2=906242362700)21/2=235735Nmm (7)校核危險截面C的強度由式14.53=235735703=MPa32000h此軸承合格九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1、校核輸出軸與齒輪2的平鍵聯(lián)接軸徑d2=58mm L2=68mm T=362700Nmm查課程設(shè)計指導(dǎo)書P140表14-1 選用A型平鍵鍵1811 GB1096-79鍵長l=L2-b=68-18-8=42mm 鍵高h=11mm從課本表10-10查得：p=120MPa據(jù)課本P158式10-

18、26得p=4T/dhl=4362700/(581142)=Mpap 該鍵平安。十、聯(lián)軸器的選擇1類型選擇 由于兩軸相對位移很小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對緩沖要求不高，應(yīng)選用彈性柱銷聯(lián)軸器或凸緣聯(lián)軸器。 2載荷計算計算轉(zhuǎn)矩TC2=KAT=1.5=N.m，TC1=KAT=1.597.1=N.m，其中KA為工況系數(shù)，根據(jù)表17-1選KA=1.53型號選擇根據(jù)TC2，軸徑d2，軸的轉(zhuǎn)速n2， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141985，輸出軸原選的TL7型彈性套柱銷聯(lián)軸器不能符合要求，因此改選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩T=630N.m, 許用轉(zhuǎn)速n=5000r/m ,。根據(jù)TC1，軸徑d1，軸的轉(zhuǎn)速n

19、1， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 58431985，輸入軸選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩T=250N.m, 許用轉(zhuǎn)速n=3800r/m ,故符合要求。十一、潤滑方法和密封形式，潤滑油牌號的選擇齒輪的潤滑采用浸油潤滑，浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為45mm。滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為/s，所以采用飛濺潤滑。潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用氈圈密封形式實現(xiàn)密封。減速器輸出軸密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為42 FZ/T92021-1991.計算結(jié)果T=880 N.mn=125 r/mi

20、n總=0.86Pd =13.6KWPed=15(kw)電動機型號Y160L-4ia=i0=3in=1460r/minnn= nnIV=125r/minP=14.85KWP=14.26KWP=13.98KWPIV=12.87KWTd=98.1 NmT=97.1 NmTmT=355.5 NmT=982NmTmTmTmTmZ1=28Z2=108T1=97135Nmmm=mmd1=70mmd2=270mmb1=75mmb2=70mmF1=472 MpaF2=356 Mpa F1=85.74 MpaF2Mec =223873Nmma=170mmV=/s dmin=42mmd1=42mmL1=82mmd2

21、=48mmL2=35mmd3=50mmL3=38mmd4=58mmL4=68mmd5=64mmL5=10mmd6=58mmL6=8mmd7=50mmL7=20mFt=2747NFr=1000NFAV=500 NFAHMCV=31000 NmmMCH=85157 NmmMC=90624 NmmT=362700 NmmMec=235735Nmma軸承預(yù)計壽命32000小時Lh=170178h選用A型平鍵鍵長l=42mm鍵高h=11mmp=MpaTC2=N.mTC1=145.7 N.m十二、設(shè)計小結(jié)機械課程設(shè)計是我們學(xué)完了大專的全部根底課、專業(yè)根底課以及大局部專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計

22、之前對所學(xué)機械課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我學(xué)習(xí)生活中占有重要的地位。 我的題目是螺旋輸送機上用的單級圓柱減速器，對于我們這些新手來說，這是很大的考驗，我一千次一萬次的問自己，怎么才能找到課堂所學(xué)與實際應(yīng)用的最正確結(jié)合點？怎么才能讓自己的設(shè)計在篇幅上簡單，在使用價值上豐富？怎樣讓自己的業(yè)余更近專業(yè)？怎樣讓自己的方案更具有序性，而不會忙無一用？時機是老師，學(xué)校，以及無數(shù)代教育工作者給的，而能力是自己的，耐性是需要的。經(jīng)過自己的琢磨，聽取了學(xué)姐，學(xué)長們的建議，還查閱了很多書籍，才做到了心中有數(shù)，才了解了機械課程設(shè)計的真正用意培養(yǎng)自學(xué)能力，養(yǎng)成程序編輯的好習(xí)

23、慣。我從來不相信車到山前必有路的說法，認為那只是懶惰者自尋懶惰的借口，我要積極，要把握，要努力。我們自己能做到的僅此而已，因為人力也有所不能及。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己的學(xué)習(xí)情況做出總結(jié),同時為將來工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后自己的工作生活打下一個良好的根底。但是這次課程設(shè)計確實顯得有點心有余而力缺乏:首先是自己的心態(tài)問題,輕視這次課程設(shè)計,以為可以像以前一樣輕輕松松地通過,其次就是根本知識問題,由于以前上課不太認真，結(jié)果就落下了很大一截,自己很想好好的把它補上來,但一直沒補上來,說起這事情自己心里不免有些慚愧!從而就這樣,自己面對課程設(shè)計困難重重,在一次又次的打擊與挫折下,自己心里不免有點不滿起來,然而現(xiàn)實就是現(xiàn)實,沒方法,課程設(shè)計是必須完成的.雖然自己心里有這樣的失敗感,但在外人看來,我就是行,結(jié)果自己只能強迫自己去前進!然而自己心里怎么也沒有快樂感!結(jié)果拿去給老師檢