機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)分流式圓柱直齒二級(jí)減速器

1、二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)2021級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)號(hào)： 學(xué)號(hào)： 2021211436 姓名： 李智 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)老師： 平芳 二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)2021級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)1、課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)中的傳送設(shè)備。該傳送設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、減速器和輸送帶組成。每日_三_班制工作每班制8小時(shí)/天，工作期限為_(kāi)10_年計(jì)300天/年。條件：輸送帶帶輪直徑d=_380_mm，輸送帶運(yùn)行速度v=_0.9_m/s，輸送帶軸所需拉力F=_2800_N。 教師姓名： 平芳1234567輸送帶帶輪直徑dmm400380420420400400380輸送帶運(yùn)行速度vm

2、/s1.31.31.10.91.10.90.9輸送帶軸所需拉力FN30003000300030003500280028002、分組名單題號(hào)1234567一班制楊帆楊其峰張登輝張爽章偉趙輝左霖兩班制楊密尹炎焜張俊張文龍趙成勇趙清左澤青三班制楊峰袁峰張青松張祥趙東培朱露翔李智目錄一設(shè)計(jì)任務(wù)書二、傳動(dòng)方案擬定. 三、電動(dòng)機(jī)的選擇. 四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 九、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算 十、聯(lián)軸器的選擇.十一、潤(rùn)滑與密封.十二、參考文獻(xiàn)十三、附錄零件及裝配圖計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果一 . 設(shè)計(jì)任務(wù)

3、書1，技術(shù)條件與說(shuō)明以及設(shè)計(jì)要求1.1技術(shù)條件與技術(shù)要求： 設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)，用分流式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)二級(jí)減速器。單向傳動(dòng)，單班制，每天工作8小時(shí)，工作壽命十年，每年按300天計(jì)算，封閉式環(huán)境，電源方式為三相交流，電壓為380伏，聯(lián)軸器采用HL型。采用軟齒面，材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。轂輪直徑400mm，運(yùn)輸帶的帶速V=1.1m/s。1.2 設(shè)計(jì)要求1輸出軸零件圖A4； 2設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份標(biāo)準(zhǔn)格式； 2原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶曳引力FN：2800運(yùn)輸帶速度Vm/s：0.9滾筒直徑D (mm)： 380二傳動(dòng)方案的擬定輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入減速器3，在

4、經(jīng)聯(lián)軸器4傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動(dòng)輸送帶6工作。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí)分流式圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，高速級(jí)齒輪相對(duì)于軸承位置對(duì)稱，沿齒寬載荷分布較均勻，高速級(jí)和低速級(jí)分別為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。=24000hF=3500NV=1.1m/sD=400mm分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器三電動(dòng)機(jī)的選擇1 選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作條件和要求，選用Y系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī)2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量1轂輪所需功率： =FV/1000=28000.9/1000kw=2.52kw 轂輪的轉(zhuǎn)速=(60V/D)r/min=45.26r/min2電動(dòng)機(jī)至轂輪之間傳動(dòng)裝置的總效率為： 0.83其中， ，分別為傳動(dòng)系統(tǒng)中

5、聯(lián)軸器，軸承及齒輪傳動(dòng)的效率，是轂輪的效率，=0.99，=0.99，=0.97， =0.97 3確定電動(dòng)機(jī)的額定功率設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為=/=2.52/0.83=3.04kw 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率 選定電動(dòng)機(jī)的額定功率=4 kw 3、 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 因：=45.26r/min 該傳動(dòng)系統(tǒng)為分流式圓柱直齒輪傳動(dòng)，查閱教材表18-1推薦傳動(dòng)比為=840 那么總傳動(dòng)比可取 8至40之間 那么電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為=8=845.26=362.08r/min =40=4045.26=1810.4r/min可見(jiàn)同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ，1500r/min的電動(dòng)機(jī)都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為1000

6、r/min ，1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比擬，如下表： 由參考文獻(xiàn)1中表16-1查得：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率KW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n/(r/min)質(zhì)量/kg同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y112M-44150014402.22.3432Y132M1-6410009602.02.273 由表中數(shù)據(jù)，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，價(jià)格以及總傳動(dòng)比，即選定方案1. 四總傳動(dòng)比確定及各級(jí)傳動(dòng)比分配4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比由參考文獻(xiàn)1中表16-1查得：滿載轉(zhuǎn)速nm=1440 r / min；總傳動(dòng)比i=nm /=1440/45.26=31.824.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比查閱參考文獻(xiàn)1?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?中表23各

7、級(jí)傳動(dòng)中分配各級(jí)傳動(dòng)比 取高速級(jí)的圓柱齒輪傳動(dòng)比= =6.55，那么低速級(jí)的圓柱齒輪的傳動(dòng)比為 =/=31.82/6.55=4.86 =2.52kw=45.26r/min=0.83=3.04kw=4 kw=362.08r/min=1810.4r/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4i=31.82= 6.55 =4.86五計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速設(shè)電動(dòng)機(jī)軸為軸0，減速器高速級(jí)軸為軸1，中速軸為軸2,低速級(jí)軸為軸3，滾筒軸為軸4，那么 =1440 r/min 1440/6.55 r/min=219.85 r/min 219.85/4.86 r/min= 45.24r/min 解得滾筒速度在

8、輸送帶速度允許誤差為5范圍內(nèi)2.按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率 =4kw =kw=3.96kw =3.960.990.97 kw=3.8kw =3.80.990.97 kw=3.65kw =3.650.990.99kw=3.58 kw 各軸轉(zhuǎn)矩 95503.96/1440 =26.26 95503.8/219.85 =165.07 95503.65/45.24 =770.5 95503.58/45.24 =755.73表3 軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)工程電動(dòng)機(jī)軸0高速級(jí)軸1中間軸 2低速級(jí)軸3帶輪軸4轉(zhuǎn)速r/mi8545.2445.24功率kw43.963.83.65 3.

9、58 轉(zhuǎn)矩()26.5326.26165.07770.5755.73傳動(dòng)比16.554.861效率0.990.960.960.98六、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1選擇材料、精度及參數(shù) a .選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) b . 帶式運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，應(yīng)選用7級(jí)精度GB10095-88 c . 材料選擇。齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為240 HBS。 d . 初選小齒輪齒數(shù)=25，那么大齒輪齒數(shù)=6.5525=163.75=6.55 e .選取齒寬系數(shù)：=1.02按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按下式試算 1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a . 試選=1.3 b. 分流式小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=/2=1

10、3.13 c. 由表查取齒寬系數(shù)=1.0 d. 查圖表選取彈性影響系數(shù)=189.8 e.按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 f. 由式 N=60nj 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =601440172000=6.21 =6.21/6.55 =9.48 g由圖，取接觸疲勞壽命系數(shù) h計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，平安系數(shù)S=1，得 2 計(jì)算 a. 按式計(jì)算小齒輪分度圓直徑 帶入數(shù)據(jù)計(jì)算： mm =29.08 mm b. 計(jì)算圓周速度 =3.1429.081440/601000m/s =2.19m/s c. 計(jì)算齒寬b b=129.08mm=29.08mm d. 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) e

11、. 計(jì)算載荷系數(shù)K 使用系數(shù)=1，根據(jù)=2.19m/s，7級(jí)精度查圖表得動(dòng)載系數(shù)=1.12 查圖表得齒間載荷分布系數(shù)=1.1 查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱布置時(shí)，；由b/h=11.11 查得； 由式 得載荷系數(shù)=11.1211.285=1.439 f. 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑 由式 得=27.52mm g. 計(jì)算模數(shù)mm=/=27.52/25 mm=1.10 mm 3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式計(jì)算確定計(jì)算系數(shù)由圖表查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；由圖表取彎曲疲勞壽命系數(shù) ；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 去彎曲疲勞平安系數(shù) S=1.25，得 計(jì)算載荷系數(shù)由式 得=11.121.11.26=1

12、.552 查取齒形系數(shù)查圖表 =2.74，=2.20查取應(yīng)力校正系數(shù)查圖表 =1.59 ，=1.83計(jì)算大小齒輪的并加以比擬+ =2.741.59/309.76=0.01406 =2.201.83/309.76=0.01300小齒輪的數(shù)值大(2)設(shè)計(jì)計(jì)算 mm =0.95mm 由以上計(jì)算結(jié)果，取m=1.5 ，按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑=29.08 mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)取=30 ，那么=6.5530=196幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑 計(jì)算中心距 169.5mm 將中心距圓整為170mm 計(jì)算齒輪寬度 =145mm=45mm圓整后取=45mm ，=40mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由e2，小齒輪做成齒輪軸 由16

13、0mm=72000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承62092軸2上的軸承選擇與計(jì)算由軸2的設(shè)計(jì)，初步選用深溝球軸承6208，由于受力對(duì)稱，故只需要校核一個(gè)。其受力=2174.35N，=0，=3，n=225.6r/min1查滾動(dòng)軸承樣本指導(dǎo)書表15-5知深溝球軸承6208的根本額定動(dòng)載荷C=22800N，根本額定靜載荷=15800N2求軸承擔(dān)量動(dòng)載荷P 因?yàn)?0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù)Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本P表13-6，取P=X+Y=1.212174.35+0N =2609.22N3驗(yàn)算軸承壽命 h=89292.6h=72000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定

14、使用深溝球軸承6208. 3輸出軸上的軸承選擇與計(jì)算由軸的設(shè)計(jì)知，初步選用深溝球軸承6214，由于受力對(duì)稱，只需要計(jì)算一個(gè)，其受力=/2=3369.772 N，=0，=3 ，轉(zhuǎn)速n=70.5/min1查滾動(dòng)軸承樣本指導(dǎo)書表15-3知深溝球軸承6214的根本額定動(dòng)載荷C=46800N，根本額定靜載荷=37500N 2求軸承擔(dān)量動(dòng)載荷P 因?yàn)?0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù)Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本P表13-6，取=1.2，那么 P=X+Y=1.213369.772+0N =4043.7264N3驗(yàn)算軸承壽命 h=366481h=72000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承

15、6214。九、鍵連接的選擇與校核計(jì)算1輸入軸與聯(lián)軸器的鍵連接 1) 由軸1的設(shè)計(jì)知初步選用鍵C1280GB109-79， =67.4 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本P表6-2查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b/2=80mm-6mm=74mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =267.4/47442MPa=10.843MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵C1280GB1096-792齒輪22與軸2的鍵連接 1) 由軸2的設(shè)計(jì)知初步選用鍵1250GB109-79，=/2=137.745

16、 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本P表6-2查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=50mm-12mm=38mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =2137.745/43842MPa=43.16MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵1250GB109-793齒輪3與軸2的鍵連接 1) 由軸1290GB109-79II的設(shè)計(jì)知初步選用鍵1290GB109-79，=275.49 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本P表6-2查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MP

17、a。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=90mm-12mm=78mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.58mm=4mm。由式可得 =2275.49/47844MPa=40.14MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵1290GB109-794齒輪4與軸3的鍵連接1) 由軸3的設(shè)計(jì)知初步選用鍵2290GB109-79，=863.97 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本P表6-2查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=90mm-22mm=68mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.514mm=7mm。由式可得 =2863.97/76

18、882MPa=44.27MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵2290GB109-795聯(lián)軸器與軸的鍵連接 1) 由軸4的設(shè)計(jì)知初步選用鍵C1690GB109-79，=863.97 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本P表6-2查得許用應(yīng)力=100-120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=90mm-8mm=82mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.510mm=5mm。由式可得 =2863.97/58255MPa=76.63MPa=110MPa 可見(jiàn)連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵C1690GB109-79、聯(lián)軸器的選擇十、聯(lián)軸器的選擇1輸入軸軸I的聯(lián)軸

19、器的選擇 根據(jù)軸1的設(shè)計(jì)，選用HL3型彈性套柱銷聯(lián)軸器35鋼，其尺寸如下表所示型號(hào)Tr/minmmLmm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量HL36305000421120.62輸出軸軸3的聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸3的設(shè)計(jì)，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器35鋼，其尺寸如下表所示型號(hào)Tr/minmmLmm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量HL412504000551123.4十一、減速器附件設(shè)計(jì)1視孔蓋 選用A=150mm的視孔蓋。2通氣器 選用通氣器經(jīng)兩次過(guò)濾M271.53油面指示器 根據(jù)指導(dǎo)書表9-14，選用2型油標(biāo)尺M(jìn)164油塞 根據(jù)指導(dǎo)書9-16，選用M161.5型油塞和墊片5起吊裝置 根據(jù)指導(dǎo)書表9-20，箱蓋選用吊耳d=20mm6定位銷 根據(jù)指

20、導(dǎo)書表14-3，選用銷GB117-86 A6307起蓋螺釘 選用螺釘M820十二、潤(rùn)滑與密封1齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于高速級(jí)大齒輪浸油深度不小于10mm，取為油深h=57mm。根據(jù)指導(dǎo)書表16-1，選用全損耗系統(tǒng)用油 L-AN22。2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 由于軸承的=48500160000 =9024160000 =4935160000 應(yīng)選用脂潤(rùn)滑。根據(jù)表16-4 ，選用滾動(dòng)軸承脂ZGN69-23密封方法的選取 由于凸緣式軸承端蓋易于調(diào)整軸向游隙，軸I、軸II及軸III的軸承兩端采用凸緣式端蓋。由于采用脂潤(rùn)滑，軸端采用間隙密封。總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)電類專業(yè)的主要課程之一，它要求我們能結(jié)合課本的學(xué)

21、習(xí)，綜合運(yùn)用所學(xué)的根底和技術(shù)知識(shí)，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和機(jī)器的具體工作條件，去設(shè)計(jì)合用的零部件及簡(jiǎn)單的機(jī)械，起到從根底課程到專業(yè)課程承先啟后的橋梁作用，有對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作者進(jìn)行根底素質(zhì)培養(yǎng)的啟蒙作用。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程是艱辛而又充滿樂(lè)趣的，在這短暫的二個(gè)星期里，我們不僅對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)的根本過(guò)程有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，即初步接觸到了一個(gè)真機(jī)器的計(jì)算和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，也通過(guò)查閱大量的書籍，對(duì)有關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的各種標(biāo)準(zhǔn)有了一定的認(rèn)識(shí)，也加強(qiáng)了對(duì)課本的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到一些問(wèn)題是我們以后必須注意的。第一，設(shè)計(jì)過(guò)程決非只是計(jì)算過(guò)程，當(dāng)然計(jì)算是很重要，但只是為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一個(gè)根底，而零件、部件、和機(jī)器的最后尺寸和形狀，通常都是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取定的，計(jì)算所得的數(shù)字，最后往往會(huì)被結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所修改。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)工作中一般占較大的比重。第二，我們不能死套教材，教材中給出的一些例題或設(shè)計(jì)結(jié)果，通常只是為說(shuō)明如何運(yùn)用根底知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)資料去解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題的范例