武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)模版

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目 帶式運(yùn)輸機(jī)單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器能動(dòng)學(xué)院院(系) 輪機(jī) 1201 班設(shè) 計(jì) 者指導(dǎo)老師澤之盧耀舜目 錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).32.傳動(dòng)方案設(shè)計(jì).33.電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算.44.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.65.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及聯(lián)軸器的選擇.106.鍵連接的選擇計(jì)算.157.滾動(dòng)軸承的校核.158.潤(rùn)滑和密封方式的選擇.179.箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算.1710.設(shè)計(jì)小結(jié).1911.參考資料.2011設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。12 10 年。帶式運(yùn)輸機(jī)的工作數(shù)據(jù)如下：卷筒的直徑 D（mm）（N）8002.7230根據(jù)已知條件可計(jì)算出卷筒的轉(zhuǎn)速為V 60100

2、0 2.7601000n w 224.31r/min230D若選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 或 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)則可估算出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 4.15 或 6.22，考慮減速器的工作條件和要求，暫選下圖所示傳動(dòng)方案，其特點(diǎn)為：減速器的尺寸緊湊，閉式齒輪傳動(dòng)可保證良好的潤(rùn)滑和工作要求。31311電動(dòng)機(jī)類型的選擇根據(jù)動(dòng)力源和工作要求，選 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。312電動(dòng)機(jī)功率 的選擇PeFV8002.7工作機(jī)所需有效功率 。P W 2.16KW10001000PW由傳動(dòng)示意圖可知：電動(dòng)機(jī)所需有效功率P d式中， 為傳動(dòng)裝置的總效率 =0.886 。1234n設(shè) ， ， ， 8

3、 1234 ， ， 0.99， 0.96，3412則傳動(dòng)裝置的總效率 0.99 0.97 0.99 0.96 0.88632321234Pw電動(dòng)機(jī)所需有效功率 。Pd2.44查表選取電動(dòng)機(jī)的額定功率P 為e3KW。313電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇V 601000 2.7601000工作機(jī)所需轉(zhuǎn)速 n 224.31r/min。230D查表2-3知總傳動(dòng)比 i =35。則電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速。= x i+251.88x(35)=(755.641259.4)查表選取滿載轉(zhuǎn)速為 =960r/min同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y132S-6型電動(dòng)機(jī)，則傳動(dòng)裝wnn置的總傳動(dòng)比 ，且查得電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比如下：i

4、mw電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S-6額定功率 KW 同步轉(zhuǎn)速 r/min 滿載轉(zhuǎn)速 r/min1000r/min中心高 mm132mm960r/min平鍵尺寸 FG10mm33mm總傳動(dòng)比3.9838mm80mm32由傳動(dòng)示意圖可知：只存在減速器的單級(jí)傳動(dòng)比，即閉式圓柱齒輪的傳動(dòng)比，其值33331各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算由傳動(dòng)示意圖可知, 軸，的轉(zhuǎn)速：n n 960r/min1mn960n 224.30r/min1i 4.282n n 224.30r/min32332各軸的輸入功率計(jì)算因?yàn)樗O(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置用于專用機(jī)器，故按電動(dòng)機(jī)的所需功率P 計(jì)算。d軸，的輸入功率：P P 2.440.99 2.42KW1d1

5、P P 2.420.970.99 2.32KW2123 P P 2.320.990.99 2.27KW3213333各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸，的輸入轉(zhuǎn)矩：=9550=24.07 N.mT2=9550 P2n2=98.78 N.mT3=9550 p3n3=89.47 N.m以供查詢。2.422.322.2724.0798.7896.65224.30224.30如傳動(dòng)示意圖所示：齒輪和的已知數(shù)據(jù)如下表：P11=2.32kwT3=98.78n3 224.30r/n41按照工作要求確定齒輪精度為8級(jí)。42數(shù)據(jù)如下：材料45鋼45鋼熱處理彎曲疲勞極限應(yīng) 接觸疲勞極限應(yīng)調(diào)質(zhì)5651正火621.5由于該齒輪傳動(dòng)

6、為閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，主要失效形式為齒面疲勞點(diǎn)蝕，故應(yīng)按接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并校核其齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。43齒輪、的循環(huán)次數(shù)（使用壽命為 10 年）為：N 60n at 609601030081.3810912N 60n at 60224.301030083.2310823查圖得Y Y Z Z 1.1,N1N2N1N2設(shè)m 5mm 取 Y Y Y S1.4,SZ 1（兩輪均為軟齒WnX1X 2FH 面）可求得：S56511Z Z 481.83MPaH lim1H min1.1HP1HP2N1W621.511Z Z 565MPaHlim2S1.1N2WH min44441小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩T 32.2

7、3N M1442選取各系數(shù)并列表載荷系數(shù)1.0（軟齒面）Z 0.85K1.7（斜齒輪電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)）d443初定齒輪的參數(shù)Z 20,Z iZ 4.28 85.6 取Z2=771218620u 15444初算分度圓直徑并確定模數(shù)和螺旋角因兩齒輪均為鋼制，故 Z ，則EKT u12Zd 7541 1 u HP2d 0.85 1.724.074.312754 40.672mm3481.831.0 4.3 d ud 4.340.672174.890mm21d d40.672174.890a 2mm122所以 a取圓整值為；a 110mm2acos 2100COS15法向模數(shù)： 1.823mm，mZ Z20

8、86n12圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m 2mm。nm (Z Z )2(2086)2100調(diào)整螺旋角： arccos215.499 15 arccosn12a445計(jì)算齒輪的幾何尺寸螺旋角 15 2956， 法向模數(shù)m 2mm，n齒數(shù)Z 20,Z ， 中心距a 110mm.12m Zncos220d 1 41.667mm,179.167mm1cos15 分度圓直徑：m Zncos2102d 2cos15 2d d 2m 41.66722 45.667mm,齒頂圓直徑：齒根圓直徑：a11nd d 2m 179.16722183.167mma22nd d 2.5m 41.6672.5236.667mm,f11nd

9、 d 2.5m 179.1672.52174.167mmf 22nb d 1.041.667 ，取b 41.667mm齒寬：2d12b b (510) 46.667 51.667mm,取b 46.667mm121446計(jì)算齒輪的圓周速度齒輪實(shí)際傳動(dòng)比 i=86/20=4.3，相對(duì)誤差百分比為（4.3-4.28）/4.3=0.5%5%符合精度要求。448齒輪的受力分析齒輪，的受力情況如下圖所示：接齒輪各力的大小分別為：T 圓周力： 1155.351NF141.667t1d1T F t21102.658N2d220cos15 徑向力：F F1155.351Nnr1t120cos15 F F1102

10、.658418.057Nnr2t2軸向力：F F tan 1155.351tan15 2956320.385Na1t1F F tan 1102.658tan15 2956305.773Na2t251該軸無(wú)特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的 45 鋼。查表知 650。B52軸的軸徑即為電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑D 38mm 查表取 C=110 并且安裝聯(lián)軸器處有一個(gè)鍵槽，故軸徑：P1d1.10C1.10316.4683nmin12 查表取 C=110，并且安裝聯(lián)軸器處有一個(gè)鍵槽，故軸徑2.32P2d1.10C1.103 26.3643n224.3023軸：查表取 C=110，并且安裝聯(lián)軸器處有一個(gè)鍵槽，故軸徑2

11、.27P4d1.05C1.053 24.9833n224.303453由電動(dòng)機(jī)外伸軸徑 D 38mmT T T LT7彈性n12套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器YA3882GB43232002，故取軸與聯(lián)軸器連接的軸徑為30mm。YC3282因?yàn)檩S與軸的最小軸徑分別為d 26.364mm,d 24.983mm并考慮傳動(dòng)23要求，公稱轉(zhuǎn)矩T T T ，查表選取凸緣聯(lián)軸器YL10YA3282YC3282GB584386，故軸n34與聯(lián)軸器連接的的軸徑為32mm，軸與聯(lián)軸器連接的的軸徑為32mm。54根據(jù)初算軸徑，考慮軸上零件的軸向定位和固定，假設(shè)選用深溝球軸承，查表可估選出裝軸承處的軸徑及軸承型號(hào)，見(jiàn)下表：軸號(hào)滾動(dòng)軸

12、承6206GB/T27694滾動(dòng)軸承6210GB/T276-9455551大齒輪因?yàn)辇X頂圓直徑：d 183.167mm 200mma2械性能，故大齒輪采用實(shí)心式齒輪結(jié)構(gòu)，且取與軸連接處的直徑為50mm。552小齒輪因?yàn)辇X頂圓直徑：d 45.667mm100mm,故作成齒輪軸形式。156561軸徑和軸長(zhǎng)的設(shè)計(jì)高速軸:D1=32mm D2=40mm D3=45mm D4=55mm D5=41.237mm D6=55mm D7=45mmL1=80mm L2=58mm L3=17mm L4=15mm L5=46.237mm低速軸：L6=15mm L7=17mmD1=32mm D2=40mm D3=50

13、mm D4=52mm D5=60mm D6=55mmD7=50mmL1=80mm L2=49mm L3=37mm L4=35mm L5=5mm L6=13mm L7=17mm5.6.2低速軸的校核（1）受力分析：各力的大小分別為：T 圓周力：1102.658NFt22d220徑向力：F F1102.658418.057Nncos15 r2t2軸向力：F F tan 1102.658tan15 2956305.773Na2t2AD FBC水平面的受力和彎矩圖垂直面的受力和彎矩圖FF合成彎矩圖轉(zhuǎn)矩圖T2當(dāng)量彎矩圖2（2）軸承的支反力：F 1102.658t2水平面上的支反力：F551.329NF2

14、2垂直面上的支反力：F (F d /2)F 48.59/97.18 305.773179.167/2 418.05748.59 /97.1836.990NRAa22R2F (F d /2)F 48.59/97.18 305.773179.167/2 418.05748.59 /97.18543.997NRBa22R2（3）畫(huà)彎矩圖：剖面 C 處水平面的彎矩：M 48.59F 10 32.510N m3CM 4859F 10 1.780N m3垂直面上的彎矩：C1RAM (48.59F F d /2)10 26.177N m;3C2RAa22M M M 32.510 1.780 32.559N

15、m2222合成彎矩：C1CC1M M M 32.510 26.177 41.739N m2222C2CC2（4）畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖T N m2（5）畫(huà)當(dāng)量彎矩圖：因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)。已知 650MPa,查表得B / 0 0.602，則 59MPa, 98MPa1 b0 b1 bbM M ( T ) M 72.315N m22剖面 C 處的當(dāng)量彎矩C1C12c1M M ( T ) 41.739 (0.602107.26) 76.886N m2222C2C22（6）判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度：剖面 D 當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與鄰段相差不大，估剖面D 為危險(xiǎn)剖面。已知M M 72.886N m,eC2

16、59.0MPa1 bMe0.1d76.88696.15 0.13e1 b3剖面 C 處的直徑最小，顧該剖面也為危險(xiǎn)剖面M ( T) T 0.602107.2664.5712DMe0.1d64.56910919.706 0.1323e1 b3所以其強(qiáng)度足夠。6.鍵連接的選擇計(jì)算各處的鍵均采用有輕度沖擊的普通平鍵半圓鍵的聯(lián)接方式，查表可得 p電動(dòng)機(jī)處的鍵是查表所得，故無(wú)須校核。低速軸聯(lián)軸器處選鍵C1070 GB1096-2003，其擠壓強(qiáng)度為T(mén) 49878100022.05MPa 2dhl32870pp低速軸齒輪處選鍵A1632 GB1096-79，其擠壓強(qiáng)度為T(mén) 498.78100024.70M

17、Pa 2dhl501032pp所以各鍵強(qiáng)度足夠.7.滾動(dòng)軸承的校核在軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分已經(jīng)選用如下表所示深溝球軸承：軸號(hào)滾動(dòng)軸承6206GB/T276-94滾動(dòng)軸承6210GB/T276-94低速軸軸承的校核7.1F 1102.658t2水平面上的支反力：F551.329NF22F(F d /2)F 48.12/96.24 36.990N垂直面上的支反力：RAa22R2F(F d /2)F 48.12/96.24543.97NRBa22R2F FF2 551.329RA36.990552.568N774.511N222軸承所承受的徑向載荷R1RAF FF2 551.329RB543.997222

18、R2RB軸向外載荷F NA軸承的轉(zhuǎn)速 n=224.30r/min單班制工作，預(yù)期壽命 10 年，則 10300824000hL R1R2查表取 f 1.2,軸承處Cr 31.5KN,C 20.5KNp0r按圖，軸承未承受軸向載荷，故P f F 1.2552.568 663.082N1pR1軸承受軸向載荷F F ；F /C 286.007/20500 0.014，查表取A2AA20re0.19,F /F 305.373/774.510 0.39e0.19，A2R2查表取X 0.56,Y 2.3P f (XF YF ) 1.2(0.56867.3942.3252.189) 1856.304 P2p

19、R2A21故僅計(jì)算軸承的壽命即可。 10 Cr106315006Lh( ) 60n P（) 0.32310 h L3660251.97 1856.3042實(shí)際壽命比預(yù)期壽命大，故所選軸承合適。8.潤(rùn)滑和密封方式的選擇8.1因是閉式齒輪傳動(dòng)，且齒輪選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其硬度 180 280, 且節(jié)圓處：v2.090m/s 2m/s21所以兩個(gè)齒輪均采用油潤(rùn)滑，開(kāi)油溝，油溝尺寸為abc=5mm8mm5mm。查表，選擇潤(rùn)滑油的黏度為118，選擇油的代號(hào)為AN150全損耗系統(tǒng)用油GB443-19898.2因?yàn)?故采用油池浸潤(rùn)潤(rùn)滑。v 2.090m/s 2m/s8.3采用飛濺方式直接用減速器油池的潤(rùn)

20、滑油進(jìn)行潤(rùn)滑。8.4根據(jù)減速器的密封要求，選擇接觸式密封方式，根據(jù)軸徑查表選擇氈圈油封及槽，分別選：氈圈40JB/ZQ4406-86、氈圈40 JB/ZQ4406-86。箱體剖分面上允許涂密封膠或水玻璃，不允許塞入任何墊片或填料。9.1參照表5-1各部位尺寸列于下表： 軸承旁1/1凸緣厚度栓bCCdD1222B1 Bd/22hlC1CddN4個(gè)d/L1肋厚mmh1鑄件有1：20的拔模斜度，鑄造圓角半徑取R=2mm,沉頭座锪平。9.29.2.1窺視孔和視孔蓋窺視孔開(kāi)在嚙合區(qū)的上方并有適當(dāng)?shù)拇笮?，窺視孔平時(shí)用蓋板蓋住，加密封墊圈，螺釘連接。尺寸如下：l 90,l 75,l 60,b 70,b 55,b 40,123123 4，R 5,d 7,孔數(shù)為49.2.2通氣器選M121.25型通氣塞。9.2.3起吊裝置選吊耳環(huán)和吊鉤。吊耳環(huán)尺寸為：d 16,R 16,e 16,b 16吊鉤尺寸為：B 27mm,H 21.6mm,h10.8mm,r 6.75mm,b169.2.4 油面指示器選油標(biāo)尺M(jìn)12。9.2.5油孔和螺塞放油孔位于箱座底面最低處，底面作成1度至1.5度斜面，油孔附近作出凹坑。采用螺塞M16x1.5JB/ZQ4450-1986型外六角螺塞，加裝封油墊。9.2.6起蓋螺釘采用螺栓GB5783 M1035，螺釘端部作成圓柱端