西工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

西工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)運(yùn)算說明書設(shè)計(jì)標(biāo)題：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動裝配機(jī)械電子工程專業(yè)02班設(shè)計(jì)者：張正強(qiáng)指導(dǎo)師長教師：董海軍2020年7月8日西北工業(yè)大年夜學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書一、設(shè)計(jì)標(biāo)題1二、參數(shù)運(yùn)算2三、齒輪傳動設(shè)計(jì)4四、鏈傳動設(shè)計(jì)13五、軸的設(shè)計(jì)及校核14六、軸承校核33七、鍵的選用以及校核35八、減速箱的設(shè)計(jì)36九、減速器的潤滑及密封選擇38十、減速器的附件選擇及說明39十一、設(shè)計(jì)總結(jié)41十三、參考文獻(xiàn)42一、設(shè)計(jì)標(biāo)題（4-C）1.標(biāo)題說明設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)傳動用的二級圓柱齒輪展開式減速器。傳動簡圖如下圖所示：2.已知前提題號輸送帶牽引力F/KN輸送帶的速度V/（m/s）輸送帶滾筒的直徑D/mm4-C2.41.6480連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有略微震動；應(yīng)用期10年（每年300個(gè)工作日）；小批量臨盆，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速許可誤差為±5%；帶式輸送機(jī)的傳動效力為0.96二、參數(shù)運(yùn)算電念頭選擇傳動比的分派各軸傳動參數(shù)齒輪傳動設(shè)計(jì)鏈傳動設(shè)計(jì)軸承的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)軸軸的校核軸承校核鍵的選用以及校核減速箱的設(shè)計(jì)減速器的潤滑及密封選擇減速器的附件選擇及說明設(shè)計(jì)總結(jié)電念頭的選擇初選電念頭轉(zhuǎn)速高速級齒輪組和低速級齒輪組的效力為和，鏈傳動的效力為，聯(lián)軸器的效力為，帶式輸送機(jī)的效力為，軸承效力為取精度為選擇滾子鏈傳動彈性套柱銷聯(lián)軸器由已知前提獲得選用角接觸球軸承工作機(jī)所需功率：傳動裝配的總效力電念頭所需功率：依照以上數(shù)據(jù)選擇電念頭參數(shù)如下:工作功率，轉(zhuǎn)速Y132S-4三相異步電念頭知足要求,可供選用.傳動比選擇(1)運(yùn)算總傳動比：由電念頭的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速可確信傳動裝配應(yīng)有的總傳動比：因?yàn)楣蔬\(yùn)算獲得總傳動比：(2)合理分派各級傳動比：因?yàn)闇p速箱是展開式安排，為了使兩個(gè)大年夜齒輪具有鄰近的浸油深度，應(yīng)試兩級的大年夜齒輪具有鄰近的直徑，因此可按下式(3)分派傳動比：鏈傳動，高速級，低速級將兩級齒輪傳動比進(jìn)行圓整，取，，現(xiàn)在速度誤差為，因此可行。各軸傳動參數(shù)(1)各軸的轉(zhuǎn)速切實(shí)事實(shí)上定高速軸的轉(zhuǎn)速：中心軸的轉(zhuǎn)速：低速軸的轉(zhuǎn)速：(2)各軸的輸入功率（KW）高速軸的輸入功率：中心軸的輸入功率：低速軸的輸入功率：(3)各軸的輸入扭矩（N·m）高速軸的輸入轉(zhuǎn)矩：中心軸的輸入轉(zhuǎn)矩：低速軸的輸入轉(zhuǎn)矩：三、齒輪傳動設(shè)計(jì)高速級齒輪傳動運(yùn)算1.選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)（1)選用斜齒圓柱齒輪（2)初選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大年夜齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。（3)精度等級取7（4）初選小齒輪齒數(shù)，則大年夜齒輪齒數(shù)，取，初選螺旋角（5）壓力角α=20°2.按按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考文獻(xiàn)[2]式10-24試算小齒輪分度圓直徑，即（1.1）1）確信公式內(nèi)的各參數(shù)值工作時(shí)有略微振動，選運(yùn)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。由參考文獻(xiàn)[2]表10-7拔取齒寬系數(shù)④由參考文獻(xiàn)[2]圖10-20拔取區(qū)域系數(shù)⑤參考文獻(xiàn)[2]表10-6查得材料的彈性阻礙系數(shù)⑥由參考文獻(xiàn)[2]式10-21運(yùn)算接觸疲乏強(qiáng)度用重合度系數(shù)⑦由參考文獻(xiàn)[2]10-23可得螺旋角系數(shù)⑧由參考文獻(xiàn)[2]圖10-25d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲乏強(qiáng)度極限；大年夜齒輪的接觸疲乏強(qiáng)度極限由參考文獻(xiàn)[2]式（10-15）運(yùn)算應(yīng)力輪回次數(shù)：由參考文獻(xiàn)[2]圖10-23查得接觸疲乏壽命系數(shù)；取掉效概率為1%，安穩(wěn)系數(shù)S=1，由參考文獻(xiàn)[2]式（10-14）得：取和中的較小者作為該齒輪副的接觸疲乏許用應(yīng)力，即2）試算小齒輪分度圓直徑（2)調(diào)劑小齒輪分度圓直徑1）運(yùn)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)預(yù)備。①圓周速度。②齒寬b。2）運(yùn)算實(shí)際載荷系數(shù)。①由參考文獻(xiàn)[2]表10-2查得應(yīng)用系數(shù)。②依照，7級精度，由參考文獻(xiàn)[2]圖10-8查得動載系數(shù)。③齒輪的周向力查表參考文獻(xiàn)[2]表10-3得齒間載荷分派系數(shù)。④由參考文獻(xiàn)[2]表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對非對稱安排時(shí)，。則載荷系數(shù)由參考文獻(xiàn)[2]式10-12，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑及響應(yīng)的齒輪模數(shù)3.按齒根曲折疲乏強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由參考文獻(xiàn)[2]式（10-20）試算齒輪模數(shù)1）確信公式中各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)。②由參考文獻(xiàn)[2]式10-18，可得運(yùn)算曲折疲乏強(qiáng)度的重合度系數(shù)。③由參考文獻(xiàn)[2]式10-19，可得運(yùn)算曲折疲乏強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)。④運(yùn)算。由當(dāng)量齒數(shù)由參考文獻(xiàn)[2]圖10-17查得齒形系數(shù)；。由參考文獻(xiàn)[2]表10-18查得應(yīng)力校訂系數(shù)；由參考文獻(xiàn)[2]圖10-24c查得大年夜小齒輪的曲折疲乏極限分別為，由參考文獻(xiàn)[2]圖10-22，查得曲折疲乏壽命系數(shù)，取曲折疲乏許用應(yīng)力S=1.4，由文獻(xiàn)[2]式（10-14）得因?yàn)榇竽暌过X輪的大年夜于小齒輪，因此取試算齒輪模數(shù)調(diào)劑齒輪模數(shù)1）運(yùn)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)預(yù)備。①圓周速度。②齒寬b。③齒高h(yuǎn)及寬高比b/h2）運(yùn)算實(shí)際載荷系數(shù)。①依照，7級精度，由參考文獻(xiàn)[2]圖10-8查得動載系數(shù)。③齒輪的周向力查表參考文獻(xiàn)[2]表10-3得齒間載荷分派系數(shù)。④由參考文獻(xiàn)[2]表10-4用插值法查得7級精度，。則載荷系數(shù)3)由參考文獻(xiàn)[2]式10-13，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)比較運(yùn)算成果，由齒面接觸疲乏強(qiáng)度運(yùn)算的法面模數(shù)大年夜于由齒跟曲折疲乏強(qiáng)度運(yùn)算的法面模數(shù)，取，已可知足曲折強(qiáng)度。但為了同時(shí)知足接觸疲乏強(qiáng)度，需按接觸疲乏強(qiáng)度算出的分度圓直徑=44.37mm來運(yùn)算應(yīng)有的齒數(shù)。因此由取則取4.幾何尺寸運(yùn)算（1）運(yùn)算中間距將中間距圓整為。（2）按圓整后的中間距修改螺旋角（3）運(yùn)算大年夜、小齒輪的分度圓直徑（4）運(yùn)算齒輪寬度圓整后??；。低速級齒輪傳動運(yùn)算1.選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)(1)選用斜齒圓柱齒輪(2)初選小齒輪材料小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大年夜齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。(3)精度等級取7(4)初選小齒輪齒數(shù)，則大年夜齒輪齒數(shù)，取(5)初選螺旋角(6)壓力角按按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1.1）確信公式內(nèi)的各運(yùn)算數(shù)值工作時(shí)有略微振動，選由參考文獻(xiàn)[2]圖10-30拔取區(qū)域系數(shù)由參考文獻(xiàn)[2]表10-7拔取齒寬系數(shù)由參考文獻(xiàn)[2]圖10-26查得小齒輪轉(zhuǎn)距由由參考文[2]表10-6查得材料的彈性阻礙系數(shù)由參考文獻(xiàn)[2]圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲乏強(qiáng)度極限；大年夜齒輪的接觸疲乏強(qiáng)度極限由參考文獻(xiàn)[2]式（10-13）運(yùn)算應(yīng)力輪回次數(shù)由參考文獻(xiàn)[2]圖10-19查得接觸疲乏壽命系數(shù)；運(yùn)算接觸疲乏許用應(yīng)力取掉效概率為1%，安穩(wěn)系數(shù)S=1，由參考文獻(xiàn)[2]式（10-12）得：運(yùn)算數(shù)據(jù)試運(yùn)算小齒輪分度圓直徑，有運(yùn)算公式得運(yùn)算圓周速度運(yùn)算齒寬及模數(shù)運(yùn)算縱向重合度5）運(yùn)算載荷系數(shù)K已知載荷安穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)[2]表10-2拔取應(yīng)用系數(shù)取依照，7級精度，由參考文獻(xiàn)[2]圖10-8查得動載系數(shù)；由表10-4查得的運(yùn)算公式和直齒輪的相同故 ；由參考文獻(xiàn)[2]圖10-13查得由表10-3查得故載荷系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校訂所得的分度圓直徑，由參考文獻(xiàn)[2]式（10-10a）得：運(yùn)算模數(shù)按齒根曲折強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考文獻(xiàn)[2]式（10-17）確信運(yùn)算參數(shù)運(yùn)算載荷系數(shù)依照縱向重合度，從參考文獻(xiàn)[2]圖10-28查得螺旋角阻礙系數(shù)Y=0.88運(yùn)算當(dāng)量齒數(shù)查取齒型系數(shù) 由參考文獻(xiàn)[2]表10-5查得；查取應(yīng)力校訂系數(shù) 由參考文獻(xiàn)[2]表10-5查得；由參考文獻(xiàn)[2]圖10-20c查得小齒輪的曲折疲乏極限，大年夜齒輪的曲折疲乏極限由參考文獻(xiàn)[2]圖10-18，查得曲折疲乏壽命系數(shù)，；運(yùn)算曲折疲乏許用應(yīng)力取曲折疲乏許用應(yīng)力S=1.4，由文獻(xiàn)[2]式（10-12）得運(yùn)算大年夜，小齒輪的，并加以比較大年夜齒輪的數(shù)值大年夜設(shè)計(jì)運(yùn)算比較運(yùn)算成果，由齒面接觸疲乏強(qiáng)度運(yùn)算的法面模數(shù)大年夜于由齒跟曲折疲乏強(qiáng)度運(yùn)算的法面模數(shù)，取，已可知足曲折強(qiáng)度。但為了同時(shí)知足接觸疲乏強(qiáng)度，需按接觸疲乏強(qiáng)度算出的分度圓直徑來運(yùn)算應(yīng)有的齒數(shù)。因此由，取則幾何尺寸運(yùn)算運(yùn)算中間距將中間距圓整為。按圓整后的中間距修改螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修改。運(yùn)算大年夜、小齒輪的分度圓直徑運(yùn)算齒輪寬度圓整后??；。四、鏈傳動設(shè)計(jì)選擇材料40,50.ZG310~570.熱處理回火熱處理硬度40~50HRC無猛烈振動及沖擊的鏈輪選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)，取大年夜鏈輪齒數(shù)確信運(yùn)算功率查表9-6得,查圖9-13得`,單排鏈,則運(yùn)算功率的選擇;鏈條型號和節(jié)距依照,可選16A在查表鏈條節(jié)距為運(yùn)算鏈節(jié)數(shù)和中間矩初選中間矩，取鏈節(jié)數(shù)取查表中間矩運(yùn)算系數(shù)最大年夜中間矩運(yùn)算鏈速V,確信潤滑方法由V=1.6m/s和鏈號20A查圖9-14可知應(yīng)采取油池潤滑或油盤飛濺潤滑運(yùn)算壓軸力軸材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理有效圓周力:鏈輪水安穩(wěn)排時(shí)的壓軸力系數(shù),則壓軸力為五、軸的設(shè)計(jì)及校核估算最小直徑拔取軸的材料為45號鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)。（高速軸）由參考文獻(xiàn)[2]表15-3確信，(按一個(gè)鍵槽,軸頸增大年夜7%為18.62mm)推敲到彈性套柱銷聯(lián)軸器的規(guī)格,取最小直徑為(中心軸)推敲到兩個(gè)鍵槽，取(低速軸)(推敲到兩個(gè)鍵槽,軸頸增大年夜15%為40.51mm)取2.初選軸承：軸承代號全然尺寸/mm安裝尺寸/mm全然額定/kNdDBdaDa動載荷Cr靜載荷Cor7306AC307219376525.218.57306AC307219376525.218.57309AC4510025549147.537.21軸高速軸選軸承為2軸中心軸選軸承為3軸低速軸選軸承為3.軸的設(shè)計(jì)（1）高速軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)：1）依照軸向定位的要求確信軸的各段直徑：（從右至左）Ⅰ因?yàn)槁?lián)軸器一端連接電念頭，另一端連接輸入軸，因此該段直徑尺寸受到電念頭外伸軸直徑尺寸的限制，選為22mm。Ⅱ推敲到聯(lián)軸器的軸向定位靠得住，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2mm，因此該段直徑選為26mm。Ⅲ段軸要安裝軸承，推敲到軸肩及軸承尺寸，該段直徑定為30mm。Ⅳ前段軸，推敲到軸定為32mm。Ⅳ后段軸為齒輪軸，因此該段直徑選為齒輪的分度圓直徑45.0mm。Ⅴ段軸要安裝軸承，直徑定為30mm。2)依照軸向定位要求確信各段長度切實(shí)事實(shí)上定：各段長度切實(shí)事實(shí)上定從右到左分述如下：a)該段軸連接聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器與軸合營的轂孔長度為52mm。b)該段取50mm。c)該段安裝軸承，為39mm。d)該段綜合推敲齒輪與箱體內(nèi)壁的距離、軸承與箱體內(nèi)壁距離（采取脂潤滑），還有二級齒輪的寬度，定該段長度為125mm。e)該段裝軸承取29mm。（2）中心軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)：1）依照軸向定位的要求確信軸的各段直徑：（從右至左）a）Ⅰ推敲與軸承的合營和最小軸徑選直徑為30mm。b）Ⅱ推敲軸肩過度取直徑為32mm。e）Ⅲ段軸推敲定位軸肩，該段直徑定為36mm。f）Ⅳ與齒輪合營，推敲定位軸肩軸定為32mm。V段與I同取30mm。2)依照軸向定位的要求確信軸的各段長度：（從右到左）a)I段軸承安裝軸承和甩油環(huán)，依照軸承寬度、甩油環(huán)尺寸以及軸承和甩油環(huán)和箱體的相對地位該段長度選為45mm。b）II段軸推敲到齒輪齒寬的阻礙，因此長度為63mm。c）III段為定位軸肩，長度7mm。d）IV段用于安裝大年夜齒輪，推敲齒寬長度為42mm。e）V段用于安裝軸承、擋油環(huán)，長度為40mm。（3）低速軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)：擬定軸上零件的裝配籌劃軸的各段直徑（從右到左）I段軸用于安裝軸承7309AC，故取直徑為45mm。II段該段軸要安裝齒輪，推敲到軸肩要有1mm的圓角，經(jīng)強(qiáng)度運(yùn)算，直徑定為47mm。III段為定位軸肩，取54mm。IV段安裝軸承，與I段雷同直徑為45mm。V段推敲到軸肩，直徑為42mmVI段與鏈輪輪轂和最小軸徑有關(guān)，取直徑為38mm。依照軸向定位的要求確信軸的各段長度I段軸承安裝軸承和甩油環(huán)，該段長度選為50mm。II段軸推敲到齒輪齒寬的阻礙，因此長度為57mm。III段為定位軸肩，長度57mm。IV段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長度為40mm。V長度軸承端蓋有關(guān)，長度為47mm。VI長度與鏈輪輪轂有關(guān)，長度取40mm。軸的校核（1）高速軸關(guān)于角接觸球軸承7206AC從手冊中能夠查得a=14.2mm。校核該軸：。受力分析如圖，,,,,程度面：（受力分析如圖）垂直面：（受力分析如圖）總彎矩：，因?yàn)檩S受的為脈動輪回載荷，因此=0.6。校核軸強(qiáng)度因此該軸是安穩(wěn)的，知足應(yīng)用要求。精校核軸的疲乏強(qiáng)度確信危險(xiǎn)截面因?yàn)榻孛鍵V處相對彎矩較大年夜，同時(shí)軸肩處倒角會增長其應(yīng)力集中，與軸承的過盈合營也會減小其疲乏強(qiáng)度，因此截面IV為危險(xiǎn)截面。截面IV左側(cè)抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面IV左側(cè)的彎矩：截面IV上的扭矩：截面上的曲折應(yīng)力：截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：軸的材料為鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表可知：。截面上因?yàn)檩S肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，查表可知：軸材料的敏性系數(shù)故有效應(yīng)力集中系數(shù)為：查表可知：尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，查表可知：別處質(zhì)量系數(shù)軸未經(jīng)別處強(qiáng)化處理，即綜合系數(shù)：碳鋼的特點(diǎn)系數(shù)：，取，取因此，運(yùn)算安穩(wěn)系數(shù)：故可知其安穩(wěn)。截面IV右側(cè)抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面IV右側(cè)的彎矩：截面IV上的扭矩：截面上的曲折應(yīng)力：截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：過盈合營處的，查表可知，并取，因此得：軸按磨削加工，查表可知：別處質(zhì)量系數(shù)軸未經(jīng)別處強(qiáng)化處理，即綜合系數(shù)：碳鋼的特點(diǎn)系數(shù)：，取，取因此，運(yùn)算安穩(wěn)系數(shù)：故可知其安穩(wěn)。六、軸承校核高速軸角接觸球軸承7206AC的全然額定動載荷,全然額定靜載荷徑向載荷,知足軸承壽命要求七、鍵的選用以及校核傳遞轉(zhuǎn)矩已知；軸直徑已知；工作長度l=L-bb為鍵的寬度；鍵的工作高度k=0.5hh為鍵的高度；通俗平鍵的強(qiáng)度前提為；代號直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉(zhuǎn)矩（N·m）高高速軸6×6×45（圓頭）2239335.75中中心軸10×8×40（圓頭）32304117.9310×8×63(圓頭)32534117.93低速軸14×9×50（圓頭）47364.5297.25低速速軸10x8x36(圓頭)38264297.25因?yàn)殒I采取靜聯(lián)接，材料鋼，沖擊略微，因此許用擠壓應(yīng)力為，因此上述鍵皆安穩(wěn)。與鏈輪連接的鍵材料為鋼重要參數(shù)及強(qiáng)度校核b×h=12×8L=40mm因此知足強(qiáng)度前提八、減速箱的設(shè)計(jì)箱體采取程度刨分式，刨分面與軸線平面重合，將箱體分為箱蓋和箱座兩部分。材料選為HT150。箱體設(shè)計(jì)主假如在知足強(qiáng)度，鋼度的前提下，同時(shí)推敲構(gòu)造緊湊，制造便利，重量輕及應(yīng)用等方面要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。鑄鐵減速器箱體構(gòu)造尺寸之一名稱符號圓柱齒輪減速器箱座壁厚a:高速級與低速級的中間距0.025a+38mm，取8mm箱蓋壁厚8地腳螺拴直徑20地腳螺拴數(shù)量4鑄鐵減速器箱體構(gòu)造尺寸之二名稱符號尺寸關(guān)系箱座凸緣厚度1.5=12箱蓋凸緣厚度1.5=12箱座底凸緣厚度2.5=20軸承旁連接螺拴直徑0.75=16箱蓋與箱座連接螺拴直徑(0.5~0.6)=10連接螺拴的間距100~150mm軸承蓋螺釘直徑8視孔蓋螺釘直徑6定位銷直徑3,,至外箱壁距離M20:26M16:22M10:16,至凸緣邊沿距離M20:24M10:14軸承旁凸臺半徑14凸臺高度46外箱壁至軸承座端面距離16+18+7=41大年夜齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離8箱蓋肋厚6.8箱座肋厚6.8軸承蓋外徑軸承7306AC為112，軸承7306AC為112，軸承7309AC為140軸承旁連接螺拴距離軸承7306AC為100，軸承7306AC為100，軸承7309為129齒輪端面與內(nèi)箱壁距離8螺拴的板手空間尺寸和沉頭座坑直徑螺拴直徑M8M10M16M20至外箱壁距離13162226至凸緣邊距離11142024沉頭座坑直徑18223340九、減速器的潤滑及密封選擇潤滑劑商標(biāo)及裝油量軸承潤滑采取飛濺潤滑,在箱座結(jié)合面上制出軸油溝,讓濺到箱蓋內(nèi)壁上的油聚攏在油溝內(nèi),而后流入軸承進(jìn)行潤滑對高速軸，因此可選氈圈密封。十.減速器的附件選擇及說明視孔和視孔蓋確信檢查孔尺寸為為120，，，，=箱體寬-，