鑄工車(chē)間自動(dòng)送砂帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：陳翔 學(xué)號(hào)：05873738年級(jí)：大三院（系）：材料工程學(xué)院指導(dǎo)教師：時(shí)間：2016.01.22上海大學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一.《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)l.題目：鑄工車(chē)間自動(dòng)送砂帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)2.任務(wù)：(1).減速器裝配圖(1號(hào))…………1張(2).低速軸工作圖(3號(hào))…………1張(3).大齒輪工作圖(3號(hào))…………l張(4).設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)……………1份3.時(shí)間：2016年1月11日至1月22日4.設(shè)計(jì)參數(shù)：(1).傳動(dòng)帶鼓輪轉(zhuǎn)速n=150r/min(2).鼓輪軸輸入功率P=3.3kW(3).使用年限：6年5.其它條件：兩班制16小時(shí)工作、連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)，有輕微振動(dòng)、設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果二、傳動(dòng)方案2.1傳動(dòng)方案說(shuō)明一、選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型的基本原則為：1.傳遞大功率時(shí)，應(yīng)充分考慮提高傳動(dòng)裝置的效率，以減少能耗、降低運(yùn)行費(fèi)用。2.載荷多變和可能發(fā)生過(guò)載時(shí)，應(yīng)考慮緩沖吸振及過(guò)載保護(hù)問(wèn)題。3.傳動(dòng)比要求嚴(yán)格、尺寸要求緊湊的場(chǎng)合，可選用齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)。4.在多粉塵、潮濕、易燃易爆場(chǎng)合，宜選用鏈傳動(dòng)、閉式齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)。根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)的要求，此設(shè)計(jì)采用的傳動(dòng)方案為單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)。二、傳動(dòng)裝置的合理布置傳動(dòng)裝置布置的原則：1.傳動(dòng)能力小的帶傳動(dòng)應(yīng)布置在高速軸。2.開(kāi)式齒輪傳動(dòng)應(yīng)布置在低速軸。這樣具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.適用于中心距較大的傳動(dòng)。2.具有良好的撓性，可緩沖吸收振動(dòng)。3.過(guò)載時(shí)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，使傳動(dòng)失效，但可防止其他零件損壞。4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低。缺點(diǎn)：外廓尺寸大、無(wú)固定傳動(dòng)比、壽命短、傳動(dòng)效率低。結(jié)論：對(duì)于此傳動(dòng)裝置的要求，低速軸由于其要求以固定的傳動(dòng)比傳動(dòng)，且所需傳動(dòng)效率很高，所以齒輪傳動(dòng)適用。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2.2電動(dòng)機(jī)的選擇2.2.1電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式類(lèi)型：根據(jù)電源及工作機(jī)條件，由教材ⅡP196表20-1選用臥式封閉型Y（IP44）系列的三相交流異步電動(dòng)機(jī)ZBK22007-882.2.2選擇電動(dòng)機(jī)容量：（1）工作機(jī)所需功率PW=3.3kW（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率PdPd=PW/η電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率：＝0.96×××0.99×0.96＝0.86；式中，為V帶的效率,為滾動(dòng)軸承的效率，為圓柱齒輪的效率，為聯(lián)軸器的效率，為滑動(dòng)軸承的效率。所以電動(dòng)機(jī)輸出功率：Pd=Pw/η=3.3/0.86=3.84kW（3）確定電動(dòng)機(jī)額定功率：Ped≥Pd，根據(jù)教材ⅡP196選擇電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額定功率為Ped=4.0kW2.2.3選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由教材ⅡP4表2-1：得推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i＝2～4，單級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i＝3~6，則總傳動(dòng)比合理范圍為i＝6～24，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為r/min。查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)P196表20-1，可選擇同步轉(zhuǎn)速1000r/min、1500r/min和3000r/min的三種電機(jī)。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，選定型號(hào)為Y112M—4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為4.0kw，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1440r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。2.2.4選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：查教材ⅡP196表20-1型號(hào)額定功率<kW>同步轉(zhuǎn)速<轉(zhuǎn)/分>滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速<轉(zhuǎn)/分>質(zhì)量<kg>額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩Y112M—44.015001440432.22.3η總=0.86Pd=3.84kWPed=4.0kW設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2.2.5電動(dòng)機(jī)外形簡(jiǎn)圖和主要安裝尺寸（教材ⅡP197表20-2）電動(dòng)機(jī)外形示意圖(1).電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kW)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)質(zhì)量（kg）同步滿(mǎn)載Y112M—44.015001440432.3總傳動(dòng)比的確定和各級(jí)傳動(dòng)比的分配2.3.1理論總傳動(dòng)比i總＝nm÷nw＝1440÷150＝9.602.3.2各級(jí)傳動(dòng)比的分配及其說(shuō)明取V帶傳動(dòng)比：i帶＝2.1電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y112M—4i總＝9.60i帶＝2.1設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果則單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i齒＝i總÷i帶＝9.6÷2.1＝4.50由于i齒輪值一般取3—6所以i齒輪符合其常規(guī)范圍。2.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)2.4.1各軸的理論轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸：n0＝nm＝1440r/min高速軸：nⅠ＝n0/i帶＝1440/2.1＝685.71r/min低速軸：nⅡ＝nⅠ/i齒輪＝685.71/4.5＝152.38r/min2.4.2各軸的輸入功率電動(dòng)機(jī)軸：P0＝Ped＝4.0kW高速軸：PⅠ＝P0×η帶＝4.0×0.96＝3.84kW低速軸：PⅡ＝PⅠ×η齒輪×η滾動(dòng)軸承＝3.84×0.97×＝3.65kW2.4.3各軸的理論轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸：T0＝9550×P0/n0＝9550×4.0/1440＝26.53N?m高速軸：TⅠ＝9550×PⅠ/nⅠ＝9550×3.8/685.71＝52.92N?mm低速軸：TⅡ＝9550×PⅡ/nⅡ＝9550×3.65/152.38＝228.75N?m2.4.4各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)匯總表軸P（kW）n(r/min)T（N?m）電動(dòng)軸O4.0144026.53高速軸I3.84685.7152.92低速軸II3.65152.38228.75i齒＝4.50n0＝1440r/min=685.71r/minnⅡ＝152.38r/minP0＝Ped＝4.0kWPⅠ＝3.84kWPⅡ＝3.65kWT0＝26.53N?mTⅠ＝52.92N?mTⅡ＝228.75N?m設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果三.傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1V帶傳動(dòng)3.1.1V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定計(jì)算功率Pc由課本表8-8“工作情況系數(shù)KA”查得KA=1.1故Pc=KA?P=1.1×4.0=4.4kW(2)選取普通V帶型號(hào)根據(jù)Pc=4.4kW，n1=1440r/min,由教材ⅠP157圖8-11，確定選用A型。d1=75~100mm(3)小帶輪基準(zhǔn)直徑d1及大帶輪基準(zhǔn)直徑d2由教材ⅠP155表8-7“V帶輪最小基準(zhǔn)直徑”及其注，取d1=90mm,d2=(n1/n2)*d1=(1440/685.71)*90=199mm由教材ⅠP157表8-9取d2=200mm誤差Δη=Δd/d2=(200-189)/200×100%=0.5%<5%故允許。(4)驗(yàn)算帶速VV=(d1×n1×π)/(60×1000)=(3.14×1440×90/(60×1000)=6.78m/s,在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。(5)V帶內(nèi)周長(zhǎng)度Ld和中心距a0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)203mm<a0<580mm初步選取中心距a0=500mm,KA=1.1Pc=4.4kWd1=90mmd2=200mmV=6.78m/s設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果L0=2a0+(π/2)*(d1+d2)+[(d2-d1)2/4a0]≈1462mm（教材式8-22）由教材Ⅰ表8-2對(duì)A型帶選用基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1550mm再由式8-23計(jì)算實(shí)際中心距：a≈a0+(Ld-L0)/2=500+(1550-1462)/2=544mm(6)小帶輪包角α，由教材Ⅰ式8-6得α1=180°-[(d2-d1)/a]*57.3°=180°-[(200-90)/544]*57.3°≈168°>120°∴主動(dòng)輪包角合適。(7)V帶根數(shù)z,由教材Ⅰ式8-19得z=Pc/[P0]=Pc/[(P0+ΔP0)*Kα*KL]由n1=1440r/min,d1=90mm,i帶=2.1查教材ⅠP151頁(yè)表8-4用插入法得：P0=1.064kW由教材ⅠP153表8-5得：ΔP0=0.17kW查教材ⅠP155表8-6得Kα=0.97查教材ⅠP145表8-2得KL=0.98則Z=Pc/[(P0+ΔP0)KαKL]=4.4/[(1.064+0.17)*0.97*0.98]=3.76取Z=4根式中：P0—單根V帶的基本額定功率；ΔP0—單根V帶額定功率增量；Kα—包角系數(shù)；KL—長(zhǎng)度系數(shù)。(8)作用在帶輪軸上的壓力FQ由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.105kg/m所以：F0=[(500*Pc)/zv]*[(2.5/Kα)-1]+qv2F0=[(500*4.4)/(4*6.78)]*[(2.5/0.97)-1]+0.1*6.782=133N計(jì)算軸壓力FQ=2Z*F0*sin(α1/2)=2*4*133*sin(168°/2)=1058NV帶傳動(dòng)主要傳動(dòng)參數(shù)見(jiàn)下表：帶型Ld(mm)D1(mm)D2(mm)a(mm)Z(根)F0（N）Fp（N）V(m/s)KAA155090200544413310586.7帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由于帶輪低速運(yùn)轉(zhuǎn)（V＜30m/s），所以采用鑄鐵材料，常用材料的牌號(hào)為HT150或HT200。1、小帶輪：D=dd=125mm;d=38;2.5d~3d=95~114mm;dd≤2.5d~3d故小帶輪采用實(shí)心式。帶輪的基本尺寸如下：(mm)槽型febbdhahfδψA10eq\o(\s\up5(+2),\s\do2(-1))15±0.313.2112.758.7634°槽型Bdaddd1dlA50104.510072.238502、大帶輪：D=355mm>300mmd=38;d1=1.9d=72.2;l=1.5d=1.5*38=57mmdd-d1=355-72.2=282.8＞100mm故大帶輪采用橢圓輪輻式。帶輪的基本尺寸如下：(mm)槽型febbdhahfδψA10eq\o(\s\up5(+2),\s\do2(-1))15±0.313.2112.758.7638°槽型BD1D0dd1d0lCA508779,63872.23.760103.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪類(lèi)型、材料、精度等級(jí)及齒數(shù)[1]選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。[2]選用軟齒面、閉式傳動(dòng)。由課本表10-1得小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理HBS=197~286;sHlim1=550~620MPasFE1=410~480MPa取HBS=230sHlim1=600MPasFE1=425MPa大齒輪：45鋼，正火處理HBS=156~217;sHlim1=350~400MPasFE1=280~340MPa取HBS=200sHlim1=380MPasFE1=300MPa查教材ⅠP207“最小安全系數(shù)SH,SF的參考值”得SH=1.0SF=1.25[sH1]=sHlim1/SH=600/1.0=600MPa[sH2]=sHlim2/SH=380/1.0=380MPa[sF1]=sFE1/SF=425/1.25=340MPa[sF2]=sFE2/SF=287/1.25=240MPa[3]初選精度等級(jí)8級(jí)。[4]初選小齒輪齒數(shù)：Z1=24大齒輪齒數(shù)：Z2=i齒輪*Z1=4.5*24=108取Z2=108實(shí)際傳動(dòng)比為i=108/24=4.50[5]選取螺旋角β=14o按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）由設(shè)計(jì)計(jì)算公式試算小齒輪分度圓直徑公式內(nèi)的各參數(shù)值（1）試選“載荷系數(shù)K”（1.2—1.4）得K=1.3（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由表10-7選取齒寬系數(shù)φd=1由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)由圖10-5得區(qū)域系數(shù)ZH=2.5計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Zεαt=arctan（tanαn/cosβ）=arctan（tan20/cos14）=20.562=φdZ1tan/π=1.905（7）由式（10-23）可得螺旋角系數(shù)（8）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1：T1=52920N.mm（9）小齒輪分度圓直徑d1：D1≥[(2KT1/yd)(u+1/u)(ZEZHZβ/[sH1])2]1/3=[(2×1.3×52920/1.0)(4.5+1/4.5)(189.8×2.5×0.985/380)2]1/3=47.281mm7調(diào)整分度圓小齒輪直徑⑴計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度vv=pd1n1/(60*1000)=3.14×47.281×1440/(60×1000)=3.56m/s②齒寬bb=ydd1=1×47.281=47.281mm⑵計(jì)算實(shí)際載荷KH①由表10-2查得使用系數(shù)KA=1②根據(jù)v=3.56m/s，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.12③齒輪的圓周力=2×52920/47.28=2.24×10^3

N.mm=1×2.24×10^3/47.28=47.736N/mm＜100N/mm查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)=1.451④由表10-4用插值法查得8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，=1.4則載荷系數(shù)為=1×1.12×1.4×1.145=2.275⑶由式（10-12），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑=及相應(yīng)的齒輪模數(shù)mn=d1cosβ/z1=56.975×0.97/24=2.303mm3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-20）試算齒輪模數(shù)，即：（1）試選KFt=1.3（2）由式（10-18）可計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Y彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)βb=arctan（tanβcosαt）=arctan（tan14cos20.562）=13.140v=/(cosβcosβ)=1.739ZV1ZV1=26.37ZV2=118.68YFa1=2.62YFa2=2.11YSa1=1.60;YSa1=1.82d1=48.74V=3.67m/sb=48.74mmh=3.105mm⑷齒形系數(shù)和齒根修正系數(shù)：ZV1=Z1/cos3β=24/cos314°=26.37ZV2=Z2/cos3β=108/cos314°=118.68查教材Ⅰ圖10-17“外齒輪的齒形系數(shù)YFa”與圖10-18“外齒輪的齒根修正系數(shù)YSa”得（3）齒形系數(shù)由圖10-17查得YFa1=2.62；YFa2=2.11（4）應(yīng)力校正系數(shù)由圖10-18可查得YSa1=1.60;YSa1=1.82＜所以取代入公式（8）試算模數(shù)調(diào)整齒輪模數(shù)1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度d1=Z1/cosβ=1.97×24/cos14=48.74②齒寬bb=ydd1=1×48.74=48.74mm③齒高h(yuǎn)及寬高比b/hh=（2ha*+c*）mn=(2.0+0.25)*1.38=3.105mmb/h=15.69計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kf①根據(jù)v=3.76m/s,八級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.11②由Ft1=2T1/d1=2×52920/48.74=KAFt1/b=1×/48.74=43.08＜100查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)Kfβ=1.4③由表10-4用插值法查得KHβ=1.451由b/h=15.69查圖10-13得Kfβ=1.45則載荷系數(shù)為KF==1×1.11×1.4×1.45=2.253）由10-13，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)1mn=Mn=2Z1=27Z2=121對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)。從滿(mǎn)足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中近取mn=2mm。同時(shí)為了滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=47.281mm來(lái)計(jì)算小齒輪的數(shù)。即Z1=d1cosβMn=2Z1=27Z2=121則Z2=uZ1=4.5×27=121.5取Z2=121Z1，Z2互為質(zhì)數(shù)4）計(jì)算幾何中心距d1=56mmd1=56mmd2=249mmb2=58mmb1=62mmβ=14.76考慮模數(shù)由1.66mm增加到2mm，為此將中心距減小圓整為153mm按圓整后的中心距修正螺旋角β=arccos(mn(Z1+Z2)/2a)=14.76⑿齒輪分度圓直徑d1=mn*Z1/cosβ=55.67mm取d1=56mmd2=mn*Z2/cosβ=249.48mm取d2=249mm⒀齒寬b：b=yd*d1=1*56=56mm取b2=58mm,b1=62mm3、驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度sF1=2KT1*YFa1YSa1/(bdmn)=324MPa＜【sF1】=340sF2=2KT1*YFa2YSa2/(bdmn)=183MPa＜【sF2】=230∴齒輪尺寸合適Ld=1550mma=544mmα=168°P0=1.064kWΔP0=0.17kWKα=0.97,Kl=0.98Z=4F0=133NFQ=1058NZ1=24Z2=108β=14oK=1.3yd=1.0mn=2.0mma=153mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果齒輪設(shè)計(jì)總表：（I為小齒輪，II為大齒輪）齒輪齒數(shù)Z材料熱處理傳動(dòng)比中心距(mm)螺旋角I2745鋼調(diào)質(zhì)4.5015314.76II121正火齒輪齒寬(mm)I62II583.3各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)匯總表項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸低速軸轉(zhuǎn)速（r/min）1440685.71153功率（kW）4.03.843.65轉(zhuǎn)矩（N·mm）26.5352.92228.75傳動(dòng)比2.14.5設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.4聯(lián)軸器的選擇1.選型說(shuō)明由于本減速器屬于中小型減速器，其輸出軸與工作機(jī)軸的軸線偏移不大。其次為了能夠使傳送平穩(wěn)，所以必須使傳送裝置具有緩沖，吸振的特性。因此選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。2.聯(lián)軸器型號(hào)由教材ⅡP164表17-4選擇聯(lián)軸器HL4聯(lián)軸器38×82GB4384—86型(Y型)聯(lián)軸器外形示意圖設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果四.軸與輪轂的聯(lián)接4.1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1軸徑設(shè)計(jì)利用公式d≥C*(P/N)1/3初步確定所需直徑。由教材ⅠP245表14-2得C=118~107∴d≥（118~107）*(3.8/685.71)1/3=18.93~20.886mm 考慮到鍵的影響,軸徑放大5%，d1=(1+5%)×（18.93~20.886）=19.876~21.930mm⑴取d1=20mm⑵d2=d1+2h定=25mm⑶d3=d2+2h非定=30mm根據(jù)教材ⅡP158表16-9，毛氈圈尺寸查得直徑d3=30mm⑷d5=d3+2h非定=40mm根據(jù)教材ⅡP144表15-3，軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑查得直徑d3=30mm∴初步選取深溝球軸承的型號(hào)為6306軸承外徑D=72mm,寬度B=19mm⑸d6=30mm;d4=35mm用齒輪軸。4.1.2軸的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)：軸段1：L1=60mm（根據(jù)教材ⅡP65普通V帶輪轂長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)確定）軸段2：L2=71mm（涂潤(rùn)滑脂的空隙）軸段3：L3=m+e+10+結(jié)構(gòu)確定=30mm軸段4：L4=結(jié)構(gòu)確定(齒輪軸距內(nèi)壁距離)=7mm軸段5：L5=軸承寬度B+結(jié)構(gòu)確定+2=62mm軸段6：L6=結(jié)構(gòu)確定(齒輪軸距內(nèi)壁距離)=7mm軸段7：L7=軸承寬度B+結(jié)構(gòu)確定+2=30mm高速軸總長(zhǎng)：L=267mmd1=20mmd2=25mmd3=30mmd4=35mmd5=40mmd6=30mmL1=60mmL2=71mmL3=30mmL4=7mmL5=62mmL6=7mmL7=30mmL=267mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4.2低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1軸徑設(shè)計(jì)利用公式d≥C*(P/N)1/3初步確定所需直徑?！郿min=107*(3.65/152.38)1/3=30.84mm 由教材ⅠP245表14-2得C=118~107考慮到鍵的影響,軸徑放大5%，d1=(1+5%)×30.84=32.382mm⑴取d1=35mm⑵d2=d1+2h定=40mm⑶d3=d2+2h非定=45mm根據(jù)教材ⅡP158表16-9，毛氈圈尺寸查得直徑d3=45mm根據(jù)教材ⅡP144表15-3，軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑查得直徑d3=45mm∴初步選取深溝球軸承的型號(hào)為6309軸承外徑D=100mm,寬度B=25mm⑷d4=d3+2h非定=50mm（5）d5=d4+2h定=55mm（6）d6=由結(jié)構(gòu)決定=45mm4.2.2軸的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)：軸段1：L1=80mm（根據(jù)教材ⅡP117表11-2的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)確定）軸段2：L2=66mm（涂潤(rùn)滑脂的空隙）軸段3：L3=軸承寬度B+結(jié)構(gòu)確定=46mm軸段4：L4=齒輪輪轂長(zhǎng)度-2=56mm軸段5：L5=定位軸肩（結(jié)構(gòu)決定）=12mm軸段6：L6=軸承寬度+結(jié)構(gòu)確定=36mm低速軸總長(zhǎng)：L=296mmd1=35mmd2=40mmd3=45mmd4=50mmd5=55mmd6=45mmL1=80mmL2=66mmL3=46mmL4=56mmL5=12mmL6=36mmL=296mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4.3軸的強(qiáng)度校核只需進(jìn)行高速軸的強(qiáng)度校核,按彎扭強(qiáng)度計(jì)算L=267,K=155,壓力角α=20°∵齒輪上的圓周力Ft=2T1/d1=5292N軸向力Fa=Ft*tgβ=1394.25N徑向力Fr=Ft*tgα/cosβ=1991.85N帶輪的壓力FQ=1238.5N1)求垂直面的支反力F1v=(Fr*L/2-Fa*d4/2)/L=(1991.85*267/2-1394.25*35/2)/267=904.54NF2v=Fr-F1v=1991.85-904.54=1087.31N2)求水平面的支反力FH=F1H=F2H=Ft/2=5292/2=2646N3)F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力F1f=F*k/L=1238.5*155/267=718.98NF2f=F+F1f=1238.5+718.98=1957.48N4)繪垂直面的彎矩圖：Mav=F2v*L/2=145155.88N·mmMav＇=F1v*L/2=120756.09N·mm5)繪水平面的彎矩圖：Mah=FH*L/2=353241N·mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6)F力產(chǎn)生的彎矩圖：M2f=F*k=1238.5*155=191967.5N·mma-a截面F力產(chǎn)生的彎矩為:Maf=F1f*L/2=718.98*267÷2=95983.83N·mm7)合成彎矩圖考慮到最不利的情況,把Maf與(Mav2+Mah2)1/2直接相加Ma=Maf+(Mav2+Mah2)1/2=95983.83+(145155.882+353241N2)1/2=477886N·mmMa’=Maf+(Mav’2+Mah2)1/2=95983+(120756.092+3532412)1/2=469294N·mmM2=M2f=191967.5N·mm8)軸的傳遞轉(zhuǎn)矩T=Ft*d/2=5292*40/2=105840N·mm9)最危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩截面：可見(jiàn)a-a截面最危險(xiǎn)Me=(Ma2+αT2)1/2,取α=1,Me=(4778862+1*(105840)2)1/2=489466N·mm10)計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：軸的材料選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查得бB=650N/mm2,由此查得許用彎曲應(yīng)力[б-1b]=60N/mm2,則d≥(Me/0.1/[б-1b])1/3=(326923/0.1/60)1/3=43mm而初步設(shè)計(jì)此段軸徑為45>43設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果∴強(qiáng)度滿(mǎn)足要求,合適設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4.3軸上鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核1.高速軸軸端的鍵(1)類(lèi)型及尺寸選擇(教材ⅡP140頁(yè)表14-1)選擇半圓頭普通平鍵聯(lián)接（C型）根據(jù)教材2P140表14-1得軸的直徑dmin=20mm時(shí),查得b=6,h=6,取標(biāo)準(zhǔn)值L=45mm2.低速軸一、齒輪與軸聯(lián)接的鍵：(1)類(lèi)型及尺寸選擇(教材ⅡP140頁(yè)表14-1)選擇圓頭普通平鍵聯(lián)接(A型)根據(jù)軸的直徑d=50mm,查得b=14,h=9，取L=40mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果B.低速軸軸端的鍵：(1)類(lèi)型及尺寸選擇(教材ⅡP140頁(yè)表14-1)選擇半圓頭普通平鍵聯(lián)接(C型)根據(jù)軸的直徑d=35mm,查得b=10,h=8取標(biāo)準(zhǔn)值L=56mm五.軸承選擇計(jì)算5.1低速軸軸承壽命驗(yàn)算根據(jù)所選單列深溝球軸承6306Ft=2T2/d2=2*228750÷200=2287.5NFr=Ft*tgα/cosβ=860.99NFa=Fa=Ft*tgβ=2287.5*tg14.67°=598.91NC0r=12.8KNP=Fa÷C0r=821.15÷12800=0.047由教材ⅠP317表13-5查得取Fa÷C0r=0.047，則有e=0.25Fa÷Fr=598.91÷860.99=0.6956＞eX=0.56；Y=1.55P=X*Fr+Y*Fa=0.56*860.99+1.55*598.91=1358.80N軸承所受載荷大,校核軸承的壽命Lh=(ftCr/fpP)10/3*1000000/60*n1式中ft為溫度系數(shù),Cr為額定動(dòng)載荷,fp為載荷系數(shù)查得ft為1,fp為1.2根據(jù)初步選的軸承型號(hào)查得Cr=16.8*103N∴Lh=(16.8*103*1/1.2/1358.80)3*106/60/152.38=67160h∵工作情況是雙班制,每天工作16個(gè)小時(shí)。壽命為L(zhǎng)h/16/365=11.5年＞6年符合要求 一般機(jī)器的大修期大于2到3年,所以所選軸承型號(hào)合適。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果5.2減速器各軸所用的軸承型號(hào)軸承型號(hào)d(mm)D(mm)B(mm)高速軸I深溝球軸承630630

219低速軸II深溝球軸承63094510025設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果六.減速器的潤(rùn)滑與密封6.1齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑本減速器齒輪圓周速度為：V=pd1nⅡ/(60*1000)=1.31m/s齒輪的圓周速度小于12m/s，所以采用浸油潤(rùn)滑。此外，傳動(dòng)件內(nèi)浸入有油的深度要求適當(dāng)，油池必須保持在一定的深度。（教材ⅡP153~P154頁(yè)表16-1、16-4）機(jī)座內(nèi)裝中負(fù)荷工業(yè)齒輪油N220潤(rùn)滑油（GB5903-86）至規(guī)定高度。軸承用ZGN69-2滾動(dòng)軸承脂；密封（教材ⅡP156表16-8，P158表16-9）采用氈圈密封，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，但磨損較快，壽命短，用于脂潤(rùn)滑。軸徑油封氈圈溝槽d0dDbD1d1b1b22524375382645.54039525534145.56.2潤(rùn)滑油牌號(hào)的確定及油量計(jì)算潤(rùn)滑油牌號(hào)的確定齒輪節(jié)圓的速度為:V=pd1nⅡ/(60*1000)=1.31m/s查教材ⅡP153表16—2，所需潤(rùn)滑有運(yùn)動(dòng)粘度220mm2/s教材ⅡP153表16—1得所需潤(rùn)滑油牌號(hào)為N220.油面高度的確定以每傳遞1kw功率所需油量為300—700cm3，計(jì)算所需油量范圍。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果Vmin=300×4.8=1440cm3Vmax=700×4.8=3360cm3實(shí)際儲(chǔ)油量：大齒輪浸油深度（浸油最低處）不小于da2-df2=9mm；而且最高浸油深度不超過(guò)1/3的大齒輪半徑得：R21/3=62mm最低油面深度：72mm最高油面深度：126mm箱體內(nèi)壁總長(zhǎng)：L=510mm箱體內(nèi)壁總寬：b=213mmVmin=(126-72)×510×213=5866020mm3可見(jiàn)箱體有足夠的儲(chǔ)油量。6.3軸承的潤(rùn)滑由于d1*n1=60*685.71=41142.6<250000，所以軸承采用脂潤(rùn)滑。（d1軸承內(nèi)徑，n軸的轉(zhuǎn)速）查教材Ⅱ2P154表16-46.4減速器的密封本減速器所采用的密封件是氈圈密封圈。密封方式是接觸式密封。本減速器在軸承旁還設(shè)置了擋油圈。七.減速器箱體及其附件7.1箱體結(jié)構(gòu)形式及材料本減速器采用剖分式箱體，分別由箱座和箱蓋兩部分組成。用騾栓連接起來(lái)，組成一個(gè)完整箱體。剖分面與減速器內(nèi)傳動(dòng)件軸心線平面重合。此方案有利于軸系部件的安裝和拆卸。剖分接合面必須有一定的寬度，并且要求仔細(xì)加工，以保證箱體剛度。在軸承座處設(shè)有加強(qiáng)肋。箱體底座要有一定寬度和厚度，以保證安裝穩(wěn)定性和剛度。減速器箱體用HT200制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本低。鑄造箱體多用于批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果7.2箱體結(jié)構(gòu)尺寸1.基本箱體參數(shù)(教材ⅡP17表3-1)箱座壁厚δ=10mm箱蓋壁厚δ1=8mm箱體凸緣厚度：箱座b=1.5δ=15mm,箱蓋b1=1.5δ1=12mm,箱底座b2=2.5δ=25mm加強(qiáng)肋厚：箱座m=0.85δ=0.85*10=8.5mm，箱蓋m1=0.85δ1=0.85*8=6.8mm地腳螺釘直徑：df=0.036a+12=0.036*153+12=15.508mm，取公稱(chēng)直徑為16mm地腳螺釘數(shù)目：n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：d1=0.75df=16mm,取為M16箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑：d2=(0.5~0.6)df=10~12mm取M12軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目：d3=8,n=4(教材ⅡP77表9-9)觀察孔蓋螺釘直徑：0.3~0.4df0.35df=7mm取M8n=4箱體主要機(jī)構(gòu)尺寸：名稱(chēng)符號(hào)尺寸箱座壁厚δ10mm箱蓋壁厚δ18mm箱體凸緣厚度b15mmb112mmb225mm加強(qiáng)肋厚m8.5mmm16.8mm地腳螺釘直徑和數(shù)目df16mmn6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d116mm箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑d212mm觀察孔蓋螺釘直徑d47mmdf、d1、d2至箱體外壁距離；df、d2至凸緣邊緣的距離C1、C2螺栓直徑M8M12M16M20C1(mm)13182226C2(mm)11142024設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果7.3主要附件1.窺視孔和視孔蓋為便于觀察齒輪嚙合情況及注入潤(rùn)滑油，在箱體頂部設(shè)有窺視孔。為了防治潤(rùn)滑油飛出及密封作用，在窺視孔上加設(shè)視孔蓋。規(guī)格:A：100;A1：135;A0：117.5;d4：M8;h：5~8;2.油標(biāo)尺為方便的檢查油面高度，保證傳動(dòng)件的潤(rùn)滑，將油面指示器設(shè)在低速級(jí)齒輪處油面較穩(wěn)定的部位，可以及時(shí)泄?jié)櫥?。?guī)格：油標(biāo)尺M(jìn)16尺寸：dd1d2d3HabcDD1M1641663512852622設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.定位銷(xiāo)保證拆裝箱蓋時(shí)，箱蓋箱座安裝配合準(zhǔn)確，且保持軸承孔的制造精度，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配兩個(gè)定位銷(xiāo)。2個(gè)M12*30GB117-86α：1.04.起蓋螺釘在箱體部分面上涂有水玻璃，用于密封，為便于拆卸箱蓋，在箱蓋凸緣上設(shè)有起蓋螺釘一個(gè)，擰動(dòng)起蓋螺釘，就能頂開(kāi)箱蓋。M10*36GB5783A級(jí)5.起吊裝置減速器箱體沉重，采用起重裝置起吊，在箱體上裝有吊環(huán)螺釘。為搬運(yùn)整個(gè)減速器，在箱兩座凸緣處鑄有吊耳。教材ⅡP80表9-20A．箱蓋吊耳尺寸（mm）：d=16，R=17.6，e=14.4，b=16B．箱座吊耳尺寸（mm）：B=34，H=27.2，h=13.6，r2=8.5，b=20箱座吊耳設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6.通氣器減速器工作時(shí)箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，箱內(nèi)氣壓增大。為了避免由此引起的密封部位的密封性下降造成潤(rùn)滑油向外滲漏，多在視孔蓋上設(shè)置通氣器，使箱體內(nèi)的熱膨脹氣體能自由逸出，保持箱體內(nèi)壓力正常，從而保證箱體的密封性。規(guī)格：M18*1.5（教材ⅡP76頁(yè)表9-8）尺寸d：18mm；d1=M33×1.5；d2=8;d3=3;d4=16;D=40;a=12;b=7;c=16;h=40;h1=18;D1=25.4mm；R=40;k=6;e=2;f=2;S=22mm；0設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果7.放油孔和螺塞為了排出油污，在減速器箱座底部設(shè)有放油孔，并用方油螺塞和密墊圈將其堵住。外六角油塞及封油墊：mm（教材ⅡP97頁(yè)表9-16）尺寸：d：M16*1.5；D0：26；e：19.6；L：23；l：12；a：3；S：17；d1：17；H：2外六角油塞及封油墊8.軸承蓋（教材ⅡP77表9-9）高速軸：軸承外徑D：57；螺釘直徑d3：6；螺釘數(shù)：4；d0：7；D0：72；D2：87；e：7.2；e1：8；D4：47；D5：54；D6：54；b1：5；d1：46；低速軸：軸承外徑D：70；螺釘直徑d3：8；螺釘數(shù)：4；d0：9；D0：90；D2：110；e：9.6；e1：10；D4：60；D5：66；D6：67；b1：5；d1：56；其中b1、d1由教材ⅡP158 頁(yè)表16-9確定。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果八.小結(jié)此次課程設(shè)計(jì)時(shí)間短，起先感覺(jué)完不成，總感覺(jué)很難。在開(kāi)始算數(shù)據(jù)的時(shí)候在教材二的一步步指導(dǎo)下慢慢的將所需的數(shù)據(jù)算出來(lái)了。心情真是有種開(kāi)闊的感覺(jué)。在畫(huà)草圖的時(shí)候也畫(huà)錯(cuò)了好多，在老師的指導(dǎo)下即使改正了。正圖畫(huà)的比較小心所以沒(méi)有之前草圖的速度。不過(guò)總體來(lái)說(shuō)速度還是可以的。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了課程設(shè)計(jì)?？傮w來(lái)說(shuō)課程設(shè)計(jì)的方案布置是合理的，基本符合設(shè)計(jì)的總體要求。在零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算上完全按照教科書(shū)、課程設(shè)計(jì)書(shū)進(jìn)行，相關(guān)尺寸符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。裝配圖的軸系部件設(shè)計(jì)合理，零件圖尺寸和公差完全符合行業(yè)基本規(guī)范。附件的選擇和布置基本合理，軸承蓋、密封件等的選擇完全參照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)合理。在設(shè)計(jì)中的所有公式以及參數(shù)均以標(biāo)明出處，并符合標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)來(lái)源可靠，計(jì)算結(jié)果正確。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我在總體設(shè)計(jì)能力有了顯著的提高。特別是對(duì)設(shè)計(jì)的理解、分析以及繪制特有的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)規(guī)范有了深刻的認(rèn)識(shí)，在計(jì)算機(jī)繪圖能力方面也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。當(dāng)然，我認(rèn)識(shí)到我還存在以下不足：在對(duì)于設(shè)計(jì)的總體把握方面還不夠強(qiáng)；對(duì)于有些設(shè)計(jì)理念理解的還不夠透徹；通過(guò)現(xiàn)代信息手段查找資料的能力還有所欠缺；計(jì)算機(jī)繪圖能力還有待加強(qiáng)。九.資料索引1.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（第五版）揚(yáng)可楨、程光蘊(yùn)主編高等教育出版社書(shū)號(hào)：ISBN978-7-04-019209-4注：此書(shū)即為說(shuō)明書(shū)中所指教科書(shū)、課本。2．《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》華中理工大學(xué)王昆、重慶大學(xué)何小柏、同濟(jì)大學(xué)汪信遠(yuǎn)主編高等教育出版社書(shū)號(hào)：ISBN978-7-04-005405-7基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門(mén)傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專(zhuān)用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究