1、 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的一級(jí)圓柱齒輪減速器班 級(jí)：2011級(jí)模具二班學(xué) 生： 吳勝剛 學(xué) 號(hào)： 20111323 指導(dǎo)教師： 吳道明 完成時(shí)間：2012.11.10-2012.12.30 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電信息工程系機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)課程代碼：6021005 題號(hào)： A 4 發(fā)給學(xué)生： 吳勝剛題目：設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的一級(jí)圓柱齒輪減速器1 V帶傳動(dòng)2 運(yùn)輸帶3 一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器（2對(duì)軸承，1對(duì)直齒）4 聯(lián)軸器（1個(gè)）5 電動(dòng)機(jī)6 卷筒題號(hào)A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10運(yùn)輸帶工作拉力F/N11001125115011751200122512501275

2、13001325運(yùn)輸帶工作速度v/(m.s-1)1.501.551.601.651.701.501.501.551.551.60卷筒直徑D/mm250255260265270240245250255260已知條件：1. 卷筒效率0.96(不包括卷筒軸承的效率)；2. 工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，運(yùn)輸帶速度允許誤差為5；3. 使用折舊期10年；4. 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)工作量：1. 減速器裝配圖1張(A0或A1)；2. 低速軸和低速軸齒輪的零件圖各1張(比例1：1)；3. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份，約30頁(yè)，1萬(wàn)字左右。說(shuō)明書(shū)要求： 1. 說(shuō)明書(shū)既可手寫(xiě)也可

3、打印，紙張為A4打印紙，頁(yè)邊距為左2.5mm、右2mm、上2mm、下2mm；說(shuō)明書(shū)內(nèi)大標(biāo)題三號(hào)宋體，小標(biāo)題小三號(hào)宋體，正文小四號(hào)宋體且為單倍行距。2. 說(shuō)明書(shū)包括封面、任務(wù)書(shū)、目錄、正文和總結(jié)，請(qǐng)按該順序裝訂。請(qǐng)按給定題號(hào)的參數(shù)做設(shè)計(jì)， 提交設(shè)計(jì)所有資料的最后時(shí)間：2012.12.30 目 錄1傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算42傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1帶傳動(dòng) 2.2 齒輪傳動(dòng)3軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 3.1高速軸（小齒輪軸）設(shè)計(jì) 3.2低速軸（大齒輪軸）設(shè)計(jì)4軸承的壽命計(jì)算 4.1高速軸軸承壽命計(jì)算 4.2低速軸軸承壽命計(jì)算5其它零部件選用及強(qiáng)度校核 5.1鍵的強(qiáng)度校核 5.2聯(lián)軸器的選用 5.3鑄鐵減速箱體的主

4、要結(jié)構(gòu)尺寸6技術(shù)要求7參考文獻(xiàn)8設(shè)計(jì)小結(jié)計(jì) 算 及 說(shuō) 明主 要 結(jié) 果1傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算1.1工作機(jī)功率1) 原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉應(yīng)力：F=1175N 運(yùn)輸帶工作速度： V=1.65m/s工作年限10年2班制2) 傳動(dòng)效率：查表得V帶傳動(dòng)效率：滾動(dòng)軸承效率：8級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)效率：彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率：傳動(dòng)滾筒效率：3) 總效率：4) 輸入電機(jī)功率：因?yàn)檩d荷平穩(wěn)，所以電動(dòng)機(jī)功Ped率略大于Pd即可，取 Ped=2.3kW。5) 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 由表得：V帶的傳動(dòng)比范圍：24，由【1】 1014頁(yè)表2-2得：一級(jí)圓柱齒輪減速器則總傳動(dòng)比的220，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍220,得電動(dòng)機(jī)的可選范圍為

5、：（220）119.56=2392391 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min和1500 r/min，將這三種方案列表進(jìn)行比較，由表得：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率Ped/kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n/(r/min)電動(dòng)機(jī)質(zhì)量m/kg總傳動(dòng)比ia同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132M-82.3750710636.042Y132S-62.31000960458.003Y100L-42.3150014203412.17表中所列方案3電動(dòng)機(jī)質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，但總傳動(dòng)比最大，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置外廓尺寸大，制造成本大，方案1中電動(dòng)機(jī)質(zhì)量最重，且價(jià)格昂貴，綜合考慮，現(xiàn)選用方案2。即選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y13

6、2S-6。由表得：電動(dòng)機(jī)軸伸出端長(zhǎng)： E=60mm電動(dòng)機(jī)軸中心高： H=132mm電動(dòng)機(jī)軸直徑： D=38mm1.2確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1) 總傳動(dòng)比：2) V帶傳動(dòng)比取齒輪的傳動(dòng)比為i齒=3.5，得：1.3計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1) 0軸（電動(dòng)機(jī)軸）P0=Pd=2.14kW n0=nm=960 r/min2) 軸（高速軸）3) 軸（低速軸） 4) 軸（滾筒軸） 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/(Nm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比ia效率電機(jī)軸2.1421.749602.2860.96高速軸2.054446.72412.03.50.96低速軸1.973160.

7、10117.710.98滾筒軸1.934156.90117.72傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1帶傳動(dòng)1) 計(jì)算功率：已知傳動(dòng)載荷平穩(wěn)，為兩班制工作，工作機(jī)為輕載荷輸送機(jī)。由表的：KA=1.2故計(jì)算功率：2) 選用V帶型號(hào):選用普通V帶 已知：PC=2.76 kW,n0=960 r/min由圖得點(diǎn)位于A型區(qū)域，故選用A型 3) 大、小帶輪直徑：已知為A型帶輪由表得：，現(xiàn)選取d1=125mm取d2=280mm4) 驗(yàn)算帶速V：在520m/s內(nèi)，所以帶輪直徑是合適的。5) 求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心距a：初步選取中心距: a0=1.5(125+280)=607.5mm,取a0=600mm符合： 初步確定V帶

8、基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 由表13-2得： Ld=1800mm再計(jì)算實(shí)際中心距：6) 驗(yàn)算小帶輪包角：所以合適。7) 求V帶根數(shù)：已知n1=940 r/min,d1=125mm,由表得：傳動(dòng)比： 已知i帶2，且為A型帶輪，小輪轉(zhuǎn)速為940 r/min由表查得： 已知=164.6，由表，并結(jié)合線性校正得：已知Ld=1800mm，由表得：KL=1.01取Z=2。 8) 求作用在帶輪上的預(yù)緊力和壓力已知為普通A型V帶，由表查得： q=0.1 kg/m單根V帶的預(yù)緊力為：作用在軸上的壓力FQ皮帶輪名稱(chēng)結(jié)果名稱(chēng)結(jié)果名稱(chēng)結(jié)果帶型A型傳動(dòng)比i帶=2.286根數(shù)2基準(zhǔn)直徑dd1=125mm基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1800mm預(yù)緊力1

9、74.83Ndd2=280mm中心距a=576.91mm壓軸力693N9) V帶結(jié)構(gòu)參數(shù)由表得：槽型Abd11mmhamin2.75mme15mmfmin9mmhmin8.7mmmin6mm34由表得： 選用板孔式帶輪2.2 齒輪傳動(dòng)1) 選擇材料許用應(yīng)力小齒輪選用45#鋼，選用調(diào)制處理；大齒輪選用45#鋼，選用正火處理。 由表得： 2) 計(jì)算大小齒輪的許用接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力已知齒輪為一般可靠度，再由表得：其中兩齒面的接觸應(yīng)力應(yīng)是相等的，所以取其中較危險(xiǎn)的，即較小的許用接觸接觸應(yīng)力： 3) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1 已知裝置原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，載荷為有中等沖擊的載荷，由表得：K=1.32 已經(jīng)求得T1

10、=4.77104 Nm3 已知齒輪相對(duì)于軸承為對(duì)稱(chēng)布置，齒輪所選材料為軟齒面，由表得：d=14 已經(jīng)求得U=3.505 已知45#鋼為鍛鋼，由表得：ZE=189.86 已知齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，所以ZH=2.5 7 已求得H=341 MPa將上述值代入公式得：取齒數(shù)z1=30，則z2=303.5=105 再由表，選用第一系列，取m=2.5，則：齒寬：中心距：4) 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度已知z1=30,z=105由圖得： YFa1=2.52 YFa2=2.18已知z1=30,z=105由圖得：YSa1=1.65 YSa2=1.795) 齒輪的圓周速度 由表,得知可選用8級(jí)精度。6) 大、小齒輪齒頂圓、和齒

11、根圓大小已知所選齒輪為正常齒制，由表得：齒頂圓：齒根圓： 3 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算3.1高速軸（小齒輪軸）設(shè)計(jì)1) 選用材料選用45，且經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的安裝和固定要求，將軸分為七段軸段：安裝V帶輪；軸段：軸肩；軸段：安裝軸承；軸段：過(guò)渡段；軸段：齒輪；軸段：過(guò)渡段；軸段：安裝軸承。3) 各軸段軸徑最小軸徑已選用45鋼，由表得C=118107。已知P=2.0544 kW，n=411.2 r/min,帶入公式得考慮到一個(gè)鍵的存在軸徑應(yīng)該擴(kuò)大5%7%， 再考慮到與V帶的配合及由表中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)選取d1=25mm。軸徑由圖中公式： 由表得：其中C1一般取1.6或2，可以得到：現(xiàn)綜

12、合考慮兩種情況，取d2=33 mm軸徑和d2=33mm，所以初選用深溝球軸承6207。由【1】120121頁(yè)表12-1得其內(nèi)徑為35mm，所以d3=d7=35mm。軸徑和這一部分為軸承和齒輪的過(guò)渡段，齒輪分度圓大小為75mm選取d4=d6=45mm。軸徑這一部分為小齒輪，其分度圓大小為75mm，齒頂圓大小為80mm。4) 各軸段長(zhǎng)度軸長(zhǎng)V帶輪的孔徑長(zhǎng)度為42mm，軸長(zhǎng)應(yīng)該比其短23mm，現(xiàn)選取其長(zhǎng)度為L(zhǎng)1=40mm。軸長(zhǎng)由表得：再由表B=17mm由表得：擋油環(huán)伸入內(nèi)箱壁13mm，選取為2mm觀察裝配圖可得：軸長(zhǎng)觀察圖可得：軸長(zhǎng)和觀察裝配圖可以得到：由表得：?。?=10所以：軸長(zhǎng)軸長(zhǎng)此段長(zhǎng)度為過(guò)

13、渡區(qū)域，所以最后再進(jìn)行計(jì)算：已知所用螺栓為M16，由表得：C1=22mm，C2=20mm，=8mm由表得：B=17mmK2為啟出螺釘?shù)谋匾嚯x，取為K2=40mm由圖得：5) 校核高速軸的強(qiáng)度首先對(duì)軸的受力情況進(jìn)行分析：齒輪力的作用簡(jiǎn)化至齒輪中點(diǎn)。 V帶輪上壓力作用點(diǎn)簡(jiǎn)化至帶輪輪緣中點(diǎn) 支反力的作用點(diǎn)簡(jiǎn)化至滾動(dòng)軸承中點(diǎn)分別為A、B點(diǎn)由上圖可以看到，軸上分別存在徑向平面的力和軸向的力。再對(duì)各段長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算： 周向上：徑向上根據(jù)受力平衡分析： 聯(lián)立求解得：接著進(jìn)行彎矩的計(jì)算：可以得到彎矩圖：可以由圖得A點(diǎn)合成彎距MaA=74.5Nm最大，對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度的校核即可。選取=0.6，則：軸的材料選用4

14、5鋼，查的B=650MPa，由【2】246頁(yè)表14-3得：-1b=60MPa。最危險(xiǎn)截面的直徑為：d。此處為安裝軸承處，所以這一軸段直徑為35mm23.7mm。所以滿足強(qiáng)度要求。3.2低速軸（大齒輪軸）設(shè)計(jì)1) 選擇材料選用45鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)零件的安裝和固定要求，軸應(yīng)該分為六段：軸段：安裝聯(lián)軸器；軸段：軸肩；軸段：安裝軸承；軸段：安裝大齒輪；軸段：軸肩；軸段：軸承。3) 各軸段直徑軸徑此軸中有兩個(gè)鍵槽，所以，可以增大107%2，可以得到：已知我們選用LT型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，由表查得應(yīng)該選用LT5的聯(lián)軸器，軸孔的直徑可以選為：32或35，取為d1=35mm。軸徑這一段軸作為

15、軸肩進(jìn)行使用，查表，選取為d2=45mm。軸徑這一軸段安裝軸承，d2=45mm，軸承內(nèi)徑必須大于這一值，查表得到，可選用6210的深溝球軸承，其內(nèi)徑大小為50mm，所以d3=50mm。軸徑這一段的是用于安裝齒輪的，按照表，選取大于50mm的標(biāo)準(zhǔn)值，取d4=56mm。軸段這一段起軸肩作用，選取h=5mm，得：軸徑這一段也是安裝軸承的，所以d6=50mm4) 各軸段長(zhǎng)度軸長(zhǎng)一直選用LT5軸孔直徑為35mm的聯(lián)軸器，由表得軸孔長(zhǎng)度為82mm，L1=82-2=80mm。軸長(zhǎng)已知所用螺栓為M16，由表得：C1=22mm，C2=20mm，=8mm由【1】120121頁(yè)表12-1得：B=20mmK2為啟出螺

16、釘?shù)谋匾嚯x，取為K2=40mm由圖得：軸長(zhǎng)B為軸承寬度，已查得：B=20mm；e為軸承端蓋厚度，已查得：e=12mm；L為齒輪距內(nèi)箱壁距離，可算得L=12.5mml為安裝間隙，l=2mm。所以：軸長(zhǎng)此處安裝齒輪已知B大齒 =75，所以：軸長(zhǎng)由【2】243頁(yè)圖14-10得：h=5mm，所以：軸長(zhǎng)B為軸承寬度，已查得：B=20mm；e為軸承端蓋厚度，已查得：e=12mm；C為倒角為1.5mm；2為擋油環(huán)深入距離（由表得：擋油環(huán)伸入內(nèi)箱壁13mm，選取為2mm）10.5為軸段套筒長(zhǎng)度，應(yīng)為此處有軸肩段常7mm，所以減去。代入得：5) 軸的強(qiáng)度校核首先對(duì)軸的受力情況進(jìn)行分析：齒輪力的作用點(diǎn)簡(jiǎn)化至齒輪

17、中點(diǎn)C 。聯(lián)軸器力的作用點(diǎn)簡(jiǎn)化至聯(lián)軸器輪緣中點(diǎn) D。支反力的作用點(diǎn)簡(jiǎn)化至滾動(dòng)軸承中點(diǎn)，分別為A、B點(diǎn)。由圖可以看到存在周向和徑向上的力。然后對(duì)各長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算： 周向上的受力：徑向上的受力：接著進(jìn)行彎矩計(jì)算：得到彎矩圖：可以看到C點(diǎn)處的彎矩最大，進(jìn)行校核：最危險(xiǎn)截面的直徑d：軸的材料選用45鋼，查的B=650MPa，由表得：-1b=60MPa。所以“考慮到此處安裝齒輪，有鍵的存在，所以將d加大5%。而此處的直徑為56mm27.51mm，滿足強(qiáng)度要求。4軸承的壽命計(jì)算4.1高速軸軸承壽命計(jì)算這根軸沒(méi)有承受軸向力，即Fa=0,由表，得e=0，且X=1，Y=0，即：P=FrMAX=1255N已知，軸承

18、工作溫度低于100，由表得：ft=1已知，載荷存在中等沖擊，由表得：fp=1.5已知，選用6207的軸承，由表得：C=25.5kN已求得： n=411.2 r/min已知選用深溝球軸承，由得：=3代入得：已知，采用十年兩班制工作，所以需要壽命：L=1028525=4160h所以，所選軸承符合要求。4.2低速軸軸承壽命計(jì)算這根軸沒(méi)有承受軸向力，即Fa=0,由表，得e=0，且X=1，Y=0，即：P=FrMAX=236.16N已知，軸承工作溫度低于100，由表得：ft=1已知，載荷存在中等沖擊，由表得：fp=1.5已知，選用6207的軸承，由表得：C=35kN已求得： n=117.5 r/min已知

19、選用深溝球軸承，由得：=3代入得：已知，采用十年兩班制工作，所以需要壽命：L=1028525=4160h所以，所選軸承符合要求。5其它零部件選用及強(qiáng)度校核5.1鍵的強(qiáng)度校核皮帶輪：已知，選用平鍵連接：已求得：T=47.7Nm，d=25mm已知d=25mm，查表得：h=7mm；L=32mm；b=8mm由圖得：l=L-b=32-8=24mm代入：已知皮帶輪為鑄鐵制造，且載荷存在輕微沖擊，由表得：p=55MPa45.43MPa=p所以鍵的強(qiáng)度滿足要求。大齒輪：已求得：T=160.36Nm，d=56mm已知d=25mm，查表得：h=10mm；L=63mm；b=16mm由圖得：l=L-b=63-16=4

20、7mm代入：已知齒輪用鋼制造，且載荷存在輕微沖擊，由表得：p=110MPa24.37MPa=p所以鍵的強(qiáng)度滿足要求。5.2聯(lián)軸器的選用由表查找，最終選用型號(hào)為L(zhǎng)T5的彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。軸孔直徑選用35mm。5.3鑄鐵減速箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 箱座壁厚=12mm 箱座凸緣厚度=18mm 箱蓋壁厚=10mm 箱蓋凸緣厚度=15mm 箱底座凸緣厚度=30mm 軸承旁凸臺(tái)高度=44mm 小凸臺(tái)半徑=50mm 大凸臺(tái)半徑=90mm 齒輪軸端面與內(nèi)機(jī)壁距離=16mm 大齒輪頂與內(nèi)機(jī)壁距離=20mm 小齒輪端面到內(nèi)機(jī)壁距離2=32mm 上下體筋板厚度上=8.5mm 下=10.2mm 主動(dòng)軸承端蓋外徑=46mm

21、 總效率：=0.859Pd=2.26kW電動(dòng)機(jī)功率：Ped=2.3kW電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y112M-6電動(dòng)機(jī)軸伸出端長(zhǎng)：E=60mm電動(dòng)機(jī)軸中心高：H=132mm電動(dòng)機(jī)軸直徑：D=38mm總傳動(dòng)比：ia=8.03V帶傳動(dòng)比：i帶=2.294P0=2.14kWn0=960 r/minT0=21.29 NmP1=2.0544kWn1=412 r/minT1=46.72NmP2=1.973kWn2=117.7r/minT2=160.1NmP3=1.934kWn3=117.7r/minT3=156.9NmKA=1.2PC=2.76kWd1=125mmd2=280mmV=6.28m/sLd=1800mma=5

22、76.71mm1=164.6P0=1.37i帶=2.286K=0.9638KL=1.01Z=2F0=174.83 NFQ=693.0 Nbd=11mmhamin=2.75mme=15mmfmin=9mmhmin=8.7mmmin=6mm=34K=1.3T1=4.77104 Nmd=1ZE=189.8ZH=189.8 H=341 MPad167.59mmz1=30z2=105m=2.5d1=75mmd2=262.5b1=80mmb2=75mma=168.75mmYFa1=2.52YFa2=2.18YSa1=1.65YSa2=1.79所設(shè)計(jì)齒輪符合彎曲強(qiáng)度要求。滿足8級(jí)精度中V6m/s的要求。da1=80mmda2=267.5mmdf1=68.75mmdf2=256.25mmd1=25mmd2=33 mmd3=d7=35mmd4=d6=45mmL1=40mmL3=31mmL7=32.5mmL4=L6=8mmL5=80mmL2=78mmAD=107.5mmAC=70.5mmFt=1272.3NFtA=636.15NMrA=74.5N