1、哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)20/20哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一、傳動裝置的整體設(shè)計(jì)1.1電動機(jī)的選擇選擇電動機(jī)種類依據(jù)設(shè)計(jì)要乞降工作條件采納Y系列三相鼠籠型異步電動機(jī)，其構(gòu)造為全關(guān)閉自扇冷式構(gòu)造，電壓為380V。選擇電動機(jī)容量依據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，工作機(jī)的有效功率為從電動機(jī)到工作機(jī)輸送帶之間的總效率為：式中，、分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動和卷筒的傳達(dá)效率。由表9.1取=0.99、=0.99、=0.97、=0.97，則所以電動機(jī)所需工作功率為確立電動機(jī)轉(zhuǎn)速按表2.1介紹的傳動比合理范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動比，而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為切合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有75

2、0r/min、1000r/min和1500r/min三種。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量、及價錢等要素，為使傳動裝置構(gòu)造緊湊，決定采納同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)。依據(jù)電動機(jī)種類、容量和轉(zhuǎn)速，查表15.1選定電動型號為Y132S-6，其主要性能以下表：電動機(jī)型額定功率滿載轉(zhuǎn)速啟動轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩號/Kw/(r/min)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S-63902.02.0電動機(jī)的主要安裝尺寸和外形尺寸以下表：型號HABCDEFxGDGKbb1b2AAHAL1Y132S13221614089388010 x8331228021013560184751.2計(jì)算傳動裝置總傳動比并分派傳動比總傳動

3、比為分派傳動比考慮潤滑條件，為使構(gòu)造緊湊，各級傳動比均在介紹值范圍內(nèi)，取，故1.3計(jì)算傳動裝置各軸的運(yùn)動及動力參數(shù)各軸的轉(zhuǎn)速軸：軸：軸：卷筒軸：各軸的輸入功率軸：II軸：III軸：卷筒軸：卷各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Td為所以：軸：II軸：III軸：卷筒軸：卷將以上結(jié)果匯總到表，以下軸名電動機(jī)軸I軸II軸III軸滾筒軸參數(shù)轉(zhuǎn)速n/（r/min）960.0960.0240.08888功率P/(kW)2.722.692.582.482.43扭矩T/(Nmm)傳動比i14.02.731效率0.98二、傳動件設(shè)計(jì)2.1高速級斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)選擇齒輪資料、熱辦理方式和精度等級考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一

4、般機(jī)械，故大、小齒輪均采納45鋼，采納軟齒面，由文件1表8.2得：小齒輪調(diào)制辦理，齒面硬度為21725HBW，均勻硬度為236HBW；為保證小齒輪比大齒輪擁有更好的機(jī)械性能，大齒輪正火辦理，齒面硬度為162217HBW，均勻硬度為190HBW。大小齒輪齒面評論硬度差為46HBW，在3050HBW之間。采納8級精度。初步計(jì)算傳動主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動，故按齒面接觸疲憊強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。由式中各參數(shù)為：小齒輪傳達(dá)的轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計(jì)可知，T126800Nmm(2)設(shè)計(jì)時，因v值未知，不可以確立，故可初選載荷系數(shù)Kt=1.11.8，此處初取Kt=1.4。(3)由表6.6取齒寬系數(shù)d1.0。(4)由表

5、8.5查得彈性系數(shù)。(5)初選螺旋角由圖8.14查得節(jié)點(diǎn)地區(qū)系數(shù)ZH2.45。齒數(shù)比Ui14。(7)初選=21,則Z2UZ184，取Z285。傳動比偏差5%，切合設(shè)計(jì)要求。端面重合度。軸面重合度由圖6.16查得重合度系數(shù)由圖8.24查得螺旋角系數(shù)接觸許用應(yīng)力可由求得，由圖6.29（e）、（a）得接觸疲憊極限應(yīng)力，。大小齒輪1、2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為由圖6.30查得壽命系數(shù)，（同意有局部點(diǎn)蝕）；由表6.7，取安全系數(shù)。故取計(jì)算小齒輪1的分度圓直徑，得確立傳動尺寸計(jì)算載荷系數(shù)K。由表6.3查得使用系數(shù)KA=1.0。齒輪線速度以下式由圖6.7查得動載荷系數(shù)KV=1.13(設(shè)軸剛性大)；由圖6.12查

6、得齒向載荷散布系數(shù)；由表6.4查得齒間載荷散布系數(shù)，故(2)對進(jìn)行修正。因?yàn)榕c有較大差別，故需對依據(jù)值設(shè)計(jì)出來的進(jìn)行修正，即確立模數(shù)按表6.1，取計(jì)算傳動尺寸。中心距圓整為,則螺旋角因?yàn)橹蹬c初選值相差較大，故與，化很小，所以不再修正和a。故相關(guān)的數(shù)值需修正，修正后的結(jié)果是，。明顯值改變后，的計(jì)算值變圓整為b=45mm。取mm，。校核齒根曲折疲憊強(qiáng)度式中各參數(shù)：K、同前。(2)齒寬b=。齒形系數(shù)與應(yīng)力修正系數(shù)。當(dāng)量齒數(shù)查圖6.20得齒形修正系數(shù)，。由圖6.21查得應(yīng)力修正系數(shù)，。(4)查圖8.21得重合度系數(shù)。(5)查圖8.26得螺旋角系數(shù)。(6)許用曲折應(yīng)力可由下式算得查得曲折疲憊極限應(yīng)力，查

7、得壽命系數(shù)。查得安全系數(shù)，故故知足齒根曲折疲憊強(qiáng)度要求。齒輪傳動其余幾何尺寸各齒輪的尺寸及參數(shù)計(jì)算詳見下表。圓柱齒輪幾何尺寸表序號項(xiàng)目代號計(jì)算公式1齒輪1/齒數(shù)/齒輪22法面模數(shù)(mm)/3端面模數(shù)(mm)4法面壓力角（度)/端面壓力角（度)6齒頂高系數(shù)/7頂隙系數(shù)/8標(biāo)準(zhǔn)中心距(mm)a實(shí)質(zhì)中心距(mm)10螺旋角/11變位系數(shù)齒輪1齒輪212齒頂高(mm)齒輪1齒輪213齒根高(mm)齒輪1齒輪214分度圓直徑(mm)齒輪1齒輪215齒頂圓直徑(mm)齒輪1da=d+2xha齒輪216齒根圓直徑(mm)齒輪1df=d-2xhf齒輪2計(jì)算結(jié)果218522.0572020.56610.2510

8、910900222.52.543.189174.81147.189178.81138.189169.811選擇齒輪資料、熱辦理方式和精度等級與高速級同樣，低速級大、小齒輪均采納45#鋼，采納軟齒面，小齒輪調(diào)制辦理，齒面硬度為21725HBW，均勻硬度為236HBW；為保證小齒輪比大齒輪擁有更好的機(jī)械性能，大齒輪正火辦理，齒面硬度為162217HBW，均勻硬度為190HBW。大小齒輪齒面評論硬度差為46HBW，在3050HBW之間。采納8級精度。初步計(jì)算傳動主要尺寸因是閉式軟齒面?zhèn)鲃樱待X面接觸疲憊強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)式中各參數(shù)為：(1)小齒輪傳達(dá)的轉(zhuǎn)矩。(2)設(shè)計(jì)時，因v值未知，不可以確立，故可

9、初選載荷系數(shù)Kt，此處初取=1.11.8Kt=1.3。(3)由參照文件1表8.6取齒寬系數(shù)。(4)由參照文件1表8.5查得彈性系數(shù)。(5)由參照文件1圖8.14查得節(jié)點(diǎn)地區(qū)系數(shù)。(6)齒數(shù)比。(7)初選=23,則，取。傳動比偏差1.212mm齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離10mm機(jī)蓋、機(jī)座肋厚、軸承端蓋外徑軸承座孔徑+(55.5)視詳細(xì)軸承而定軸承端蓋凸緣厚度e(11.2)9mm軸承旁連結(jié)螺栓距離ss視詳細(xì)軸承而定3.2草圖第一階段間距確立(1)取中間軸上兩齒輪軸向間距。因采納油潤滑，軸承外圈端面至機(jī)體內(nèi)壁的距離要留出安置擋油板的空間，取；取擋油板寬度C=4mm。取中間軸上齒輪2端面至機(jī)體內(nèi)壁的距離高速

10、軸軸系零件設(shè)計(jì)(1)選擇軸的資料因傳達(dá)功率不大，且對證量與構(gòu)造尺寸無特別要求，應(yīng)采納45鋼并進(jìn)行調(diào)制辦理。(2)初步軸徑，并依據(jù)相當(dāng)聯(lián)軸器的尺寸確立軸徑和長度關(guān)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，由參照文件3第759頁得，C=97106，考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小，取C=97，則考慮鍵槽影響，取。確立軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減速器輸出軸的跨距不大，且工作溫度變化不大，故軸向固定采納兩頭固定方式。聯(lián)軸器及軸段前面計(jì)算的即為軸段的直徑，又考慮軸段上安裝聯(lián)軸器，所以軸段的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時進(jìn)行。1表13.1取KA，計(jì)算轉(zhuǎn)矩由前面設(shè)計(jì)可知，采納彈性柱銷聯(lián)軸器。查文件=1.5由參照文件2表13.1查問可得GB/T

11、5014-2003中的LH1型彈性柱銷聯(lián)軸器切合要求，其參數(shù)為：公稱轉(zhuǎn)矩160Nm，許用轉(zhuǎn)速為7100r/min，軸孔直徑范圍是1224mm。知足電動機(jī)軸徑要求。取與軸相連端軸徑16mm，軸孔長度30mm，J型軸孔，采納A型鍵，聯(lián)軸器主動端代號為。相應(yīng)的，軸段的直徑，軸段長度應(yīng)當(dāng)比聯(lián)軸器略短，故取其長度為l1=28mm(5)密封圈與軸段聯(lián)軸器右端采納軸肩固定，取軸肩高度h=1mm，則軸段的直徑d_2=18mm。軸承與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知，軸承種類為角接觸軸承，暫取軸承型號為7304C，由文件2表查得內(nèi)徑d=20mm，外徑D=52mm，寬度B=15mm，定位軸肩直徑軸段的直徑。軸段的直徑應(yīng)與軸

12、段同樣，即。軸段因?yàn)辇X輪齒根圓直徑較小，若選擇，故軸與齒輪應(yīng)做成齒輪軸，取過渡軸段齒輪軸段12.2，。故取。軸段在軸段和齒輪軸段間取過渡軸段段(10)機(jī)體與軸段的長度e=9mm。因?yàn)樗x聯(lián)軸器不影響軸承端蓋螺栓的因采納凸緣式軸承蓋，其凸緣厚度拆卸，軸肩與軸承端蓋之間的空隙取K=10mm。在確立齒輪、機(jī)體、軸承、軸承蓋的互相地點(diǎn)與尺寸以后，即可確立各軸段的長度。取軸段的長度；軸段的長度；軸段的長度；軸段的長度。軸的各部分尺寸均確立。取聯(lián)軸器輪轂中間地點(diǎn)為力的作用點(diǎn)，可得跨距；。達(dá)成的構(gòu)造草圖以下所示。(11)鍵連結(jié)設(shè)計(jì)聯(lián)軸器與軸之間采納A型一般平鍵連結(jié)，型號為：鍵，h=5，。中間軸軸系零件設(shè)計(jì)選

13、擇軸的資料因傳達(dá)功率不大，且對證量與構(gòu)造尺寸無特別要求，應(yīng)采納45鋼并進(jìn)行調(diào)制辦理。(2)初步軸徑，并依據(jù)相當(dāng)聯(lián)軸器的尺寸確立軸徑和長度關(guān)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，由參照文件3第759頁得，C=97106，考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小，取C=97，則確立軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減速器輸出軸的跨距不大，且工作溫度變化不大，故軸向固定采納兩頭固定方式。軸承與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知，軸承種類為角接觸軸承，暫取軸承型號為7305C，由文件2表12.2查得內(nèi)徑d=25mm，外徑D=62mm，寬度B=17mm，定位軸肩直徑，。故軸段的直徑。軸段的直徑應(yīng)與軸段同樣，即。齒輪3與軸段為了便于齒輪的安裝，應(yīng)略大于，取

14、，齒輪3左端用套筒固定，則軸段的長度應(yīng)略小于齒輪3的寬度，取。(6)軸段齒輪3右端用軸肩固定，取。(7)齒輪2與軸段齒輪2左端也用軸肩固定?？扇。X輪2右端用套筒固定，則軸段的長度應(yīng)略小于齒輪2的寬度，取。(8)軸段的長度達(dá)成的構(gòu)造草圖以下所示。(9)鍵連結(jié)設(shè)計(jì)齒輪2、齒輪3與軸之間采納A型一般平鍵連結(jié)，型號分別為：鍵，h=7，；鍵，h=7，。低速軸軸系零件設(shè)計(jì)選擇軸的資料因傳達(dá)功率不大，且對證量與構(gòu)造尺寸無特別要求，應(yīng)采納(2)初步軸徑，并依據(jù)相當(dāng)聯(lián)軸器的尺寸確立軸徑關(guān)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，取C=97，則45鋼并進(jìn)行調(diào)制辦理。和長度考慮鍵槽影響，取。確立軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減速器輸

15、出軸的跨距不大，且工作溫度變化不大，故軸向固定采納兩頭固定方式。聯(lián)軸器及軸段前面計(jì)算的即為軸段的直徑，又考慮軸段上安裝聯(lián)軸器，所以軸段的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時進(jìn)行。1表12.1取KA，計(jì)算轉(zhuǎn)矩由前面設(shè)計(jì)可知，采納彈性柱銷聯(lián)軸器。查文件=1.5由參照文件2表13.1查問可得GB/T5014-2003中公稱轉(zhuǎn)矩630Nm的彈性柱銷聯(lián)軸器知足要求，其許用轉(zhuǎn)速為5000r/min，軸孔直徑范圍是30-48mm。取與軸相連端軸徑32mm，軸孔長度為，J型軸孔。相應(yīng)的，軸段的直徑，取其長度為l1=58mm。密封圈與軸段聯(lián)軸器右端采納軸肩固定，取軸段的直徑。軸承與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知，軸承種類為深溝球軸承

16、，暫取軸承型號為6208，由文件2表12.1查得內(nèi)徑d=40mm，外徑D=80mm，寬度B=18mm，定位軸肩直徑，。故軸段的直徑。軸段的直徑應(yīng)與軸段同樣，即。軸段為了便于齒輪的安裝，應(yīng)略大于，取，齒輪3右端用擋油板固定，則軸段的長度應(yīng)略小于齒輪4的寬度，取。(8)軸段齒輪4右端用軸肩固定，取。(9)軸段取過渡軸段直徑。(10)機(jī)體與軸段的長度因采納凸緣式軸承蓋，其凸緣厚度e=9mm。因?yàn)樗x聯(lián)軸器不影響軸承端蓋螺栓的拆卸，軸肩與軸承端蓋之間的空隙取K=10mm。在確立齒輪、機(jī)體、軸承、軸承蓋的互相地點(diǎn)與尺寸以后，即可確立各軸段的長度。取軸段的長度；軸段的長度；軸段的長度；取軸段的長度；取軸段

17、的長度軸的各部分尺寸均確立。取聯(lián)軸器輪轂中間地點(diǎn)為力的作用點(diǎn)，可得跨距；。達(dá)成的構(gòu)造草圖以下所示。(11)鍵連結(jié)設(shè)計(jì)4與軸之間采納A型一般平鍵連結(jié)，型號分別為：聯(lián)軸器、和齒輪鍵，h=8，。鍵，h=8，。軸系零件校核計(jì)算本設(shè)計(jì)已達(dá)成高、中、低速軸的軸系零件校核計(jì)算，均知足設(shè)計(jì)要求，此處只給出低速軸校核計(jì)算過程。軸的受力剖析畫受力簡圖圓周力徑向力計(jì)算支反力N軸承1的總的支反力為軸承2的總的支反力為畫彎矩圖在水平面上,軸承1處，A-A面左邊A-A面右邊=垂直面上，彎矩為A-A面左邊A-A面右邊88mm114mm61mm269800畫轉(zhuǎn)矩圖校核軸的強(qiáng)度A-A剖面右邊彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，為危險截面。該截面抗

18、彎模量為該截面的抗扭截面模量為曲折應(yīng)力扭剪應(yīng)力調(diào)質(zhì)辦理的45鋼，由參照文件3能夠查得，=155MPa；資料等效系數(shù)，。1附表10.3得：鍵槽惹起的應(yīng)力集中系數(shù)可由參照文件，。=1.625查參照文件1附圖10.1得，。查參照文件1附圖10.1與附表10.2得。由此，安全系數(shù)計(jì)算以下：由參照文件1表10.5得許用安全系數(shù)S=1.31.5，明顯SS，故A-A截面安全。校核鍵連結(jié)的強(qiáng)度滾筒與軸連結(jié)處為平鍵連結(jié)，擠壓應(yīng)力式中：d鍵連結(jié)處的軸徑，mm；T傳達(dá)的轉(zhuǎn)矩，Nmm；h鍵的高度，mm；l鍵連結(jié)長度，mm；故鍵、軸資料均為45鋼，。，故強(qiáng)度知足需要。=120150MPa校核軸承強(qiáng)度由參照文件2查得62

19、08軸承的向力，軸承1的工作環(huán)境比軸承2工作環(huán)境惡劣，故只要校核軸承計(jì)算當(dāng)量動載荷。軸承工作環(huán)境無軸2。此中，X為動載荷徑向系數(shù)，為軸承徑向載荷。由參照文件1表11.12可知，X=1。則(5)校核軸承壽命軸承在100下工作，軸承壽命為。依據(jù)其載荷性質(zhì)，取。已知減速器使用五年，三班工作制，則預(yù)期壽命為軸承壽命很豐裕。3.3草圖第二階段傳動件的構(gòu)造設(shè)計(jì)齒輪2構(gòu)造設(shè)計(jì)齒輪2齒頂圓直徑178.81mm，為了減少質(zhì)量和節(jié)儉資料，采納腹板式構(gòu)造。采納自由鍛毛坯構(gòu)造，以下列圖所示。圖中各尺寸以下：取，為增強(qiáng)齒根部強(qiáng)度，取取c=10mm齒輪3構(gòu)造設(shè)計(jì)齒輪3齒頂圓直徑75mm，做成實(shí)心式構(gòu)造。(3)齒輪4構(gòu)造設(shè)

20、計(jì)，為了減少質(zhì)量和節(jié)儉資料，采納腹板式構(gòu)造。齒輪4齒頂圓直徑195mm考慮節(jié)儉成本，采納自由鍛毛坯構(gòu)造，如前圖所示。圖中各尺寸以下：取，取取c=18mm取取軸承端蓋的設(shè)計(jì)采納凸緣式軸承端蓋，構(gòu)造以下列圖所示：高速軸軸承端蓋設(shè)計(jì)由前面設(shè)計(jì)可知，軸承外徑D=52mm，中間軸軸承端蓋設(shè)計(jì)由前面設(shè)計(jì)可知，軸承外徑D=62mm，低速軸軸承端蓋設(shè)計(jì)，取，取。由前面設(shè)計(jì)可知，軸承外徑D=80mm，取。由參照文件2表14.4可知，擋油板的設(shè)計(jì)擋油板構(gòu)造如左圖所示套筒設(shè)計(jì)中間軸套筒設(shè)計(jì)取內(nèi)徑，外徑，長度l=14mm。取內(nèi)徑，外徑，長度l=17mm低速軸套筒設(shè)計(jì)取內(nèi)徑，外徑，長度=5mm，=12mm。3.4草圖第

21、三階段減速器機(jī)體的構(gòu)造設(shè)計(jì)機(jī)體中心高和油面地點(diǎn)確實(shí)定為防備浸油齒輪將油池底部堆積物攪起，大齒輪的齒頂圓到油池底面的距離應(yīng)不小于3050mm。應(yīng)保證齒輪浸入深度應(yīng)不小于10mm，最高油面應(yīng)比最低油面超出1015mm，且齒輪浸油深度最多不超出齒輪半徑的1/3。依據(jù)以上原則，選擇機(jī)體中心高H=165mm，油面高度為65mm，知足以上要求。驗(yàn)算油量：單級減速器傳達(dá)1kW功率需要油量為0.350.7，本設(shè)計(jì)為二級齒輪減速器，傳達(dá)的需油量油池容量，知足設(shè)計(jì)，潤滑條件較好。其余構(gòu)造設(shè)計(jì)詳見A0圖紙。減速器的附件設(shè)計(jì)窺視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區(qū)的地點(diǎn)，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與鍛造的凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片增強(qiáng)密封，蓋板用鋼板焊接制成，用M6螺栓緊固。按要求選用A=90,B=60，A1=120，B1=90，C=105，C1=70，C2=75，R=5,螺釘尺寸M620螺釘數(shù)量為4，詳細(xì)尺寸