個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用目錄一設(shè)計(jì)題目3二應(yīng)完成的工作 3三傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 31.電動(dòng)機(jī)的選擇42.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 43.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 54.V帶的設(shè)計(jì)和帶輪設(shè)計(jì) 65.齒輪的設(shè)計(jì)76.傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 97.鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算 148.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)17四.設(shè)計(jì)小結(jié)18五參考資料.18個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用一、設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減速器 <斜齒）給定數(shù)據(jù)及要求：已知條件：運(yùn)輸帶拉力 F(N>=2600N.m；運(yùn)輸帶工作速度v=1.6m/s；滾筒直徑D=450mm；二、應(yīng)完成的工作減速器裝配圖1張；零件工作圖1—2張<從動(dòng)軸、齒輪）設(shè)計(jì)說明書1份。三、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 :組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將 V帶設(shè)置在高速級(jí)。其傳動(dòng)方案如下：個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。選擇V帶傳動(dòng)和一級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)裝置的總效率為V帶的傳動(dòng)效率,為軸承的效率，為對(duì)齒輪傳動(dòng)的效率，<齒輪為7級(jí)精度，油脂潤(rùn)滑）為聯(lián)軸器的效率，為滾筒的效率查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知：η帶＝0.96η齒＝0.97η軸＝0.98η聯(lián)＝0.99η卷＝0.96ηα=η帶η齒η4軸η聯(lián)η卷=0.96*0.97*0.984*0.99*0.96=0.81631.電動(dòng)機(jī)的選擇工作機(jī)功率： Pw=FNV/1000=2600*1.6/1000=4.16kw電動(dòng)機(jī)功率： Pd=Pw/ηa=4.16/0.8163=5.10kw滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：n＝ = =67.94r/min，經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍， V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i＝2～4，一級(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i×n＝<6～24）×69.94r/min＝419.64～1678.56r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、效率和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y132M2—6的三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)型號(hào) /kw /(r/min>同步轉(zhuǎn) 滿載速 轉(zhuǎn)速Y132M2-6 5.5 1000 960滿載轉(zhuǎn)速 960r/min，同步轉(zhuǎn)速1000r/min，重量84kg，額定電流12.6A。個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比<1）總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n滿和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為 ＝n滿/n＝960/67.94＝14.13<2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比＝ ×式中 分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取 ＝3.0<實(shí)際的傳動(dòng)比要在設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)時(shí)，由所選大、小帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計(jì)算），則減速器傳動(dòng)比為＝14.13/3.0＝4.71計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)軸為軸I,減速器高速軸為軸II,低速軸為軸III，卷筒軸為軸IV<1） 各軸轉(zhuǎn)速＝ ＝960r/min＝ ＝960/3.0＝320r/min/＝320/4.71=67.94r/min=67.94r/min由于 與 的誤差在５%之內(nèi)，所以上述選取的傳動(dòng)比合理。<2）各軸輸入功率＝ ＝5.10kW＝ ＝5.10×0.96＝4.90kW＝ ＝4.90×0.97×0.98＝4.66kW＝ =4.66×0.99×0.98＝4.52kW3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩３、軸輸入轉(zhuǎn)矩N·m個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用N·mN·mN·m運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表工程電動(dòng)機(jī)軸高速軸II低速軸III卷筒軸IVI轉(zhuǎn)速/(r/min>96032067.9467.94功率/KW5.104.904.664.52轉(zhuǎn)矩/(N.m>50.73146.23655.03635.35傳動(dòng)比3.004.71１效率η0.960.950.974.V帶的設(shè)計(jì)和帶輪設(shè)計(jì)(1>確定V帶型號(hào)，由書上表得 kA=1.2,Pc=Pd×KA=1.2 5.10=6.12kw又960r/min由書上圖確定選取B型普通V帶。小帶輪D不小于125。小帶輪現(xiàn)取=125mm，得標(biāo)準(zhǔn)化取 =375mm驗(yàn)算帶速：帶速在5—25m/s范圍內(nèi)，合適(3>確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 和中心距a初取中心距符合個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用由書上表13-2，確定B型帶長(zhǎng) =2500mm確定實(shí)際中心距(5>驗(yàn)算小帶輪的包角(6>計(jì)算V帶的根數(shù):Z960r/min,=125mm由書上表13-3得，額定功率：=1.64kw由書上表13-5得，功率增量：=0.30kw(i>2>由書上表13-7得，包角系數(shù)：由書上表13-2得，帶長(zhǎng)系數(shù)由因結(jié)果只比3小一點(diǎn)，可取Z=3,即需3根Z型V帶(7>計(jì)算初拉力 及作用在軸上的力①由書上表13-1得V帶每M長(zhǎng)質(zhì)量為q=0.17kg/m根據(jù)書上計(jì)算公式得：②壓軸力 ，根據(jù)書上公式得：5.齒輪的設(shè)計(jì)1.選擇齒輪材料、熱處理、精度等級(jí)、許用應(yīng)力及齒數(shù)材料：所設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)屬于閉式傳動(dòng)，為使結(jié)構(gòu)緊湊，小齒輪選用20CrMnTi合金鋼,該對(duì)齒輪為硬齒面齒輪，熱處理工藝：滲碳淬火,齒面硬度56-62HRC，=1500 ， =850 。大齒輪選用 20CrMnTi合金鋼,該對(duì)齒輪為硬齒面?zhèn)€人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用齒輪，熱處理工藝：滲碳淬火,齒面硬度

56-62HRC，

=1500

，=850

。運(yùn)輸機(jī)一般工作機(jī)器，速度不高，因此由表可選擇齒輪精度為

7級(jí)。２、按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算及計(jì)算傳動(dòng)的幾何尺寸取齒輪按7級(jí)精度制造。查表１１－３和表１１－６，由于硬齒面齒輪取載荷系數(shù)Ｋ＝1.3，齒寬系數(shù)小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：初選螺旋角：取齒數(shù) =30，u=i=4.71， =4.71× =141.3，取 =142實(shí)際傳動(dòng)比 = / =142/30=4.73傳動(dòng)比相對(duì)誤差為 ，齒數(shù)選擇滿足要求齒形系數(shù)： ，查圖１１－８，得，查圖１１－９，得，因?yàn)椋核?，?yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。法向模數(shù)：個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用查表４－１，得取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)中心距： 取確定螺旋角：與初選螺旋角 相近。齒輪分度圓直徑：齒寬：取 ，３、驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度由于 故接觸疲勞強(qiáng)度足夠。４、齒輪的圓周速度：傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)⑴.求輸出軸上的功率 P，轉(zhuǎn)速 ，轉(zhuǎn)矩P=4.66 KW=4.57KW=67.94r/min =655.03 N．m=641.93N.m.求作用在齒輪上的力已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為=184.93個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用而F==6942.41NF=F

NF=Ftan

=6942.41×tan

=2030.10N⑶.初步確定軸的最小直徑先按課本14-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本表14-2取mm=44.74mm輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑軸器吻合,故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)查課本表17-1選取

,為了使所選的軸與聯(lián)因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 ,所以查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 12-1選取LH4型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nm,半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的長(zhǎng)度為。⑷.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度①為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩,故?、?Ⅲ的直徑。左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑半聯(lián)軸器與.為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上,故Ⅰ-Ⅱ的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些,現(xiàn)取.②初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列角接觸球軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列角接觸球軸承7011C型.DB軸承代號(hào)55901865.479.77011C55901965.579.77011AC551002268.986.17211C551002168.986.17211AC551002172.483.47211B551202980.596.37211B個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用對(duì)于選取的單向角接觸球軸承其尺寸為的故 。而 .右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位 .由手冊(cè)上查得 7011C型軸承定位軸肩高度③取安裝齒輪處的軸段 。齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位.已知齒輪 的寬度為 42mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪 ,此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度 ,故取 . 齒輪的左端采用軸肩定位 ,軸肩高 3.5,取

,.軸環(huán)寬度

,取

b=8mm.④軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定>.根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ,故取 .⑤取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16 ,兩圓柱齒輪間的距離 c=20到箱體的鑄造誤差 ,在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí) ,應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8 ,已知滾動(dòng)軸承寬度 T=18 ,

.考慮s, 取至此,已初步確定了軸的各端直徑和長(zhǎng)度 .求軸上的載荷首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,確定頂軸承的支點(diǎn)位置時(shí),查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表.對(duì)于7011C型的角接觸球軸承,a=18.7mm,因此,做為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 .個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用從動(dòng)軸的載荷分析圖:個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)=

=前已選軸材料為

45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表15-1得[

]=60MP[]此軸合理安全精確校核軸的疲勞強(qiáng)度.⑴. 判斷危險(xiǎn)截面截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以AⅡⅢB無需校核.從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看,截面Ⅵ和Ⅶ處的配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,從受載來看,截面C上的應(yīng)力最大.截面Ⅵ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同時(shí)軸徑也較大,故不必做強(qiáng)度校核.截面C上雖然應(yīng)力最大,但是應(yīng)力集中不大,而且這里的直徑最大,故C截面也不必做強(qiáng)度校核,截面Ⅳ和Ⅴ顯然更加不必要做強(qiáng)度校核.由第3章的附錄可知,鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而,該軸只需膠合截面Ⅶ左右兩側(cè)需驗(yàn)證即可.⑵. 截面Ⅶ左側(cè)?？箯澫禂?shù) W=0.1 = 0.1 =12500抗扭系數(shù) =0.2 =0.2 =25000截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩 M為截面Ⅳ上的扭矩 為 =486.07截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力= =軸的材料為45鋼。調(diào)質(zhì)處理。由課本表查得：因經(jīng)插入后得2.0 =1.31個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用軸性系數(shù)為=0.85K=1+=1.82K=1+<-1）=1.26所以綜合系數(shù)為：K=2.8K=1.62碳鋼的特性系數(shù)取0.1取0.05安全系數(shù)S=25.13S13.71≥S=1.5所以它是安全的截面Ⅳ右側(cè)同理，也是安全的。7.鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算1.選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般7級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用普通平鍵A型根據(jù)=48mm=65mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取：2.聯(lián)軸器和帶輪鍵的選擇=48mm=29mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，?。郝?lián)軸器b=14h=9L=74帶輪b=8h=7L=38主動(dòng)軸鍵的校核由普通平鍵連接的擠壓強(qiáng)度校核查課本表10-1[ ]=110MP則其工作長(zhǎng)度個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用h≈2k，TⅢ=143.2Nm由式<6-1）得：兩者都合適.8.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造 <HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用 配合.1.機(jī)體有足夠的剛度機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2.考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為3.機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性 .鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便 .對(duì)附件設(shè)計(jì)視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，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)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用 M6緊固油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出 .通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡 .蓋螺釘：?jiǎn)⑸w螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度 .吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體 .減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號(hào)計(jì)算公式箱座壁厚箱蓋壁厚箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度箱座底凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目查手冊(cè)軸承旁聯(lián)接螺栓直徑機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直=<0.5~0.6）徑軸承端蓋螺釘直徑=<0.4~0.5）視孔蓋螺釘直徑=<0.3~0.4）定位銷直徑=<0.7~0.8），，至外機(jī)壁4距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表，至凸緣邊緣距4離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表外機(jī)壁至軸承座端面距++<8~12）離=大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距>1.2離齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離>

結(jié)果109121525M246M12M1010883422182816501510個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用機(jī)蓋，機(jī)座肋厚98.5120<1軸）125<2軸）軸承端蓋外徑+<5~5.5）150<3軸）120<1軸）125<2軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離150<3軸）潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)<1）對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 ，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度.油的深度為H+H=30 =34所以H+ =30+34=64油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大。并勻均布置，保證部分面處的密封性。(2>滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑目的：<1）降低摩擦和磨損；<2）散熱；<3）緩沖、吸振、降低噪音；<4）防銹和密封。潤(rùn)滑方式1、脂潤(rùn)滑——承載大，不易流失，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封和維護(hù)方便，但 Ff大，易于發(fā)熱。適合于不便經(jīng)常維護(hù)，轉(zhuǎn)速不太高的場(chǎng)合。一般潤(rùn)滑劑的填充量<1/3~1/2軸承空間。常用鈣基脂 <T<65℃），鈉基脂、鈣鈉