《機械設計課程設計-帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器設計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械設計課程設計-帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器設計.doc（24頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、計 算 項 目 及 內(nèi) 容主要結果目錄第一章 設計任務書2第二章 傳動方案的擬定3第三章 電動機的選取計算3第四章 V帶選擇6第五章 齒輪設計7第六章 軸的設計與校核13第七章 軸承的校核22第八章 鍵的選擇24第九章 聯(lián)軸器的選擇24第十章 潤滑與密封25第十一章 設計小節(jié)25第十二章 參考資料28第一章設計任務書：一、課程設計題目設計一用于帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器。運輸機連續(xù)工作，單向運轉，載荷變化不大，空載啟動。減速器小批量生產(chǎn)。使用期限10年，兩班制工作。運輸帶容許速度誤差為5%。原始數(shù)據(jù)：第1組：運輸帶拉力F=2300N，運輸帶速度v=1.5m/s，卷筒直徑D=400mm。原

2、始數(shù)據(jù)運輸帶拉力F(N)運輸帶速度v(m/s)卷筒直徑D(mm)第1組23001.5400二、課程設計內(nèi)容、傳動方案的分析、電動機的選擇、與傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算；、傳動零件（如齒輪、帶傳動），軸系零件的設計；、連接件、密封、潤滑條件的選擇；、裝配草圖的設計；、箱體結構的設計；、裝配圖和零件圖的設計；9、設計計算說明書的編寫。三、課程設計的要求、減速器裝配圖一張（號圖紙）；、零件工作圖兩張（中間傳動軸零件圖，齒輪零件圖）；、設計計算說明書一份（包括總結）；、時間：12月221月9號。課程設計完成后進行答辯。第二章傳動方案的分析與擬定本設計采用帶傳動和單級圓柱齒輪傳動，傳動見圖如圖。第三章

3、電動機的選取計算一、電動機的選?。?、選擇電動機類型：按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三項異步電動機，電壓380V2、選擇電動機容量：運輸帶拉力F=2300N，運輸帶速度v=1.5m/s， 工作機所需功率為：=傳動裝置的總效率：=V帶傳動效率，深溝球軸承傳動效率（一對），直齒圓柱齒輪傳動效率=0.97，聯(lián)軸器傳動效率=0.995，卷筒傳動效率=0.96= 電動機輸出功率為：所選電動機額定功率為4kw3、確定電動機轉速：滾筒軸工作轉速：=V帶傳動比常用范圍為，單級圓柱齒輪減速器傳動比，總傳動比范圍，總傳動比范圍，故電動機轉速范圍：選擇同步轉速為1000r/min，電動機型號為：Y132M1

4、-6，滿載轉速960r/min總傳動比為：選取，則，所以二、各級轉速計算：三、傳動裝置的運動和動力參數(shù)電動機：軸1（高速軸）： 軸2（低速軸）： 軸各軸的輸出功率和輸出轉矩分別為各軸輸入功率和輸入轉矩乘軸承效率：將上述參數(shù)匯成表格：軸名功率P/kw轉矩T/N.m轉速n/（r/min）輸入輸出輸入輸出電動機1軸2軸3.803.6543.763.61107.36494.84106.29489.909603380370.40第四章 V帶選擇一、定V帶型號和帶輪直徑： 工作情況系數(shù)：查表得， 計算功率： 選帶型號：選A型 小帶輪直徑：查相關手冊，取 大帶輪直徑： （設） 大帶輪轉速：二、求中心距和帶長

5、 中心距： 取 =700mm 取帶長Ld=2240mm 。 四、小輪包角：包角驗算合格。四、求帶根數(shù)：由表11.8，由表11.7， 由表11.12，由表11.10， 帶速： 傳動比： 五、求軸上載荷： 初拉力： 軸上的壓力：小帶輪大帶輪小帶輪包角直徑125355轉速960338.03帶型號A中心距729帶長2240帶速 6.283傳動比2.84帶根數(shù)3軸上載荷1096.7第五章 斜齒圓柱齒輪的設計 功率小，采用8精度閉式軟齒面，按解除疲勞強度設計中心距，按彎曲疲勞強度校核，因傳動尺寸無嚴格限制，小批量生產(chǎn)，故小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度270HBS，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HB

6、S，計算步驟如下：一、齒面接觸疲勞計算：1、初步計算： 轉速： 接觸疲勞極限設計，查圖表可得： 2、強度設計： 傳動中有輕微沖擊，載荷平穩(wěn)，取K=1.1齒寬系數(shù)，初選螺旋角為3、中心距、模數(shù)及螺旋角的確定： 取， 圓整法面模數(shù)確定中心距圓整中心距齒寬 二、齒根彎曲疲勞計算 當量齒數(shù)： 查表可得：小齒輪齒形系數(shù) 大齒輪齒形系數(shù) 強度校核合格。三、齒輪的圓周速度校核 滿足8精度要求。四、齒輪各參數(shù)的計算 1、小齒輪： 分度圓直徑 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 端面齒厚： 2、大齒輪： 分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 斷面齒厚： 傳動無過載，故不作靜強度校核。齒輪1齒輪2模數(shù)2.52.5法向

7、壓力角螺旋角分度圓直徑55.0265.0齒頂高2.52.5齒根高3.1253.125齒頂圓直徑60270齒根圓直徑48.85258.85標準中心距160傳動比4.80第六章 軸的設計與校核一、高速軸的設計：1、高速軸材料的選擇： 由于小齒輪較小，則高速軸設計為齒輪軸，選材與小齒輪材料相同，為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，系數(shù)A選105， 2、初步估算軸頸： 因軸上有鍵槽，故增大4%，圓整為25mm。3、初選深溝球軸承：6307，d=35mm，D=72mm，B=17mm4、軸的結構設計： A 計算小齒輪的受力情況： 切向力： 軸向力： 徑向力： B 根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出軸的

8、結構，如圖6-1-1：圖6-1-1C、計算軸的受力： 受力圖見圖6-1-2：圖6-1-2D、 計算軸承的支反力： Z方向的支反力： X方向的支反力： E、扭矩校核：如圖6-1-3所示： 圖6-1-3 扭矩校核合格。 F、畫軸彎矩圖：簡易法做出彎矩圖，如下，YZ面內(nèi)彎矩圖：，見圖6-1-4；XY面彎矩圖：，見圖6-1-5;合成彎矩圖：，見圖6-1-6 ；圖6-1-4圖6-1-5圖6-1-6 當量彎矩的計算：材料40Cr，許用應力值：用插入法由表查得： 應力校正系數(shù)：當量彎矩 其中與扭矩合成的當量彎矩圖，見圖6-1-7，： 圖6-1-7 G、校核軸頸的危險截面：危險截面取圖6-1-1中所示，1、2

9、、3、4四個危險截面，計算軸徑： （鍵槽處以應力集中，故軸徑應增大4%）二、低速軸的設計：1、低速軸材料的選擇： 選材為45鋼，調(diào)質(zhì)處理， 系數(shù)A取115，2、初步估算軸徑： 有鍵槽存在，增大4%， 圓整到45mm3、初選深溝球軸承：6311，D=10，B=214、軸的結構設計：A、計算齒輪受力： 切向力： 軸向力： 徑向力： B、 根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出軸的結構，如圖：6-2-1圖6-2-1各軸徑如圖6-2-1所示。 C、受力圖如圖6-2-2圖6-2-2D、靜力分析，計算各軸承的支反力： X方向受力： Z方向受力： E、扭矩校核作扭矩圖如圖6-2-3所示。圖6-

10、2-3 扭矩校核合格。 F、畫軸彎矩圖：簡易法做出彎矩圖，如下，YZ面內(nèi)彎矩圖：，見圖6-2-4；XY面彎矩圖：，見圖6-2-5;合成彎矩圖：，見圖6-2-6 ； 圖6-2-4圖6-2-5圖6-2-66、畫軸轉矩圖 軸受轉距： 轉距圖：見圖6-2-8圖6-2-87、許用應力 許用應力值：表查得：， 應力校正系數(shù)：8、畫當量彎矩圖 當量轉距：，見圖 當量彎矩： 當量彎矩圖：見圖6-2-9圖6-2-99、校核軸頸 軸頸：第七章 軸承的校核：一、1軸軸承的校核：1、初選軸承型號為6307，其主要參數(shù)：2、計算當量動載荷： 齒輪為圓柱齒輪，軸承不受軸向力。所以， 當量動載荷 軸承1所受軸向力： 軸承2

11、所受軸向力： 只需校核軸承2即可（因載荷變化不大，工作溫度在以下，查表得）3、軸承壽命計算： 軸承2的壽命為：約為3.4年，為安全起見，每3年更換一次二、2軸軸承校核1、初選軸承型號為6311，其主要參數(shù)：2、計算當量動載荷： 齒輪為圓柱齒輪，軸承不受軸向力。所以， 當量動載荷 軸承1所受軸向力： 軸承2所受軸向力：（因載荷變化不大，工作溫度在以下，查表得）3、軸承壽命計算： 軸承的壽命為：58400h不需要更換第八章 鍵的選擇一、1軸上的鍵：由于軸轂連接為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸直徑為，軸段長，鍵長，查手冊得：時，鍵寬，鍵高二、2軸上的鍵：1、與齒輪連接處： 與

12、齒輪連接處為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸頸為，軸段長,鍵長，查手冊得：時，鍵寬，鍵高。2、與聯(lián)軸器連接處： 與齒輪連接處為靜連接，因此選用普通平鍵連接，端部類型為雙圓頭平鍵。軸頸為，軸段長,鍵長，查手冊得：時，鍵寬，鍵高。第九章 聯(lián)軸器的選擇 因軸2轉速不高（），因此選用凸緣聯(lián)軸器。軸頸為選用YL9型聯(lián)軸器。主動端鍵為軸2上的鍵，為A型，從動端選擇鍵為B型，因此選擇的聯(lián)軸器標記為： 聯(lián)軸器第十章 潤滑與密封一、齒輪的潤滑齒輪采用浸油潤滑。當齒輪圓周速度時，圓柱齒輪浸入油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x。軸承潤滑采用潤滑脂，潤滑脂的加入量為

13、軸承空隙體積的，采用稠度較小潤滑脂。二、滾動軸承的潤滑由于軸承周向轉速大于500r/min，所以采用油潤滑。三、潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置為小型機床齒輪箱，選用L-AN22潤滑油。四、密封方法的選取 防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?。選用嵌入式端蓋易于調(diào)整，內(nèi)圈采用封油圈進行密封；油尺處以及排油孔處用石棉橡膠紙密封；視孔蓋處用石棉橡膠紙密封。第十一章 設計小節(jié)為期三周的課程設計終于在緊張的節(jié)奏中接近尾聲，三周的時間，同學們都受益匪淺，它是繁忙的，但更是充實的。機械設計課程設計，是機械設計課程的最后一個重要教學環(huán)節(jié)，是我們車輛工程專業(yè)第一次也是最重

14、要的一次較全面地運用兩年來所學各方面機械類知識進行實踐性訓練的重要環(huán)節(jié)，它牽涉到了兩年來所學的有關機械類方面課程如畫法幾何及工程制圖、理論力學、材料力學以及精密機械與儀器設計的內(nèi)容，還牽涉到了以前所學習的材料力學、流體力學等課程內(nèi)容，可以說它是對兩年多來前面所學各課程的一個很好總結，更是一個前所未有的實踐性挑戰(zhàn)！三周的時間，是漫長的?？梢钥闯觯惶焯?，同學們大都是一步步熬過來的，由于像對軸，齒輪以及鍵的選材等部分內(nèi)容比較難，這要花費我們一部分時間去一點一點兒的查找資料學習，在加上校核的反復性，說是熬過來的一點兒也不為過。但三周的時間，也是短暫的。超負荷的工作量，讓我們從早上8點到晚上將近10點

15、除了吃飯把所有的時間都泡在了專業(yè)設計教室中，但仍然感覺時間是那么的不夠用。無論如何，沒有人放棄，大家都堅強的挺了過來。課程設計共分為三個階段：第一階段：根據(jù)所選設計方案及數(shù)據(jù)進行電動機，減速器等各部件的選擇，并對所選各零件進行選材處理；對所設計各軸、齒輪進行各種周向、軸向力校核，看是否滿足要求，該階段是一個往復的過程，需要花費大量時間進行多次校核處理，所以花費時間要比原計劃的多些，其地位極其重要，因為第二階段一張裝配圖、兩張零件圖的繪制要以此為依據(jù)，另外，第三階段寫設計說明書的各種數(shù)據(jù)也均來自這些運算中。第二階段：在電腦上運用AutoCAD將所設計方案中減速器部分繪制于圖紙上，另外，還要再選擇

16、自己設計方案中另外兩個零件（一般選擇一個齒輪一根軸）分別繪制。它沒有因為第一階段的出色完成而變得容易，特別是對裝配圖的繪制，為了使自己所設計方案能更好的繪制于圖紙上，為了使其分布更為合理，大部分同學對第一階段所算些許數(shù)據(jù)都進行了或多或少的改正、重新選擇、重新校核處理，該階段原打算一周完成，但它是檢驗成績是否合格最為重要的依據(jù)。第三階段：根據(jù)前兩階段的設計如實寫下說明書，設計的各項目都要書寫清楚，另外，進行第一階段中所查各種資料全稱要注于設計說明欄中。當然，該階段的進行同自己在第一階段中所處理各數(shù)據(jù)及第二階段所繪制裝配圖以及零件圖相匹配。三周的課程設計，要談感受，沒有人說自己認識不深刻的，它不但

17、花去了我們大量的勞力精力，更耗費了大量的腦力精力，但相應的，我們得到的也很多。通過這次課程設計，使我們學到了很多僅靠課本不能學到的知識，還學到了些以前沒有講過的知識；另外，加深了對以前學過的相關機械設計方面的知識，對今后的社會實踐及就業(yè)無疑起到重要作用。三周的時間，大家是繁忙的，但更是充實的。第十二章 參考資料1邱宣懷.機械設計M.北京：高等教育出版社，1997.2何銘新，錢可強.機械制圖M.北京：高等教育出版社，2004.3吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊M.北京：高等教育出版社，1992.4王大康，盧頌峰.機械設計課程設計M.北京：北京工業(yè)大學出版社，2000.5席偉光，楊光，李波.機械設計課程設計M.北京：高等教育出版社，2003.=3.59kw=0.898選8級精度所以：合成彎矩