機械設計基礎課程設計--一級直齒圓柱齒輪減速器

1、<p>　　機械設計基礎課程設計計算說明書</p><p>　　設計題目 一級直齒圓柱齒輪減速器 </p><p>　　系 （院） 城建學院 </p><p>　　班 級 環(huán)設1101 </p><p>　　設 計 者 </p>

2、<p>　　指導教師 </p><p>　　2013年6月24日—7月7日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1：課程設計任務書············&

3、#183;····2</p><p>　　2：傳動方案的擬定·················3</p><p>　　3：電動機的選擇····

4、··············3</p><p>　　4：計算總傳動比和分配各級傳動比··········4</p><p>　　5: 計算傳動裝置的運動

5、和動力參數··········4</p><p>　　6：減速器傳動零件的設計與計算</p><p>　　V帶的設計與計算··············6

6、</p><p>　　齒輪的設計與計算··············8</p><p>　　軸的設計與計算············&#

7、183;··10</p><p>　　7：鍵的選擇與校核·················15</p><p>　　8：潤滑和密封······

8、·············16</p><p>　　9：鑄鐵減速器箱體主要結構設計···········17</p><p>　　10：感想與參考文獻&

9、#183;················19</p><p><b>　　一、設計任務書</b></p><p><b>　　1．傳動方案</b></p><p>

10、;　　電動機——帶傳動——一級圓柱齒輪傳動——工作機</p><p>　　2.齒面硬度：硬齒面</p><p>　　設計功率：工作機功率</p><p><b>　　班制：每日兩班</b></p><p>　　工作年限：8年；大修年限：4年</p><p><b>　　3.已知條件<

11、;/b></p><p>　　輸送帶滾筒直徑D＝300mm</p><p>　　輸送帶工作速度V＝0.7m/s</p><p>　　輸送帶軸所需扭矩T＝900Nm</p><p><b>　　4.設計內容</b></p><p>　　1）一級圓柱齒輪減速器；</p><p

12、>　　2）一根軸的強度校核；</p><p>　　3）圖紙要求：總裝圖1張；零件圖1張（齒輪或軸）</p><p>　　4）計算說明書一份。</p><p>　　二、傳動系統(tǒng)方案的擬定</p><p>　　1.帶式輸送機傳動系統(tǒng)方案如圖所示：（畫方案圖）</p><p>　　2.帶式輸送機由電動機驅動</p

13、><p>　　電動機1將動力傳到帶傳動2，再由帶傳動傳入一級減速器3，再經聯軸器4將動力傳至輸送機滾筒5，帶動輸送帶6工作。傳動系統(tǒng)中采用帶傳動及一級圓柱齒輪減速器，采用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p><b>　　三．計算及說明</b></p><p>　　計算及說明 計算結果</p>

14、;<p><b>　?、烹妱訖C的選擇</b></p><p>　?、匐妱訖C類型與結構形式的選擇</p><p>　　對一般的機械運輸，選用Y系列三相異步電動機，</p><p>　　安裝形式為臥式，機座帶底腳，電壓380V。</p><p><b>　?、陔妱訖C型號的選擇</b><

15、;/p><p><b>　?、彪妱訖C的功率</b></p><p><b>　　滾筒轉速</b></p><p><b>　　設：聯軸器效率</b></p><p>　　一對軸承效率； </p><p>　　閉式圓柱齒輪傳動效率</

16、p><p>　　計算及說明計算結果</p><p><b>　　V帶傳動效率</b></p><p><b>　　工作機所需輸入功率</b></p><p>　　由電動機至運輸帶的傳動總效率為 </p><p>　　則工作機實際需要的電動機輸出功率為 <

17、/p><p>　　根據選取電動機的額定功率</p><p>　　1.電動機型號：Y132M2-6 </p><p><b>　　2.電動機的轉速 </b></p><p>　　V帶傳動比，齒輪傳動比，則 </p><p>　?、朴嬎憧倐鲃颖群头峙涓骷墏鲃颖?lt;/p><p

18、><b>　　傳動裝置的總傳動比</b></p><p><b>　　分配各級傳動比</b></p><p>　?、莻鲃酉到y(tǒng)的運動和動力參數計算</p><p>　　傳動裝置從電動機到工作機有三軸，分別為Ⅰ、Ⅱ、</p><p>　?、筝S，傳動系統(tǒng)各軸的轉速、功率和轉矩計算如下：</p&

19、gt;<p>　　計算及說明計算結果</p><p><b>　?、褫S（電動機軸）</b></p><p>　?、蜉S （減速器高速軸）</p><p><b>　?、筝S（減速器低軸）</b></p><p>　　將計算結果和傳動比及傳動效率匯總如表1－1</p><

20、;p>　　表1－1 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數</p><p>　　計算及說明 計算結果</p><p>　?、?減速器傳動零件的設計與計算</p><p><b>　　V帶的設計與計算</b></p><p>　?、?計算功率 PC</p><p

21、><b>　?、策x取V帶型號</b></p><p>　　根據和小帶輪轉速，查</p><p>　　表工作點處于A區(qū)域，取A型帶。</p><p>　?、承≥喕鶞手睆絛d1和大輪基準直徑dd2</p><p>　　取dd1=125mm， dd1=1

22、25mm</p><p><b>　　則大輪的基準直徑：</b></p><p>　　由表取 dd2=500mm。 dd2=500mm</p><p><b>　?、打炈銕?lt;/b></p><p><b>　　合適</b&

23、gt;</p><p><b>　?、党醵ㄖ行木?lt;/b></p><p>　　取 </p><p><b>　?、冻跛銕У幕鶞书L度</b></p><p>　　計算及說明 計算

24、結果</p><p>　　取 Ld=2240 mm </p><p><b>　?、穼嶋H中心距</b></p><p><b>　　a=600.5mm</b></p><p><b>　　⒏小帶輪包角</b></p><p><b>　　合適&

25、lt;/b></p><p>　?、箚胃鵙帶所能傳遞的功率</p><p>　　根據和dd1=125mm，查表用插值法</p><p><b>　　求得：</b></p><p>　　⒑單根V帶傳遞功率的增量</p><p>　　傳動比 ，，查表得：</p><p>

26、<b>　?、挥嬎鉜帶的根數</b></p><p>　　由表可查得=0.91，</p><p>　　由表可查得=1.06則</p><p>　　計算及說明 計算結果</p><p>　　取Z=4根

27、z=4</p><p>　　⒓作用在帶輪軸上的力</p><p>　　單根V帶的預緊力 </p><p>　　所以作用在軸上的力為：</p><p><b>　　齒輪的設計與計算</b></p><p>　?、饼X面彎曲強度計算：</p><p>　?、〈_定作用在小齒輪上的

28、轉矩T1</p><p><b>　　r/min</b></p><p><b>　?、⑦x擇齒輪材料</b></p><p>　　齒輪均選用合金鋼，表面淬火，齒面硬度56HRC</p><p>　?、＿x擇齒寬系數和齒數</p><p><b>　　取 ，</

29、b></p><p><b>　?、ご_定載荷系數K</b></p><p>　　計算及說明 計算結果</p><p><b>　　取K=1.5</b></p><p>　　齒根彎曲強度確定齒輪模數 </p><p>&l

30、t;b>　　取標準模數 </b></p><p><b>　?、X輪幾何尺寸計算</b></p><p>　　小齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑：</p><p>　　大齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑：</p><p><b>　　中心距：</b></p><p>

31、<b>　　齒輪寬度 ：</b></p><p><b>　?、昌X輪接觸強度驗算</b></p><p>　　ⅰ確定許用接觸應力 </p><p><b>　?、⒋_定齒面接觸強度</b></p><p><b>　　軸的設計與核算</b></p&g

32、t;<p>　　計算及說明計算結果 </p><p>　　⒈減速器高速軸的設計</p><p><b>　　ⅰ選擇材料與熱處理</b></p><p>　　選用45 鋼，調質，由表11-1得 </p><p>　　毛坯直徑≤200㎜，硬度217-255 HBS</p><p>　

33、　抗拉強度MPa,屈服強度MPa</p><p>　　彎曲疲勞極限 MPa </p><p>　?、⒊跛爿S的最小直徑 ，并進行初步結構設計</p><p><b>　　根據表11-3，取</b></p><p>　　對于直徑的軸，有一個鍵槽時，</p><p>　　軸徑增大5%-7%，取<

34、/p><p><b>　　ⅲ確定軸的各段直徑</b></p><p>　　采用階梯軸，尺寸按由小到大，由兩端至中</p><p><b>　　央的順序確定。</b></p><p>　　a：外伸端（與V帶輪相連）取最小直徑</p><p>　　b：下一臺階直徑增大，故</p

35、><p>　　c：安裝兩滾動軸承處的軸頸直徑同為</p><p>　　d：齒輪輪轂與軸配合處直徑 </p><p><b>　　e：軸環(huán)直徑 </b></p><p><b>　?、みx擇軸承類型</b></p><p>　　查表得，軸承代號為 6208</p>

36、<p>　　計算及說明計算結果</p><p><b>　?、ポS承蓋的設計</b></p><p><b>　　因為軸承外徑</b></p><p><b>　　故 ，</b></p><p><b>　　，</b></p>&

37、lt;p><b>　　m由結構確定</b></p><p>　?、S各段的長度設計 </p><p><b>　　箱蓋壁厚：</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　箱體內壁與齒輪端面應留有空隙 </p><p><

38、;b>　　故取</b></p><p><b>　　小齒輪寬度，故取 </b></p><p><b>　　軸環(huán)寬度 </b></p><p><b>　　軸承寬度 ，</b></p><p><b>　　V帶輪寬度 ，取</b>&

39、lt;/p><p><b>　　ⅶ 擋油環(huán)：</b></p><p><b>　　選用脂潤滑：</b></p><p>　　計算及說明計算結果</p><p><b>　?、?螺栓</b></p><p><b>　　選用的螺栓，故</b&

40、gt;</p><p>　?、矞p速器低速軸的設計</p><p><b>　　ⅰ選擇材料與熱處理</b></p><p>　　選用45 鋼，調質，由表11-1得 </p><p>　　毛坯直徑≤200㎜，硬度217-255 HBS</p><p>　　抗拉強度MPa,屈服強度MPa</p&

41、gt;<p>　　彎曲疲勞極限 MPa </p><p>　?、⒊跛爿S的最小直徑 ，并進行初步結構設計</p><p><b>　　根據表11-3，取</b></p><p>　　對于直徑的軸，有一個鍵槽時，</p><p>　　軸徑增大5%-7%，取</p><p>　　零件的

42、孔徑（這里是聯軸器）標準尺寸，在</p><p><b>　　此處開一鍵槽。</b></p><p>　?、?確定軸的各段直徑</p><p>　　采用階梯軸，尺寸按由小到大，由兩端至中</p><p><b>　　央的順序確定。</b></p><p>　　a：外伸端（與

43、聯軸器相配）取直徑</p><p>　　b：下一臺階直徑增大，故</p><p>　　c：安裝兩滾動軸承處的軸頸直徑同為</p><p>　　計算及說明計算結果</p><p>　　d：齒輪輪轂與軸配合處直徑</p><p><b>　　e：軸環(huán)直徑 </b></p><p&

44、gt;<b>　?、?選擇軸承類型</b></p><p>　　查表得，軸承代號為 6213</p><p><b>　　基本尺寸：</b></p><p><b>　　ⅴ 軸承蓋的設計</b></p><p><b>　　因為軸承外徑</b></p

45、><p><b>　　故 ，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　m由結構確定</b></p><p>　?、?軸的各段長度初步設計</p><p>　　與齒輪相配的軸長為：28 mm</p><p

46、>　　軸環(huán)的長度為：10 mm</p><p>　　左端軸承相配合軸長：21 mm</p><p>　　右端軸承相配合軸長：31 mm </p><p>　　與軸承蓋相配的軸長：52 mm</p><p>　　計算及說明計算結果</p><p>　　與聯軸器相配的軸長：112 mm</p><

47、;p><b>　　ⅷ 校核軸的強度</b></p><p>　　a：作用在軸上的載荷</p><p><b>　　圓周力： kN</b></p><p><b>　　徑向力：kN</b></p><p>　　b:決定支點反作用力及彎矩力矩：</p><

48、;p><b>　　水平面內： KN</b></p><p><b>　　Nm</b></p><p><b>　　垂直面內： KN</b></p><p><b>　　Nm</b></p><p>　　合成彎矩：合成系數：</p>

49、<p><b>　　Nm</b></p><p><b>　　當量彎矩： Nm</b></p><p><b>　　軸的彎扭合成強度</b></p><p><b>　　故 強度合適 </b></p><p><b>　　低速軸的軸承

50、校核：</b></p><p><b>　　a：徑向載荷：</b></p><p><b>　　KN</b></p><p>　　計算及說明 計算結果</p><p>　　b: 基本額定載荷：</p><p>　　

51、查相關手冊可知，深溝球軸承6213的</p><p><b>　　KN </b></p><p>　　C：計算必需的額定動載荷</p><p><b>　　強度合適</b></p><p><b>　　鍵的選擇與校核</b></p><p>　?、?高速

52、軸與帶輪連接鍵</p><p><b>　　因為 ，選取 </b></p><p><b>　　軸 ，</b></p><p><b>　　鍵長取 </b></p><p>　　2.低速軸與大齒輪處連接鍵</p><p><b>　　因為

53、 ，選取 </b></p><p><b>　　軸 ，</b></p><p><b>　　鍵長取 </b></p><p>　　3.低速軸與聯軸器的連接鍵</p><p><b>　　因為 ，選取 </b></p><p><

54、b>　　軸 ，</b></p><p><b>　　鍵長取 </b></p><p>　　計算及說明 計算結果</p><p>　　滾動軸承的潤滑和密封</p><p>　　1.滾動軸承的潤滑和密封，對保證軸承的正常工作</p><

55、;p>　　起著十分重要的作用。</p><p>　　由前面所述，軸承都用脂潤滑，齒輪都用油潤滑。</p><p>　　2.軸承蓋的密封 </p><p><b>　　高速軸：</b></p><p><b>　　低速軸：</b></p><p><b>　　

56、故 ，</b></p><p>　　兩者都選用氈圈油封。</p><p>　　鑄鐵減速器箱體主要結構設計</p><p><b>　　課程設計體會</b></p><p>　　我開始對于機械課程設計究竟要干些什么，真的是一概不知，總覺得這樣的設計很繁雜無趣，到了期末更是浪費復習時間。但是既然安排了這樣的設

57、計課程，還是要認真完成，雖然起初無從下手，可跟著課本我也逐漸摸索出了方法。課程設計需要的是細心和耐性，困難總是會遇到，疑惑也在所難免，所幸眾人拾柴火焰高，與同學互相討論、互相印證最終多半能得出解決方法。通過設計齒輪和軸等部件，我發(fā)現之前的學習還是有著不少的模糊點，理論知識只有通過實際計算繪圖才能讓人有更好的理解和記憶。畫圖的過程自然是辛苦枯燥的，從早上八點站著畫到晚上八點的大有人在，但是在最后那刻看著那張美妙的設計圖紙出自自己手下，心里

58、的激動與自豪無以言表。</p><p>　　經過這一個禮拜的計算繪圖，我終于完成了課程設計，知識是隱藏在各個地方的，課程設計使我找到了不少以前遺留下的漏洞，也促使我掌握了實際操作繪制的能力，加強了對知識的運用和吸收。</p><p><b>　　參考資料目錄</b></p><p>　　[1]《機械設計基礎課程設計指導書》，北京航空航天大學出版