_機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-斗式提升機(jī)傳動用二級斜齒圓柱齒輪同軸式減速器

1、<p>　　設(shè)計(jì)一斗式提升機(jī)傳動用二級斜齒圓柱齒輪同軸式減速器</p><p>　　題目要求及設(shè)計(jì)時(shí)間安排未找到目錄項(xiàng)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　說明: 1. 斗式提升機(jī)提升物料：谷物、面粉、水泥、型沙等物品。</p><p>　　2. 提升機(jī)驅(qū)動鼓輪(圖2.7中的件

2、5)所需功率為</p><p>　　3. 斗式提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變，工作載荷穩(wěn)定，傳動機(jī)構(gòu)中有保安裝置(安全聯(lián)軸器)。</p><p>　　4. 工作壽命為8年，每年300個工作日，每日工作16小時(shí)。</p><p>　　5．允許的速度誤差為5%。</p><p><b>　　傳動簡圖</b></p>&

3、lt;p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　電動機(jī)的選擇與運(yùn)動參數(shù)計(jì)算；</p><p><b>　　斜齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　滾動軸承的選擇</b><

4、/p><p>　　鍵和連軸器的選擇與校核；</p><p>　　裝配圖、零件圖的繪制</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　減速器總裝配圖一張</b></p><p>　　齒輪、

5、軸零件圖各一張</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說明書一份</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)進(jìn)度</b></p><p>　　第一階段：總體計(jì)算和傳動件參數(shù)計(jì)算</p><p>　　第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核

6、及草圖繪制</p><p>　　第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫</p><p><b>　　電動機(jī)的選擇</b></p><p>　　電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動機(jī)。</p><p

7、><b>　　電動機(jī)容量的選擇</b></p><p>　　工作機(jī)所需功率Pw </p><p><b>　　電動機(jī)的輸出功率</b></p><p><b>　　Pd＝Pw/η</b></p><p><b>　　η＝</b></p>

8、<p><b>　　Pd＝2.77kW</b></p><p><b>　　電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇</b></p><p>　　nd＝（i1’·i2’…in’）nw</p><p>　　初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)</p><p>　　4．電動機(jī)型號的確定</p

9、><p>　　由表12－1查出電動機(jī)型號為Y132S-6,其額定功率為3kW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min?；痉项}目所需的要求。</p><p>　　計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p>　　傳動裝置的總傳動比及其分配</p><p><b>　　計(jì)算總傳動比</b></p><p>　　由電

10、動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動裝置應(yīng)有的總傳動比為：</p><p><b>　　i＝nm/nw</b></p><p>　　nw＝60v/ ∏97.66</p><p><b>　　i＝9.83</b></p><p><b>　　合理分配各級傳動比</b>

11、;</p><p>　　由于減速箱是同軸式布置，所以i1＝i2=。</p><p>　　各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　傳動件設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　選精度等級、材料及齒數(shù)</p><p><b>　　材料及熱處理；</b></p

12、><p>　　選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。</p><p>　　精度等級選用7級精度；</p><p>　　試選小齒輪齒數(shù)z1＝20，大齒輪齒數(shù)z2＝63的；</p><p>　　選取螺旋角。初選螺旋角β＝14°</p>

13、<p><b>　　按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b></p><p>　　因?yàn)榈退偌壍妮d荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算</p><p>　　按式試算，即 </p><p>　　確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　試選Kt＝1.6</b></p>

14、;<p>　　由圖10－30選取區(qū)域系數(shù)ZH＝2.433</p><p>　　由表10－7選取尺寬系數(shù)φd＝1</p><p>　　由圖10－26查得εα1＝0.75，εα2＝0.85，則εα＝εα1＋εα2＝1.60</p><p>　　由表10－6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE＝188.9Mpa</p><p>　　由圖10－2

15、1d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1＝680MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2＝610MPa；</p><p>　　由式10－13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　N1＝60n1jLh＝60×287.4×1×（16×300×8）＝7.04×10e8</p><p>　　N2＝

16、N1/3.34＝2.24×10e8</p><p>　　由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1＝0.95；KHN2＝0.98</p><p>　　計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1％，安全系數(shù)S＝1，由式（10－12）得</p><p>　　[σH]1＝＝0.95×680MPa＝646MPa<

17、;/p><p>　　[σH]2＝＝0.98×610MPa＝598MPa</p><p>　　[σH]＝[σH]1＋[σH]2/2=622MPa</p><p><b>　　計(jì)算</b></p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑d1t</p><p><b>　　d1t≥</b

18、></p><p>　　=mm=54.78mm</p><p><b>　　計(jì)算圓周速度</b></p><p>　　v===2.75m/s</p><p><b>　　計(jì)算齒寬b及模數(shù)</b></p><p><b>　　計(jì)算縱向重合度</b>&

19、lt;/p><p>　　εβ==0.318×1×20×tan14=1.59</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)K。</b></p><p>　　已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1</p><p>　　根據(jù)v=2.75m/s,7級精度，由圖10—8查得動載系數(shù)=1.03；由表10—4查的的計(jì)算公式

20、和直齒輪的相同，</p><p><b>　　故 =1.42 </b></p><p><b>　　由表10—13查得</b></p><p>　　由表10—3查得。故載荷系數(shù)</p><p>　　=1×1.03×1.4×1.42=2.05</p>&l

21、t;p>　　按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10—10a）得</p><p>　　==mm=51.57mm</p><p><b>　　(7)計(jì)算模數(shù)</b></p><p><b>　　=mm=2.5mm</b></p><p><b>　　按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</

22、b></p><p><b>　　由式(10—17)</b></p><p><b>　　mn≥</b></p><p><b>　　確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　

23、=1×1.03×1.4×1.36=1.96</p><p>　　根據(jù)縱向重合度=1.59，從圖10－28查得螺旋角影響系數(shù) ＝0.88</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p>　　z1=z1/cosβ=20/cos14=21.89</p><p>　　z2=z2/

24、cosβ=63/cos14=68.96</p><p><b>　　查取齒型系數(shù)</b></p><p>　　由表10－5查得YFa1=2.83；Yfa2=2.3</p><p><b>　　查取應(yīng)力校正系數(shù)</b></p><p>　　由表10－5查得Ysa1=1.56；Ysa2=1.74<

25、/p><p><b>　　計(jì)算[σF]</b></p><p>　　由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪彎曲強(qiáng)度極限；由圖5-19,Yn1=Yn2=1，Yst=2,Yx1=Yx21.0。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由（10-12）得</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b

26、>　　==0.0103</b></p><p><b>　　==0.0112</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　取=2mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)

27、度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑=51.57mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由</p><p><b>　　，取，則</b></p><p><b>　　幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　計(jì)算中心距</b></p><p>　　a圓整后取107mm</p>

28、;<p>　　按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　因β值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p>　　，圓整后取B2=52mm，B1=60mm。</p><p>&l

29、t;b>　　齒輪主要幾何參數(shù)</b></p><p>　　錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。=79, u=3.14, m=2 , 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。 </p><p>　　d 錯誤!未找到引用源。, d 錯誤!未找到引用源。</p>&l

30、t;p>　　d 錯誤!未找到引用源。, d 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　a= 錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。, 錯誤!未找到引用源。</p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　II軸：</b></p><p>　　初步

31、確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取=110于是得</p><p>　　求作用在齒輪上的受力</p><p>　　已知大齒輪分度圓直徑，小齒輪分度圓直徑，，。而，,</p><p><b>　??；，，</b></p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></

32、p><p>　　擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　I-II段軸用于安裝軸承30305，故取直徑為25mm。</p><p>　　II-III段安裝套筒，直徑25mm。</p><p>　　III-IV段安裝小齒輪，直徑35mm。</p><p>　　IV-V段分隔兩齒輪，直徑為45mm。</p>&

33、lt;p>　　V-VI段安裝大齒輪，直徑為35mm。</p><p>　　VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為25mm。</p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　I-Ⅲ長度為16mm。</p><p>　　III-IV段用于安裝小齒輪，長度略小于小齒輪寬度，為57mm。</p>

34、<p>　　IV-V段用于隔開兩個齒輪，長度為110mm。</p><p>　　V-VI段用于安裝大齒輪，長度略小于齒輪的寬度，為49mm。</p><p>　　VI-VIII長度為42mm。</p><p><b>　　求軸上的載荷</b></p><p>　　A B

35、 C D</p><p>　　59.2 164.5 53.7</p><p>　　FNVA FNVD</p><p&

36、gt;　　Ft3Ft2</p><p>　　MV MVC</p><p>　　FNHA MVB Fa2 FNHD</p><p><b>　　Fr2</b></p><p>

37、<b>　　Fr3</b></p><p><b>　　Fa3</b></p><p><b>　　MH</b></p><p><b>　　T</b></p><p><b>　　如圖受力簡圖，</b></p><

38、;p>　　按脈動循環(huán)應(yīng)力考慮，取α=0.6</p><p>　　按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，校核截面B、C。</p><p><b>　　①校核B截面</b></p><p>　　由d=35mm，可得，</p><p><b>　　②校核C截面，，</b></p><p&g

39、t;　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1得，，。</p><p><b>　　故安全</b></p><p><b>　　I軸：</b></p><p><b>　　作用在齒輪上的力</b></p><p><b>　　, </b></p&g

40、t;<p>　　初步確定軸的最小直徑</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　確定軸上零件的裝配方案</p><p>　　2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　a.由于聯(lián)軸器一端連接電動機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機(jī)外伸軸直徑尺寸的

41、限制，選為25mm。</p><p>　　b.考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2.5mm，所以該段直徑選為30。</p><p>　　c.該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2mm的圓角，則軸承選用30207型，即該段直徑定為35mm。</p><p>　　d.該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為40mm。</p>&l

42、t;p>　　e.為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)5mm，所以該段直徑選為46mm。</p><p>　　f.軸肩固定軸承，直徑為42mm。</p><p>　　g.該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm。</p><p>　　各段長度的確定：各段長度的確定從左到右分述如下：</p><p>　　a.該段軸安裝軸承和擋油盤，軸承寬17

43、mm，該段長度定為17mm。</p><p>　　b.該段為軸環(huán)，寬度不小于7mm，定為10mm。</p><p>　　c.該段安裝齒輪，要求長度要比輪轂短3mm，齒輪寬為60mm，定為57mm。</p><p>　　d.該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取19.7mm、軸承與箱體內(nèi)壁距離取4mm（采用油潤滑），軸承寬17mm，定為40.7mm。</p>

44、<p>　　e.該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝尺寸，定為57mm。</p><p>　　f.該段由聯(lián)軸器孔長決定為44mm</p><p><b>　　III軸</b></p><p><b>　　作用在齒輪上的力</b></p><p><b>

45、　　;</b></p><p>　　初步確定軸的最小直徑</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　軸上零件的裝配方案</b></p><p>　　據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　滾動軸承的選擇及計(jì)算

46、</p><p><b>　　I軸：</b></p><p>　　求兩軸承受到的徑向載荷</p><p>　　軸承30207的校核</p><p><b>　　徑向力</b></p><p>　　派生力，查設(shè)計(jì)手冊得Y=1.6</p><p><

47、b>　　，</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p><b>　　由于，</b></p><p><b>　　所以軸向力為，</b></p><p>　　當(dāng)量載荷，查設(shè)計(jì)手冊e=0.37</p><p><

48、;b>　　由于，，</b></p><p><b>　　所以，，，。</b></p><p>　　由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為</p><p>　　軸承壽命的校核，查設(shè)計(jì)手冊得Cr=54200N</p><p><b>　　II軸：</b></p>&

49、lt;p>　　軸承30305的校核</p><p><b>　　徑向力</b></p><p>　　派生力,查設(shè)計(jì)手冊得Y=1.9</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p><b>

50、;　　由于，</b></p><p><b>　　所以軸向力為，</b></p><p>　　當(dāng)量載荷,查設(shè)計(jì)手冊得e=0.31</p><p><b>　　由于，，</b></p><p><b>　　所以，，，。</b></p><p>

51、　　由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為</p><p>　　軸承壽命的校核,查設(shè)計(jì)手冊得Cr=59000N</p><p><b>　　III軸：</b></p><p>　　軸承30211的校核</p><p><b>　　徑向力</b></p><p>　　派生

52、力，查設(shè)計(jì)手冊得Y=1.4</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p><b>　　由于，</b></p><p><b>　　所以軸向力為，</b></p><p>　　當(dāng)量

53、載荷,查設(shè)計(jì)手冊得e=0.42</p><p><b>　　由于，，</b></p><p><b>　　所以，，，。</b></p><p>　　由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為</p><p>　　軸承壽命的校核，查設(shè)計(jì)手冊得Cr=132000N</p><p&g

54、t;　　鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算</p><p><b>　　高速軸上的鍵聯(lián)接</b></p><p>　　由軸的設(shè)計(jì)計(jì)算可知所選平鍵分別為</p><p>　　b×h×L=8×7×40</p><p>　　由公式6-1，取有輕微沖擊</p><p>　　b&

55、#215;h×L=12×8×70 </p><p>　　(二)中速軸上的鍵聯(lián)接</p><p>　　由軸的設(shè)計(jì)計(jì)算可知所選平鍵分別為</p><p>　　b×h×L=10×8×70 </p><p>　　b×h×L=10×8×63 &

56、lt;/p><p>　　(三)低速軸上的鍵聯(lián)接</p><p>　　由軸的設(shè)計(jì)計(jì)算可知所選平鍵分別為</p><p>　　b×h×L=14×9×80 </p><p>　　b×h×L=18×11×63 </p><p><b>　　連

57、軸器的選擇</b></p><p>　　由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。</p><p>　　高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，</p><p><b>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</b></p><p>　　所以考慮選

58、用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4（GB4323-84），但由于聯(lián)軸器一端與電動機(jī)相連，其孔徑受電動機(jī)外伸軸徑限制，所以選用TL5（GB4323-84）</p><p><b>　　其主要參數(shù)如下：</b></p><p><b>　　材料HT200</b></p><p><b>　　公稱轉(zhuǎn)矩</b></

59、p><p><b>　　軸孔直徑，</b></p><p><b>　　軸孔長，</b></p><p><b>　　裝配尺寸</b></p><p><b>　　半聯(lián)軸器厚</b></p><p>　　（[1]P163表17-3）（G

60、B4323-84）</p><p>　　第二個聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，</p><p><b>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</b></p><p>　　所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL10（GB4323-84）</p><p><b>

61、　　其主要參數(shù)如下：</b></p><p><b>　　材料HT200</b></p><p><b>　　公稱轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　軸孔直徑 </b></p><p><b>　　軸孔長， </b></p>

62、<p><b>　　裝配尺寸</b></p><p><b>　　半聯(lián)軸器厚</b></p><p>　?。╗1]P163表17-3）（GB4323-84）</p><p><b>　　減速器附件的選擇</b></p><p><b>　　通氣器</

63、b></p><p>　　由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5</p><p><b>　　油面指示器</b></p><p><b>　　選用游標(biāo)尺M(jìn)16</b></p><p><b>　　起吊裝置</b></p><

64、p>　　采用箱蓋吊耳、箱座吊耳</p><p><b>　　放油螺塞</b></p><p>　　選用外六角油塞及墊片M16×1.5</p><p><b>　　潤滑與密封</b></p><p><b>　　齒輪的潤滑</b></p><p

65、>　　采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。</p><p><b>　　滾動軸承的潤滑</b></p><p>　　由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。</p><p><b>　　潤滑油的選擇</b></p><p>　　齒輪與軸承

66、用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。</p><p><b>　　密封方法的選取</b></p><p>　　選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。</p><p>　　密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。</p

67、><p>　　軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　由于時(shí)間緊迫，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計(jì)算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊湊，傳動更穩(wěn)定精確的設(shè)備。</p

68、><p><b>　　參考資料目錄</b></p><p>　　[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)主編，1995年12月第一版；</p><p>　　[2]《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》，高等教育出版社，濮良貴，紀(jì)名剛主編，2001年7月第七版；</p><p>　　[3]《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，同濟(jì)大學(xué)

69、出版社，洪鐘德主編，2002年5月第一版；</p><p>　　[4]《減速器選用手冊》，化學(xué)工業(yè)出版社，周明衡主編，2002年6月第一版；</p><p>　　[5]《工程機(jī)械構(gòu)造圖冊》，機(jī)械工業(yè)出版社，劉希平主編</p><p>　　[6]《機(jī)械制圖（第四版）》，高等教育出版社，劉朝儒，彭福蔭，高治一編，2001年8月第四版；</p><p&