機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)——蝸輪-斜齒輪二級減速器加熱爐裝料機(jī)

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　計(jì)算說明書</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程在機(jī)械工程學(xué)科中占有重要地位，它是面向工科相關(guān)專業(yè)課程改革的重要組成部分。課程內(nèi)容涉及機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等多門學(xué)科是一門鍛煉

2、學(xué)生綜合能力的較強(qiáng)的綜合性實(shí)踐課程。理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，為學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)與工作中打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的目的主要體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：</p><p>　　培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐技能，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和規(guī)律，提高機(jī)械設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，熟悉設(shè)計(jì)過程，學(xué)會(huì)準(zhǔn)確使用資料、設(shè)計(jì)計(jì)算、

3、分析設(shè)計(jì)結(jié)果及繪制圖樣，在機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的運(yùn)用上得到訓(xùn)練。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐中通過查閱各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊和相關(guān)技術(shù)資料等熟悉和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。</p><p>　　在老師的悉心指導(dǎo)以及同學(xué)們的熱心幫助下，通過認(rèn)真仔細(xì)的進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，在接近一個(gè)學(xué)期的不懈努力下，終于完成了本次課程設(shè)計(jì)。在這個(gè)過程中，對以前所學(xué)專業(yè)課程完全不一樣的深刻理解、融

4、會(huì)貫通，同時(shí)消釋了許多以前對專業(yè)知識(shí)應(yīng)用領(lǐng)域的懷疑。設(shè)計(jì)任務(wù)的完成使自己明顯地感覺實(shí)踐與科研能力有了很大提高。后期電腦繪制裝配圖的過程也是使自己對本行業(yè)的相關(guān)軟件的掌握程度有了很大提高。</p><p>　　由于能力有限，設(shè)計(jì)的疏漏錯(cuò)誤之處在所難免，懇請指正。</p><p>　　感謝老師一直以來辛勤認(rèn)真耐心的指導(dǎo)！</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書

5、</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p><b>　　加熱爐裝料機(jī)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)背景</b></p><p><b>　　1.題目簡述</b></p><p>　

6、　該機(jī)器用于向加熱爐內(nèi)送料。裝料機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過傳動(dòng)裝置是裝料機(jī)推桿做往復(fù)移動(dòng)，將物料送入加熱爐內(nèi)。</p><p><b>　　2.使用狀況</b></p><p>　　室內(nèi)工作，需要5臺(tái)，動(dòng)力源為三相交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速誤差<4%；使用期限為10年，每年工作250天，每天工作16小時(shí)，大修期為3年。</p><

7、p><b>　　3．生產(chǎn)狀況</b></p><p>　　中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工7、8級精度的齒輪、蝸輪。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　已知參數(shù)：推桿行程200mm。</p><p>　　表 1 原始技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>&l

8、t;b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1）設(shè)計(jì)總體傳動(dòng)方案，畫總體機(jī)構(gòu)簡圖，完成總體方案論證報(bào)告。</p><p>　　2）設(shè)計(jì)主要傳動(dòng)裝置，完成主要傳動(dòng)裝置的裝配圖。</p><p>　　3）設(shè)計(jì)主要零件，完成兩張零件工作圖。</p><p><b>　　編寫設(shè)計(jì)說明書。</b></

9、p><p>　　機(jī)械裝置總體方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　根據(jù)任務(wù)說明書，該方案的設(shè)計(jì)可分為減速器（傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)和工作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)兩部分。</p><p>　　減速器（傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）采用閉式蝸輪——斜齒輪二級減速器，可以在結(jié)構(gòu)緊湊的情況下，既能提供較大的傳動(dòng)比，又具有較

10、高的效率。與此同時(shí)，采用閉式結(jié)構(gòu)適于在粉塵較多的情況下工作，提高了環(huán)境適應(yīng)能力。蝸輪——蝸桿機(jī)構(gòu)布置在高速級，有利于嚙合表面潤滑油膜的形成；齒輪傳動(dòng)布置在低速級，是在考慮工廠本身加工能力的基礎(chǔ)上做出的設(shè)計(jì)，可降低加工精度，減少生產(chǎn)成本。</p><p>　　工作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）采用六桿機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　1.2原理簡述</b></p>&l

11、t;p>　　圖2所示。機(jī)構(gòu)的工作原理簡述如下：</p><p>　　原動(dòng)件BC安裝在減速器輸出軸上并隨其一同轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)桿CD，桿CD通過D處的鉸鏈牽動(dòng)桿AB同時(shí)推動(dòng)桿DE做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)滑塊完成送料運(yùn)動(dòng)。利用急回特性可提高效率。利用AutoCAD繪制的機(jī)構(gòu)簡圖見圖2.</p><p><b>　　其中具體參數(shù)如下：</b></p><p&

12、gt;　　AB=84mm；BC=220mm；OC=300mm；OD=364mm；DE=100mm</p><p>　　極位夾角急回特性系數(shù)K=1.667。 </p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)選擇</b></p><p>　　2.1類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　由設(shè)計(jì)任務(wù)書中的工作條件和技術(shù)要求，選用一般用途

13、的Y系列三相臥式異步電動(dòng)機(jī)，封閉結(jié)構(gòu)。又有如下電動(dòng)機(jī)選擇的基本數(shù)據(jù)要求：</p><p>　　P=4.8kw；T=2.2s</p><p>　　2.2確定電動(dòng)機(jī)具體型號</p><p>　　經(jīng)計(jì)算可知原動(dòng)件1 的最終轉(zhuǎn)速如下</p><p>　　參照《機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)》教材表2-4可知，單級斜齒圓柱齒輪減速器：i;單級蝸輪蝸桿減速器: ；

14、參考二級齒輪蝸桿減速器，則總傳動(dòng)比可選為：90，則有</p><p>　　2454.57r/min。</p><p>　　選擇電機(jī)型號為Y132S-4,同步轉(zhuǎn)速，，P=5.5kw。</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p>　　3.1傳動(dòng)比的計(jì)算與分配</p><p><b>　　系統(tǒng)

15、的傳動(dòng)比為</b></p><p><b>　　分配傳動(dòng)比</b></p><p>　　聯(lián)軸器選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器， ?；瑒?dòng)軸承效率。</p><p>　　3.2機(jī)軸裝置動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　(1)0軸(電機(jī)軸)</p><p>　　(2)1軸（蝸桿軸）(聯(lián)軸器選擇彈性套柱銷聯(lián)

16、軸器，)</p><p>　　(3)2軸（蝸輪、小齒輪軸）</p><p>　　(4)3軸（輸出軸，大齒輪軸）</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)整理匯總后記入如下表格：</p><p>　　表 2 機(jī)軸裝置動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　4.1蝸桿的設(shè)計(jì)與

17、計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)與計(jì)算過程列表如下：</p><p>　　表 3 蝸桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　注：本表格所有設(shè)計(jì)公式均來自于《機(jī)械設(shè)計(jì)》，下同。</p><p>　　最終設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表 4 蝸輪——蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　4

18、.2斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)與計(jì)算過程列表如下：</p><p>　　表 5 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　最終設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示：</p><p>　　表 6 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　4.3蝸桿軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　

19、　設(shè)計(jì)與計(jì)算過程列表如下：</p><p>　　表 7 蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.4中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算列表如下：</p><p>　　表 8 中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　4.5低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　低速軸的設(shè)

20、計(jì)與計(jì)算列表如下：</p><p>　　表 9 低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算</p><p>　　5.1蝸桿兩端滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算</p><p>　　蝸桿兩端滾動(dòng)軸承固定端選擇為一對面對面安裝的角接觸軸承7311C，游動(dòng)端選擇深溝球軸承6311?，F(xiàn)分別校核如下。</p><p>

21、　　5.1.1角接觸軸承7311C的校核</p><p>　　表 10 角接觸軸承7311C的校核</p><p>　　5.1.2深溝球軸承6311的校核</p><p>　　表 11 深溝球軸承6311的校核</p><p>　　5.2中間軸兩端滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算</p><p>　　中間軸兩端滾動(dòng)軸承選擇為角

22、接觸軸承7213C，現(xiàn)校核如下。</p><p>　　表 12 角接觸軸承7213C的校核</p><p>　　5.3低速軸兩端滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算</p><p>　　低速軸兩端滾動(dòng)軸承選擇為深溝球軸承6214，現(xiàn)校核如下。</p><p>　　表 13 深溝球軸承6214的校核</p><p>　　鍵和聯(lián)軸器的

23、選擇與計(jì)算</p><p>　　6.1鍵的選擇和校核</p><p>　　6.1.1聯(lián)軸器固定鍵的選擇與校核</p><p>　　表 14 聯(lián)軸器固定鍵的選擇與校核</p><p>　　6.1.2蝸輪固定鍵的選擇與校核</p><p>　　表 15 蝸輪固定鍵的選擇與校核</p><p>　

24、　6.1.3大齒輪固定鍵的選擇與校核</p><p>　　表 16 大齒輪固定鍵的選擇與校核</p><p>　　6.1.4低速軸與外部連接件固定鍵的選擇與校核</p><p>　　因設(shè)計(jì)任務(wù)書中未給出相關(guān)數(shù)據(jù)，故此部分校核省略。</p><p><b>　　6.2聯(lián)軸器的校核</b></p><p

25、>　　聯(lián)軸器主要用于軸與軸之間的連接，以傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。本設(shè)計(jì)中采用彈性套柱銷聯(lián)軸器，可起到補(bǔ)償兩軸軸線的相對位移、緩和載荷的沖擊及吸收振動(dòng)的作用，同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高的場合。工作溫度。</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第五版）第二卷》“機(jī)械式聯(lián)軸器的選用和計(jì)算”部分可知，聯(lián)軸器的型號（尺寸）選擇可根據(jù)配合處的軸頸d及計(jì)算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行選擇。選擇是應(yīng)遵循</p>

26、;<p>　　根據(jù)題中條件，可選擇GB/T5843-1986，彈性套柱銷聯(lián)軸器TL6，Y型，公稱轉(zhuǎn)矩。而計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　合格。</b></p><p>　　減速器機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　減速器機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸見下頁表17。</p><p>　　表 17 減速器機(jī)體各

27、部分結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　潤滑和密封形式的選擇</p><p>　　8.1蝸桿-蝸輪以及齒輪的潤滑</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，采用蝸桿下置的浸油潤滑。其中，蝸輪-蝸桿齒面相對滑動(dòng)速度為，在此速度下，形成油楔的作用較強(qiáng)，故需采用低黏度的潤滑油；由于加熱爐送料機(jī)工作環(huán)境溫度為室溫，故可采用凝點(diǎn)較低的潤滑油。</p><p>　　大齒

28、輪下端亦采用浸油潤滑，由于大齒輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速較低，為保證齒輪傳動(dòng)能得到充分潤滑，應(yīng)選用黏度適當(dāng)較大的潤滑油。</p><p>　　綜合考慮以上因素。根據(jù)GB 443-1989，選取L-AN全損耗系統(tǒng)用油，黏度等級（GB 3141-1994）22，運(yùn)動(dòng)黏度（時(shí)為。</p><p>　　浸油深度一方面不得超過支撐蝸桿滾動(dòng)軸承最低滾動(dòng)體的中心位置，同時(shí)又要保證大齒輪浸油深度為至少1個(gè)齒高，綜合以上

29、因素選取浸油深度，詳見裝配圖。</p><p>　　8.2滾動(dòng)軸承的潤滑</p><p>　　8.2.1支撐蝸桿滾動(dòng)軸承的潤滑</p><p>　　支撐蝸桿的滾動(dòng)軸承屬于浸油潤滑。潤滑油的選擇與蝸輪-蝸桿潤滑一致。</p><p>　　8.2.2中間軸和低速軸滾動(dòng)軸承的潤滑</p><p>　　中間軸轉(zhuǎn)速較低，選擇脂潤

30、滑，以提高潤滑的可靠性。但應(yīng)考慮軸承處當(dāng)時(shí)，宜用油脂潤滑，否則應(yīng)選用輔助潤滑裝置。經(jīng)簡單計(jì)算可知，中間軸滾動(dòng)軸承部位</p><p><b>　　低速軸滾動(dòng)軸承部位</b></p><p><b>　　故均選用脂潤滑。</b></p><p>　　根據(jù)GB/T 7324-1994，選擇通用鋰基潤滑脂，黏度等級1，錐入度 。

31、其具有良好的抗水性、機(jī)械安定性、耐蝕性和氧化安定性，適用于工作溫度范圍內(nèi)各種機(jī)械設(shè)備的滾動(dòng)軸承的潤滑。</p><p>　　8.3密封形式的選擇</p><p>　　為防止機(jī)體內(nèi)部潤滑劑的流失以及外部灰塵、水分等雜志進(jìn)入機(jī)體而影響減速器的正常使用性能，在構(gòu)成機(jī)體的個(gè)零件之間，如箱蓋與箱座之間、動(dòng)力輸入軸與端蓋之間以及動(dòng)力輸出軸與端蓋之間、放油口處螺塞與箱體之間，均需設(shè)置密封裝置，其形式隨功

32、能及結(jié)構(gòu)的不同而不同。對于無相對運(yùn)動(dòng)的接合面如箱蓋與箱體之間，常用密封膠密封，而放油口處螺塞與箱體之間則采用耐油橡膠墊圈密封；對于旋轉(zhuǎn)零部件如本設(shè)計(jì)中的外伸軸，需根據(jù)不同的旋轉(zhuǎn)速度以及密封要求考慮不同的密封結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用接觸式密封中的J形無骨架橡膠油封，其具有使用方便、密封可靠等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　其他技術(shù)說明</b></p><p>　　減速器裝配

33、前，必須按圖紙檢驗(yàn)各個(gè)部分零件，然后需用煤油清洗，滾動(dòng)軸承用汽油清洗，內(nèi)壁涂刷抗機(jī)油浸蝕的涂料兩次；</p><p>　　在裝配過程中軸承裝配要保證裝配游隙；</p><p>　　軸承部位油脂的填入量要小于其所在軸承腔空間的 2/3；</p><p>　　減速器的潤滑劑在跑合后要立即更換，其次應(yīng)該定期檢查，半年更換一次。潤滑軸承的潤滑脂應(yīng)定期添加；</p>

34、;<p>　　在機(jī)蓋機(jī)體間，裝配是涂密封膠或水玻璃，其他密封件應(yīng)選用耐油材料；</p><p>　　對箱蓋與底座結(jié)合面禁用墊片，必要時(shí)可涂酒精漆片或水玻璃。箱蓋與底座裝配好后，在擰緊螺栓前應(yīng)用 0.05mm 塞尺檢查其密封性。在運(yùn)轉(zhuǎn)中不許結(jié)合面處有漏油滲油現(xiàn)象；</p><p>　　減速器裝配完畢后要進(jìn)行空載試驗(yàn)和整機(jī)性能試驗(yàn)如下：</p><p>　

35、　空載實(shí)驗(yàn)：在額定轉(zhuǎn)速下正反轉(zhuǎn)各 1～2 小時(shí)，要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、聲響均勻、各聯(lián)接件密封處不得有漏油現(xiàn)象。</p><p>　　負(fù)載實(shí)驗(yàn)：在額定轉(zhuǎn)速及額定載荷下，實(shí)驗(yàn)至油溫不再升高為止。通常，油池溫生不得超過，軸溫升不得超過。</p><p>　　搬動(dòng)減速器應(yīng)用底座上的釣鉤起吊。箱蓋上的吊環(huán)僅可用與起吊箱蓋。</p><p>　　機(jī)器出廠前，箱體外表面要涂防護(hù)漆，外伸軸

36、應(yīng)涂脂后包裝。運(yùn)輸外包裝后，要注明放置要求。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊: 單行本. 潤滑與密封[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.</p><p>　　成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊: 單行本: 軸及其聯(lián)接[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.</p><p>

37、　　成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊: 單行本. 聯(lián)接與緊固[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.</p><p>　　成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊: 單行本. 減 (變) 速器· 電機(jī)與電器[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004.</p><p>　　王之櫟,王大康.機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　王之櫟,馬綱,陳心頤.機(jī)械設(shè)計(jì).北京