機械設計課程設計---設計一用于帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、前言··························

2、83;··················3</p><p>　　二、課程設計任務書············

3、3;·····················4</p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　三、電動機的選擇··

4、83;····································&

5、#183;···5</p><p>　　四、傳動零件設計計算···························&

6、#183;·······6</p><p>　　帶的確定························&

7、#183;··············6</p><p>　　齒輪的設計·················

8、····················7</p><p>　　軸的結構設計及計算···········&

9、#183;················17</p><p>　　五、箱體的結構及其附件設計·············

10、83;···············31</p><p>　　六、密封件，潤滑劑及潤滑方式的選擇··············&

11、#183;·······34</p><p>　　七、心得體會·······················

12、3;·················34</p><p>　　八、參考文獻··············&

13、#183;··························35</p><p><b>　　二、課程設計任務書</b></p

14、><p>　?。ㄒ唬?設計題目：設計一用于帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器，動力由電動機經減速器傳至輸送帶。每天兩班制工作，載荷較平穩(wěn)，連續(xù)單向運轉，環(huán)境最高溫度350C，工作期限十年。（允許輸送帶速度誤差為±5%）</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　?。ǘ?設計任務</b>

15、</p><p>　　減速器裝配圖A0 1張；</p><p>　　零件工作圖A1 2張；</p><p><b>　　設計說明書一份</b></p><p><b>　　三、電動機的選擇</b></p><p>　　1．作機所需功率Pw </p><

16、p>　　nw=60×1000v/πd=60×1000×0.65/300π≈41.40 r/min</p><p>　　Pw=Fv/1000=4000×0.65/1000=2.6kw </p><p>　　2)電動機的輸出功率 Pd</p><p>　　由《課程設計》查表9.1得：</p><

17、p>　　ηV帶=0.96 η軸承(滾動)=0.99 η齒輪=0.97 η聯(lián)軸器=0.99 η軸承(滑動)=0.97</p><p>　　η=ηV帶·η3軸承·η軸承(滑動)·η2齒輪·η聯(lián)軸器·η平帶=0.96×0.993×0.97×0.972×0.99×0.98≈0.833 </p><

18、p>　　Pd= Pw/η= 2.6/0.833≈3.1212 kw</p><p><b>　　3)電動機的選擇</b></p><p>　　查表14.1可選擇的電動機為</p><p>　　2.計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比</p><p>　　1)傳動裝置總傳動比i= nm/ nw=1440/41.40≈

19、34.78</p><p>　　2) 分配各級傳動比 取iv=2.5 、i1=1.4i2</p><p>　　i=iv×i1×i2=2.5×1.4i22=34.78</p><p>　　i2≈3.1523 則i1≈4.4133</p><p>　　3.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><

20、;p><b>　　1)各軸轉速</b></p><p>　　nm=ned=1440r/min </p><p>　　n1=nm/i=1440/2.5=576 r/min </p><p>　　n2=n1/i1=576/4.4133≈130.515 r/min，</p><p>　　n3=n2/i2=130.51

21、5/3.1523≈41.40 r/min</p><p><b>　　2)各軸輸入功率 </b></p><p>　　Ped=3.1212kw</p><p>　　p1=ped·ηv帶=3.1212×0.96=2.996kw </p><p>　　p2=p1·η軸承(滾動)·

22、η齒輪=2.996×0.99×0.97=2.877kw</p><p>　　p3=p2·η軸承（滾動）·η齒輪=2.877×0.99×0.97=2.763kw</p><p><b>　　3)各軸轉矩</b></p><p>　　T1=9550 P1 / n1 =49.673N

23、3;m</p><p>　　T2= 9550p2 / n2 =210.515 N·m</p><p>　　T3= 9550p3 / n3 =637.36N·m</p><p><b>　　列表說明：</b></p><p>　　四、傳動零件設計計算</p><p>&

24、lt;b>　?。ㄒ唬У拇_定；</b></p><p>　　電動機轉速n1=1440r/m,電動機輸入功率Pd=3.1212kw</p><p>　　查《機械設計》表8-7得KA=1.2</p><p><b>　　1．算功率PCa</b></p><p>　　PCa= KA·Pd=1.2&#

25、215;3.1212=3.745 kw</p><p>　　2．型號：普通V帶 PCa=3.745 kw，n1=1440 r/min 查機械設計課本表8-11知：按A型帶計算</p><p>　　3．大小帶輪基準直徑dd2，dd1由表8-11：</p><p>　　d1應不小于75mm，現(xiàn)取dd1=90mm，由式8-11，得：</p><p&g

26、t;　　dd2= iv·dd1（1-ε）=2.5×90=225由表8-8得dd2=224mm</p><p><b>　　4．驗算帶速V</b></p><p>　　V=πdd1 nm/（60×1000）=6.7824m/s 帶速在5-25 m/s內，合適；</p><p>　　5．求V帶基本長度Ld和中心距a

27、；</p><p>　　0.7(dd1+ dd2) a0 2(dd1+ dd2)</p><p>　　219.8 a0 628</p><p>　　初步選取中心距:a0=400mm </p><p>　　由式13-2得帶長：</p><p>　　Ld=2 a0+π(dd1+ dd2)/2+(dd1-dd2)2/（4

28、a0）</p><p>　　=2×400+π×（90+224）/2+（224-90）2/（4×400）</p><p>　　=1294.15mm</p><p>　　查表8-2，取Ld=1250mm</p><p>　　計算實際中心距及變動范圍:</p><p>　　a≈a0+（Ld-Lo

29、）/2=400+（1250-1294.15）/2≈377.925≈380mm</p><p>　　amin=a-0.015 Ld=361.25；</p><p>　　amax=a+0.03 Ld=437.5</p><p>　　中心距的變動范圍為：361.25-437.5mm</p><p>　　6．驗算小帶輪包角α1由式（18-7）得：&l

30、t;/p><p>　　α1=1800-（dd2- dd1）×57.5 /a=180 -（224-90）×57.5 /380</p><p>　　≈159.7>90 合適；</p><p><b>　　7．求V帶根數(shù)z：</b></p><p>　　z=Pca/（（P0+△P0）Ka KL）<

31、/p><p>　　n1=1440 r/min, dd1=90mm,表8-4a得P0=1.07KW</p><p>　　傳動比：i=224/90=2.489</p><p>　　查表13-5得△P0=0.17KW</p><p>　　由α1=159.7 查表8-5得K=0.93(插值法)， KL=0.93</p><p>　

32、　Z=3.745/[(1.07+0.17)×0.93×0.93]=3.4184</p><p><b>　　取Z=4根</b></p><p>　　8．求作用在帶輪軸上的壓力F0</p><p>　　查表8-3，q=0.10kg/m，單根V帶的初拉力最小值：</p><p>　　(F0)min =50

33、0×（2.5- K）Pca / (K·z·v)+q×v2</p><p>　　=500×（2.5-0.93）×3.745/（0.93×4×6.7824）+0.10×（6.7824）2</p><p><b>　　=121.11N</b></p><p>　

34、　作用在軸上的拉力(對于新安裝的V帶。初拉力應為1.5(F0)min)</p><p>　　(Fp)min=2×z×1.5(F0)min ×sin=2×4×1.5×121.11×sin（159.7/2）</p><p><b>　　=1430.58N</b></p><p>

35、<b>　　9．帶輪結構設計</b></p><p>　　（二）第一對齒輪（高速級）</p><p>　　選擇材料及確定許用應力，采用軟齒面的組合；</p><p>　　高速級傳動比i1=4.4133，高速軸轉速n1=576r/min,傳動功率P1=2.996kw</p><p>　　小齒輪用45鋼調質，齒面硬度為197

36、-286HBS，бHlin1=550MPa,</p><p>　　бFE1=410MPa</p><p>　　大齒輪用45鋼正火，齒面硬度241-269HBS, бHlin2=500MPa,бFE2=380MPa</p><p>　　1．按接觸疲勞強度設計計算：</p><p>　　齒輪精度為7級（課程設計16.1），取載荷系數(shù)KA=1.0K

37、=1.8，齒寬系數(shù)φd=1（表11-6）</p><p>　　2．小齒輪上的轉矩：</p><p>　　T1=9.55×106P1/ n1=9.55×106×2.996/576=4.967326×104N·mm</p><p>　　3．計算應力循環(huán)次數(shù)：</p><p>　　U= i1=2.8

38、116,由式10-13得：</p><p>　　N1=60n1jLh=60×576×1×(2×8×350×10)=1.93536×109</p><p>　　N2=N1/ i1=4.3852899×108</p><p>　　4．由圖10-19得接觸疲勞壽命系數(shù)：</p>

39、<p>　　KHN1=0.9 KHN2=0.94（取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1）</p><p>　　= KHN1бHlin1/S=495MPa</p><p>　　= KHN2бHlin2/S=366.6MPa</p><p>　　5．取:ZE=189.8,ZH=2.5</p><p><b>　　=64.24

40、mm</b></p><p>　　模數(shù)： mnt= 64.24/24=2.677</p><p>　　齒寬： b=фb·d1=1×64.24=64.24mm</p><p><b>　　6、計算</b></p><p>　　根據(jù)v=1.9365m/s精度等級7根據(jù)圖10—8查得動載

41、系數(shù)KV=1.1</p><p>　　直齒齒輪KHa=KFa=1，根據(jù)10-2使用系數(shù)KA=1</p><p>　　由插值法根據(jù)7級精度小齒輪相對非對稱布置時，KH=1.422</p><p>　　計算齒寬齒高比：mt=d/z=64.24/24=2.677</p><p>　　齒高h=2.25m=6.02325</p><

42、p>　　b/h=10.665</p><p>　　此時可查圖10-13得KF=1.34</p><p>　　載荷系數(shù)K=KAKV KH KF=1.474</p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d=66.98696</p><p>　　實際模數(shù)mf>=2.791就近取3</p><p>　

43、　取最終齒數(shù)z1=d/mf=22.328取在z1=22</p><p>　　則z2=22×4.4133=97.09取z2=97</p><p>　　分度圓直徑d1= z1×m=66mm d2= z2×m=291mm</p><p>　　齒頂圓直徑 da2=72mm

44、da2=297mm</p><p>　　齒根圓直徑df1=62.25mm df2=287.25mm</p><p>　　中心距a=178.5取179mm</p><p>　?。ㄈ┑诙X輪（低速級）</p><p>　　1.選擇材料及確定許用應力，采用軟齒面的組合；</p><

45、p>　　低速級傳動比：i2=3.1523,中間軸轉速130.515r/min,傳動效率P2=2.877kw</p><p>　　小齒輪用45cr鋼調質，齒面硬度為241-286HBS，бHlin1=550MPa, бFE1=410MPa</p><p>　　大齒輪用45鋼調質，齒面硬度為241-286HBS, бHlin2=500MPa, бFE2=380MPa 2.按接觸疲勞強

46、度設計計算</p><p>　　1）齒輪精度為7級，取載荷系數(shù)K=1.3，齒寬系數(shù)φd=1（表11-6）</p><p>　　2）小齒輪上的轉矩：</p><p>　　T1=9.55×106P1/ n1=9.55×106×2.877/130.515=2.105149×105N·mm</p><p&

47、gt;　　3）計算應力循環(huán)次數(shù)：</p><p>　　U= i1=3.1523,由式10-13得：</p><p>　　N1=60n1jLh=60×130.515×1×(2×8×350×10)=4.385×108</p><p>　　N2=N1/ i2=1.391×108</p&g

48、t;<p>　　4）由圖10-19得接觸疲勞壽命系數(shù)：</p><p>　　KHN1=0.94 KHN2=0.96（取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1）</p><p>　　= KHN1бHlin1/S=517MPa</p><p>　　= KHN2бHlin2/S=480MPa</p><p>　　5）取:ZE=189.8,Z

49、H=2.5</p><p>　　=88.9516mm</p><p><b>　　小齒輪齒數(shù)?。?lt;/b></p><p><b>　　Z1=24 </b></p><p><b>　　取齒寬系數(shù)=1</b></p><p>　　由表10-6，ZE=189

50、.8</p><p>　　圓周速度v=0.60756m/s</p><p>　　b=·d=88.9516mm</p><p>　　模數(shù)m=d/z=3.706mm</p><p>　　齒高h=2.25m=8.339mm =10.667</p><p>　　根據(jù)速度及精度等級查圖10-8

51、得動載系數(shù)KV=1.05</p><p>　　KHa=KFa=1 使用系數(shù)KA=1</p><p>　　有插值法查表10-4得，KH=1.428，查圖10-13得KF=1.3</p><p>　　故動載系數(shù)K=KV KAKHKF=1.05×1.428=1.4994</p><p>　　實際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑

52、</p><p>　　d1=d1t=93.285mm</p><p>　　模數(shù)m= d1/z=3.887</p><p>　　7.按彎曲強度設計：</p><p>　　查圖10-18得KFN1=0.86 KFN2=0.9</p><p><b>　　取安全系數(shù)1.4</b></p>

53、;<p>　　1==251.857MPa</p><p>　　2==244.286 MPa</p><p><b>　　1）計算載荷系數(shù)：</b></p><p>　　K=KA·Kv·KFα·KFβ=1.365</p><p>　　4）查表10-5得YFa1=2.65 ,

54、YFa2=2.229</p><p>　　YSa1=1.58 , YSa2=1.761</p><p>　　5）計算彎曲疲勞應力并比較</p><p><b>　　6）帶入數(shù)據(jù)計算：</b></p><p><b>　　綜上 </b></p><p>　　z=d/m=

55、93.285/3=31.095取31 z4=i2z4=97.7213取97</p><p>　　d3=z3m=93mm</p><p>　　d4=z4m=291mm</p><p>　　齒頂圓直徑da1=99mm da4=297mm</p><p>　　齒根圓直徑df1=89.25

56、 df2=287.25mm</p><p>　　計算中心距：a=(d1+d2)/2=192mm</p><p><b>　　五、軸的設計計算</b></p><p>　?。ㄒ唬┹S的選材：因為是一般用軸，所以選材料為45鋼 ，調質。</p><p>　　考慮到材料供應和生產管理上的方便，盡量縮減材料的品種，故高速

57、軸，中間軸，低速軸均采用45鋼調質處理硬度為</p><p>　　因為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸均既傳遞轉矩又傳遞彎矩，查《機械設計》中表15-3，得A0=110，由于軸上均開有槽，故直徑應增大5 % 。</p><p>　　1.根據(jù)轉矩估算各軸直徑</p><p>　　考慮到帶輪，角接觸軸承及聯(lián)軸器尺寸相關標準現(xiàn)取各軸最小尺寸：</p><p>　　根據(jù)

58、最小直徑及轉矩選定聯(lián)軸器查表14-1選取LH4型</p><p><b>　　軸的結構設計</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┹SI的設計</b></p><p>　　1. 軸I的功率 , 轉速 , 轉矩：</p><p><b>　　, , </b></p

59、><p>　　2. 求作用在齒輪上的力：</p><p>　　因已知高速級小齒輪的分度圓直徑d1=66mm</p><p>　　則 Fr1=1505.2424N Ft1=547.863N</p><p><b>　　4．軸的結構設計</b></p><p><b>

60、　　5) 求軸上的載荷</b></p><p>　　根據(jù)結構圖可作出軸的計算簡圖如下:</p><p>　　開始算得扭矩T1=49.673N·m</p><p>　　且總彎矩M==129409.07 N·m<133759.25 N·m</p><p>　　由公式=4.8MPa<=60 MP

61、a</p><p><b>　　故安全。 </b></p><p>　　2. 求作用在齒輪上的力并校核軸彎曲強度作簡圖如下</p><p><b>　　其中左側為3齒輪</b></p><p>　　開始算得扭矩T1=130.515N·m</p><p>　　且

62、總彎矩M==477131.1331 N·m</p><p>　　由公式=30.3066MPa<=60 MPa</p><p><b>　　4. 軸的結構設計</b></p><p>　　1）擬定軸上零件的裝配方案如下圖</p><p><b>　　2）確定各軸段尺寸</b></

63、p><p>　　3)軸上零件的周向定位</p><p>　　4) 確定軸上的圓角和倒角尺寸</p><p><b>　　5）鍵聯(lián)接強度校核</b></p><p>　　根據(jù)所選A型平鍵和查表6-2得鍵的許</p><p><b>　　用擠壓應力 均為</b></p>

64、<p><b>　　所以鍵選擇均合格</b></p><p><b>　　軸三的確定</b></p><p>　　第六節(jié)、 機座箱體結構尺寸及其附件</p><p>　　1.箱體材料的選擇與毛坯種類的確定</p><p>　　根據(jù)減速器的工作環(huán)境,可選箱體材料為灰鑄鐵HT20

65、0.由于鑄造箱體剛性好,得到的外形美觀,灰鑄鐵鑄造的箱體還易于切削、吸收振動和消除噪音等優(yōu)點,可采用鑄造工藝獲得毛坯.</p><p>　　2.箱體主要結構尺寸計算</p><p><b>　　3.減速器的附件 </b></p><p>　　1）檢查孔與檢查孔蓋 </p><p>　　為檢查傳動件的嚙合情況、接觸斑點、側

66、隙和向箱體內傾注潤滑油,在傳動嚙合區(qū)上方的箱蓋上開設檢查孔</p><p><b>　　2）通氣器</b></p><p>　　減速器工作時,箱體溫度升高,氣體膨脹,壓力增大,對減速器各接縫面的密封很不利,故常在箱蓋頂或檢查孔蓋上裝有通氣器</p><p><b>　　3）油塞</b></p><p&g

67、t;　　為了換油及清洗箱體時排出油污,在箱體底部最低位置設有排油孔,通常設置一個排油孔,平時用油塞及封油圈堵住</p><p><b>　　4）定位銷</b></p><p>　　為了保證箱體軸承座孔的鏜制和裝配精度,需在箱體長度方向兩側各安裝一個圓錐定位銷</p><p>　　第七節(jié)、減速器的潤滑及密封形式選擇</p><

68、p>　　由于齒輪圓周速度均小于2m/s;故采用油潤滑。軸承端蓋與軸之間密封采用毛氈圈，必要時增加擋油板。</p><p><b>　　第八節(jié)、心得體會</b></p><p>　　通過此次為時三周的機械設計課程設計，學到了不少的知識，主要心得體會有以下幾點</p><p>　　1）此次課程設計將一學期來學習的機械設計課程內容融合在了一起，

69、不僅是對所學知識的鞏固也是知識的一種實踐。</p><p>　　2）設計的內容較以前的實驗更正規(guī)，更系統(tǒng)，也更龐大，鍛煉了我們處理復雜問題的能力。</p><p>　　3）此次設計經過反復計算 設計 繪制，是對耐心和毅力的磨練</p><p>　　4）設計的過程中涉及到許多國家標準，這不得不要求我們熟悉國家標準，同時也必須學會如何根據(jù)要求合理的選擇國家的標準零件，也

70、是對日后工作的一種實習的認識。</p><p>　　5）設計的過程中難免遇到困難和挫折，主要是和同學討論和向老師請教，在這三周內，韋丹柯老師給了不少指導，解決了我們不少的困惑，同時對我們的所學的知識起了一定的升華作用，在此表示感謝！</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1、《機械設計基礎》 第五版 楊可楨 程光

71、蘊 李仲生 主編 高等教育出版社 </p><p>　　2、《機械設計基礎課程設計》 王昆 何小柏 汪信遠 主編 高等教育出版社 </p><p>　　3、《互換性與技術測量》 第五版 廖念釗 古營菴 莫雨松 </p><p>　　李碩根 楊興駿 編著 中國計量出版社</p><p>　　4、《