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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 2011-2012第2學(xué)期 姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī)： 日期：2012年 6月 目 錄 設(shè)計(jì)目的 ……………………………………………………………3 第一部分 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) …………………………………4 第二部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………6 第三部分 軸的設(shè)計(jì) ………………………………………………10 第四部分 校核 ………

2、…………………………………………25 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………29 心得體會(huì) ………………………………………………………30 1. 設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)題目6 帶式運(yùn)輸機(jī)圓錐—圓柱齒輪減速器 1）系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 2）工作條件 工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕振，不反轉(zhuǎn)；雙班制工作；運(yùn)輸帶容許速度誤差為5%，減速器為小批量生產(chǎn)，使用期限為十年，每年按300天計(jì)； 3）原始數(shù)據(jù) 輸送帶拉力F（N） 1300 輸送帶速度v（m/s） 2.1 滾筒直徑D(mm) 300 4）設(shè)計(jì)工作

3、量 （1）設(shè)計(jì)說明書 （2）減速器裝配圖 （3）減速器零件圖 第一部分 傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 一、傳動(dòng)方案（已給定） 二、該方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 三、原動(dòng)機(jī)的選擇（Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)） 四、傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 五、各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；輸出功率；輸入轉(zhuǎn)矩； （1）外傳動(dòng)為電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)。 （2）減速器為兩級(jí)展開式圓錐圓柱齒輪減速器。 （3）方案簡(jiǎn)圖如下： 減速器結(jié)構(gòu)緊湊

4、，為兩級(jí)展開式圓錐圓柱齒輪減速器。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。錐齒輪布置在高速級(jí)，減小錐齒輪尺寸，容易加工，改變了軸的方向，但限制了傳動(dòng)比，錐齒輪傳動(dòng)比在2~3之間。低速軸齒輪在遠(yuǎn)離聯(lián)軸器處，減小了彎曲變形所引起的載荷分布不均的現(xiàn)象。 工作機(jī)所需功率： 傳動(dòng)裝置總效率： 其中， （彈性聯(lián)軸器效率）=0.99， （滾動(dòng)軸承效率）=0.98， （卷筒效率）=0.96， （低速齒輪傳動(dòng)效率）=0.96， （高速齒輪傳動(dòng)效率）=0.94， 所需電動(dòng)機(jī)功率： 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y112M-4 額定轉(zhuǎn)速：1440r∕min； 額定功率：4 k

5、w； 滿載轉(zhuǎn)矩：； 額定轉(zhuǎn)矩：； 最大轉(zhuǎn)矩：； 同步轉(zhuǎn)速：1500r/min 1、總傳動(dòng)比： 2、各級(jí)傳動(dòng)比的分配： ； 3、各軸的轉(zhuǎn)速： 4、各軸的輸出功率： 5、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 電動(dòng)機(jī)為Y112M-4 i=10.77 第二部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1.齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇

6、 2.設(shè)計(jì)計(jì)算 3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，選小齒輪為40Gr（280HBS），大齒輪45鋼（240HBS），調(diào)質(zhì)處理，均采用軟齒面。初選齒輪精度為8級(jí)，取小齒輪齒數(shù) ； （1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 初步估計(jì)小齒輪V=5m/s，精度8級(jí)； 查表10-2，圖10-8可得： 使用系數(shù)KA=1.25; 動(dòng)載系數(shù)Kv=1.25；

7、 齒向載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) 載荷系數(shù) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 齒寬系數(shù)： 當(dāng)量齒數(shù)（為分度圓錐角） 參考圖10-19，得：接觸疲勞壽命系數(shù)： 參考圖10-21，得齒面接觸硬度： S=SH=1 故，分度圓直徑d1=61.772mm （3）按齒面彎曲疲勞強(qiáng)度校核 （按中等要求）查圖10-20c，得 小齒輪彎曲疲勞極限： 大齒輪彎曲疲勞極限：

8、 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)： 參考圖10-18，得彎曲疲勞壽命系數(shù)： 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力（取安全系數(shù)S=1.5）； 則模數(shù)可求得： 參考表10-6，可取； 綜合（2）（3），根據(jù)m的大小主要取決于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的能力僅與齒面直徑有關(guān)。 故選取： 對(duì)齒數(shù)進(jìn)行修整： 該設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 （4）幾何

9、尺寸計(jì)算 小齒輪40Gr, 大齒輪45鋼, 均調(diào)質(zhì)處理， 8級(jí)精度 Z1=24 Z2=72 初定V=5m/s K=2.930 T1=22.95N.m d1=61.772mm 二、低速級(jí)

10、減速齒輪設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1.齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇 2.設(shè)計(jì)計(jì)算 3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，小齒輪和大齒輪均選45鋼，小齒輪220HBS，大齒輪250HBS調(diào)質(zhì)處理，軟齒面。初選齒輪精度為8級(jí)，取大小齒輪齒數(shù)為： 故實(shí)際傳動(dòng)比為： （1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 試

11、選載荷系數(shù)Kt=1.3 參考表10-7，得齒寬系數(shù) 參考表10-6，得材料的彈性影響系數(shù)： 參考圖10-21d，查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 參考圖10-19，得接觸疲勞壽命系數(shù)： 計(jì)算疲勞接觸許用應(yīng)力： 取安全系數(shù)S=1； 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t（取疲勞接觸許用應(yīng)力較小值） 計(jì)算圓周速度 計(jì)算齒寬 計(jì)算齒寬與齒厚之比 計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù)v=1.36m/s，8級(jí)精度； 參考圖10-8，得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.1 圓柱直齒輪齒面載荷分配系數(shù)：

12、參考表10-2，得使用系數(shù)； 參考表10-4，得齒向載荷分配系數(shù)：； 由，，參考圖10-13，得： 故載荷系數(shù)：； 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 計(jì)算模數(shù)m：； （3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核； 參考圖10-20c，得： 參考圖10-18，得： 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力（取S=1.5），得： 計(jì)算載荷系數(shù)K：； 參考表10-5，得齒形系數(shù)： 參考表10-5，得應(yīng)力校正系數(shù)： 計(jì)算大小齒輪的，并加以比較： 故取小齒輪計(jì)算齒輪模數(shù)： 圓整后，取m=2.0mm； 綜合（2）（3

13、），根據(jù)m的大小主要取決于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的能力僅與齒面直徑有關(guān)。 故取 對(duì)齒數(shù)進(jìn)行修正： 計(jì)算圓周速度： ， 故所選8級(jí)精度合格。 幾何尺寸計(jì)算： 取； 45鋼 均調(diào)質(zhì)處理 8級(jí)精度

14、 Z1=31 Z2=111 所選8級(jí)精度合格 第三部分 軸的設(shè)計(jì) 高速軸的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、選擇軸的材料及熱處理 2、初估軸徑 3、初選軸承 4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5、軸的受力分析 6、判斷危險(xiǎn)截面 7、軸的彎扭合成強(qiáng)度校核 因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。

15、（1）各軸段直徑大小及長(zhǎng)度 參考表15-3，得 A0 =126~103，取較大值，A0=120，則 因軸與聯(lián)軸器之間有鍵槽，軸頸應(yīng)增大3%～5%。所以軸最細(xì)端處直徑 由聯(lián)軸器的參數(shù)可設(shè)計(jì)： 根據(jù)軸肩定位特性： 故選 依據(jù)端蓋、套杯等相關(guān)幾何參數(shù)，可設(shè)計(jì)： 選用軸承7008AC； 參考小錐齒的相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)： 為了使懸臂軸系有較大的剛度，齒寬中點(diǎn)與軸承中心的軸向距離為懸臂長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，與軸承和支點(diǎn)距離的關(guān)系是： （2）低速軸上配件的選擇；

16、 小錐齒周向固定的選用的鍵： 聯(lián)軸器安裝選用的鍵： 套杯：（參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表4.8） 端蓋： 毛氈圈： 考慮到軸的強(qiáng)度和聯(lián)軸器的選擇，且要承受軸向力，初選軸承7208AC； 聯(lián)軸器的選擇： ；軸伸長(zhǎng)E=60mm； 高速軸外伸端軸徑： 依聯(lián)軸器，確定減速器外伸端軸徑，根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用TL型彈性套柱銷聯(lián)軸器： 轉(zhuǎn)矩； 參考機(jī)械工程手冊(cè)第二版：表6.1-23，選取TL5聯(lián)軸器能滿足要求； 確定鍵： 參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，表16.2，得：

17、 （3）各軸段的強(qiáng)度校核：（圖手繪） 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、選擇軸的材料及熱處理 2、初估軸徑 3、初選軸承 4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5、軸的受力分析 因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （1）各軸段的直徑及長(zhǎng)度 考慮軸端不

18、承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量彎矩取較大值120，則 參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，得：有兩個(gè)鍵槽時(shí)，軸直徑應(yīng)增大10%~15%； 故 根據(jù)尺寸計(jì)算，小圓柱直齒輪B=68mm， 故取 依據(jù)輪轂長(zhǎng)度 則可取得為34~45.3mm，考慮軸的位置，剛度，安裝要求等因素，取 ； 參考資料得，定位軸肩； 則可取 取整數(shù)；； 便于軸的加工，軸對(duì)稱布置， 參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)， ??； 為保證大小錐齒良好嚙合，由幾何關(guān)系，得： 由軸承標(biāo)準(zhǔn)件的類型，可選擇： 為保證軸承的正確安裝，齒輪端面與箱體的間距等因素，選取 （2）中速軸上配件選

19、擇； 根據(jù)軸段直徑大小及長(zhǎng)度，參考表6-1，得： 齒輪的軸向定位：鍵的選擇； 小圓柱直齒輪軸段： 大錐齒軸段： 軸承初選用： 兩端悶蓋選擇：參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，得： （3）軸的強(qiáng)度計(jì)算（圖手繪） 45鋼 調(diào)制處理 低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、選擇軸的材料及熱處理 2、初估軸徑 3、初選軸承

20、 4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5、軸的受力分析 因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量彎矩取較大值120，則 依傳遞扭矩，T=213.88N·m 則： 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用十字滑塊聯(lián)軸器； 相關(guān)尺寸如下： 即可選； 根據(jù)軸承標(biāo)準(zhǔn)件類型，可選?。? 根據(jù)大圓柱齒輪部分尺寸： 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)： 依定位軸肩特性， 為保證軸承對(duì)稱安裝以及擋油環(huán)相同的設(shè)計(jì)原則： 取 為保證齒輪端面與箱體間距，取 由端蓋相關(guān)尺寸以及

21、安裝要求：取： 根據(jù)聯(lián)軸器的相關(guān)尺寸，?。? （2）低速軸上配件選擇； 選取軸承7209AC； 悶蓋： 透蓋： 毛氈圈： （3）軸的強(qiáng)度計(jì)算（圖手繪） 45鋼 調(diào)制處理 第四部分 校核 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、高速軸承及鍵的校核

22、 2、減速器的潤(rùn)滑 一、高速軸承的校核 2、鍵的校核 綜上校核：鍵強(qiáng)度符合； 1、 齒輪的潤(rùn)滑 因?yàn)辇X輪的圓周速度小于12m/s，所以采用浸油潤(rùn)滑。高速齒輪浸入油里0.7個(gè)齒高，但不小于10mm，低速級(jí)齒輪浸入高度約為1個(gè)齒高（不小于10mm）。 2、 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 因潤(rùn)滑油中傳動(dòng)零件的圓周速度大于或等于1.5～2m/s,所以采用飛濺潤(rùn)滑。 二、中速軸承的校核 3、 鍵的校核 三、低速軸承的校核 故軸承滿足要求 鍵連接強(qiáng)度足夠 參考文獻(xiàn) 心得體會(huì) - 30 -