0119-鑄工車間自動(dòng)送砂帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)(單級(jí)圓柱齒輪減速器)【CAD圖+說明書】,CAD圖+說明書,鑄工,車間,自動(dòng),送砂帶式,運(yùn)輸機(jī),傳動(dòng),裝置,設(shè)計(jì),圓柱齒輪,減速器,cad,說明書,仿單
單極圓柱齒輪減速器
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
一.《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
l.題目：鑄工車間自動(dòng)送砂帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
2.任務(wù)：
(1).減速器裝配圖(1號(hào))…………1張
(2).低速軸工作圖(2號(hào))…………1張
(3).大齒輪工作圖(2號(hào))…………l張
(4).設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 ……………1份
3.時(shí)間：2011年12月18日至2012年1月14日
4.設(shè)計(jì)參數(shù)：
(1).傳動(dòng)帶鼓輪轉(zhuǎn)速n=80r/min
(2).鼓輪軸輸入功率P=3.3kW
(3).使用年限：5年
5.其它條件：
雙班制16小時(shí)工作、連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)，有輕微振動(dòng)、
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
二、傳動(dòng)方案
2.1 傳動(dòng)方案說明
一、選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型的基本原則為：
1.傳遞大功率時(shí)，應(yīng)充分考慮提高傳動(dòng)裝置的效率，以減少能耗、降低運(yùn)行費(fèi)用。
2.載荷多變和可能發(fā)生過載時(shí)，應(yīng)考慮緩沖吸振及過載保護(hù)問題。
3.傳動(dòng)比要求嚴(yán)格、尺寸要求緊湊的場(chǎng)合，可選用齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)。
4.在多粉塵、潮濕、易燃易爆場(chǎng)合，宜選用鏈傳動(dòng)、閉式齒輪傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)。
根據(jù)本次課程設(shè)計(jì)的要求，此設(shè)計(jì)采用的傳動(dòng)方案為單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)。
二、傳動(dòng)裝置的合理布置
傳動(dòng)裝置布置的原則：
1.傳動(dòng)能力小的帶傳動(dòng)應(yīng)布置在高速軸。
2.開式齒輪傳動(dòng)應(yīng)布置在低速軸。
這樣具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1.適用于中心距較大的傳動(dòng)。
2.具有良好的撓性，可緩沖吸收振動(dòng)。
3.過載時(shí)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，使傳動(dòng)失效，但可防止其他零件損壞。
4.結(jié)構(gòu)簡單成本低。
缺點(diǎn)：外廓尺寸大、無固定傳動(dòng)比、壽命短、傳動(dòng)效率低。
結(jié)論：對(duì)于此傳動(dòng)裝置的要求，低速軸由于其要求以固定的傳動(dòng)比傳動(dòng)，且所需傳動(dòng)效率很高，所以齒輪傳動(dòng)適用。
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇
2.2.1 電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式
類型：根據(jù)電源及工作機(jī)條件，選用臥式封閉型Y（IP44）系列的三相交流異步電動(dòng)機(jī)ZBK22007-88
2.2.2選擇電動(dòng)機(jī)容量：
（1）工作機(jī)所需功率PW=3.3kW
（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd Pd=PW/η
電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率：η總=η1·η2·η3·η4…ηn
根據(jù)輔導(dǎo)書P7表2－4：
η總=η帶·η滾動(dòng)軸承·η齒輪·η滾動(dòng)軸承·η連軸器
=0.95×0.97×0.98×0.98×0.97
=0.86
所以電動(dòng)機(jī)輸出功率：Pd= Pw÷η總=3.3÷0.86=3.837kW
（3）確定電動(dòng)機(jī)額定功率：Ped≥Pd，根據(jù)《課程設(shè)計(jì)》P196選擇電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額定功率為Ped=4kW
2.2.3選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
由《課程設(shè)計(jì)》書P4頁表2-1：
V帶傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比推薦值為2~4
圓柱齒輪傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比推薦值為3~6，
鼓輪轉(zhuǎn)速為80r/min。所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在
nd ＝nw×i帶×i齒輪＝80×（2×）3~80×（4×6）
＝80×6~80×24
＝528~2112r/min
2.2.4選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：查《課程設(shè)計(jì)》P196 表20-1
型號(hào)
額定功率
同步轉(zhuǎn)速<轉(zhuǎn)/分>
滿載轉(zhuǎn)速
<轉(zhuǎn)/分>
質(zhì)量
總傳動(dòng)比
Y132M1-6
4
1000
960
73
13.71
Y160M1-8
4
750
720
118
10.29
η總=0.86
Pd=3.837kW
Ped=4kW
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見方案1比較合適。因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6
2.2.5 電動(dòng)機(jī)外形簡圖和主要安裝尺寸 （輔導(dǎo)書P197表20-2）
電動(dòng)機(jī)外形示意圖
(1).電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表：
電動(dòng)機(jī)
型號(hào)
額定功率(kW)
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)
質(zhì)量（kg）
同 步
滿 載
Y132M1-6
4
1000
960
73
(2).電動(dòng)機(jī)的外型和安裝尺寸表：
H=132mm
A=216 mm
B=178 mm
C=89 mm
D=38 mm
E=80 mm
F×GD=10×8 mm
G=33 mm
K=12 mm
AB=280 mm
AD=210 mm
AC=135 mm
HD=315 mm
AA=60 mm
BB=238 mm
HA=18 mm
L=515mm
2.3 總傳動(dòng)比的確定和各級(jí)傳動(dòng)比的分配
2.3.1 理論總傳動(dòng)比
i總＝18
2.3.2各級(jí)傳動(dòng)比的分配及其說明
取V帶傳動(dòng)比：i帶＝4
電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132M1-6
i總＝18
i帶＝4
則單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比
i齒＝i總÷i帶＝18÷4＝4.5
由于i齒輪值一般取3—6
所以i齒輪符合其常規(guī)范圍。
2.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
2.4.1 各軸的理論轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)軸：n0＝nm＝1440r/min
高速軸： nⅠ＝n0/i帶 ＝1440/4＝360 r/min
低速軸： nⅡ＝nⅠ/i齒輪＝360/4.5＝80 r/min
2.4.2 各軸的輸入功率
電動(dòng)機(jī)軸：P0＝Ped＝4 kW
高速軸： PⅠ＝P0×η帶＝4×0.96＝3.84 kW
低速軸： PⅡ＝PⅠ×η齒輪×η滾動(dòng)軸承＝3.84×0.99×0.97＝3.68 kW
2.4.3 各軸的理論轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)軸：T0 ＝9.55×106×P0 /n0
＝9.55×106×4/1440
＝26530 N?mm
高速軸： TⅠ＝9.55×106×PⅠ/nⅠ
＝9.55×106×3.84/360
＝101870 N?mm
低速軸： TⅡ＝9.55×106×PⅡ/nⅡ
＝9.55×106×3.688/80
＝440250N?mm
2.4.4 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)匯總表
軸
P（kW）
n(r/min)
T（N?mm）
電動(dòng)軸O
4
1440
26530
高速軸I
3.84
360
101870
低速軸II
3.688
80
440250
i齒＝4.5
n0＝1440 r/min
nⅠ＝360r/min
nⅡ＝80 r/min
P0＝Ped＝4 kW
PⅠ＝3.84kW
PⅡ＝3.68kW
T0＝26530 N?mm
TⅠ＝101870 N?mm
TⅡ＝440250N?mm
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
三. 傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1 V帶傳動(dòng)
3.1.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
1、確定計(jì)算功率Pc
由課本P218表13-8“工作情況系數(shù)KA”查得KA=1
故Pc=KA?P=1.0×4=4.0kW
(2)選取普通V帶型號(hào)
根據(jù)Pc=4.0kW，n1=1440 r/min,由課本P219圖13-15，確定選用A型。
d1=75~100mm
(3)小帶輪基準(zhǔn)直徑d1及大帶輪基準(zhǔn)直徑d2
由課本P219表13-9“V帶輪最小基準(zhǔn)直徑”，取d1=100mm,
由課本P211式13-9得d2= (n1 /n2)×d1×(1-ε)
=(1440/360)×100× (1-0.02）=400mm
(4)驗(yàn)算帶速V
V=(d1×n1×π)/(60×1000)=(100×1440×π)/(60×1000) =7.539m/s,
在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。
(5)求V帶基準(zhǔn)長度Ld和中心距a
初步選取中心距a0=1.5(d1+d2)=1.5(100+400)=750，取a0=750mm,
符合0.7(d1+d2)=350mm120°
∴主動(dòng)輪包角合適。
(7)V帶根數(shù)z,
由式13-15得 z =Pc/[P0]
= Pc/[( P0 +ΔP0) × Kα×KL]
由n1=1440r/min,d1=100mm, i帶=d2/[d1(1-ε)]=4.08
查表13-3用內(nèi)插法得：P0=1.3kW (教科書P214頁)
由表13-5得： ΔP0=0.17kW
查表13-7得 Kα=0.95,
查表13-2得 KL=1.09,
則Z=Pc/[(P0+ΔP0) KαKL]=4.0/[(1.3+0.17) ×0.95×1.09]=2.63
取Z=3根
式中： P0 —單根普通V帶的基本額定功率；
ΔP0—單根普通V帶 i≠1時(shí)額定功率的增量；
Kα —包角修正系數(shù)；
KL —帶長修正系數(shù)。
V帶傳動(dòng)主要傳動(dòng)參數(shù)見下表：
帶型
Ld
(mm)
d1
(mm)
d2
(mm)
a
(mm)
Z
(根)
V
(m/s)
KA
A
2500
100
400
842
3
7.539
1.0
3.1.2帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
由于帶輪低速運(yùn)轉(zhuǎn)（V＜30m/s），所以采用鑄鐵材料，常用材料的牌號(hào)為HT150或HT200。
3.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
3.2.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
1、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）選擇齒輪類型、材料、精度等級(jí)及齒數(shù)
[1]選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
[2]選用軟齒面、閉式傳動(dòng)。
由課本P166~167表11-1得
小齒輪：20CrMnTi，滲碳淬火，表面硬度56~62HRC; sHlim1=750MPa sFE1=420MPa
大齒輪：20Cr，滲碳淬火，表面硬度56~62HRC; sHlim2=750 MPa sFE2=420MPa
查課本P171表11-5“最小安全系數(shù)SH,SF的參考值”得
SH=1.0 ，SF=1.25
[sH1]=sHlim1/SH=750/1.0=750MPa
[sH2]=sHlim2/SH=750/1.0=750MPa
[sF1]=sFE1/SF=420/1.25=336 MPa
[sF2]=sFE2/SF=1500/1.25=336 MPa
[3]初選精度等級(jí)9級(jí)。
[4]初選小齒輪齒數(shù)：Z1=20
大齒輪齒數(shù)：Z2=i齒輪×Z1=4.5×20=90，取Z2=90
實(shí)際傳動(dòng)比為i=90/20=4.5
[5]選取螺旋角β=15o
2、按齒面彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算
⑴載荷系數(shù)K:查課本P169表11-3“載荷系數(shù)K”得
K=1.3
⑵齒寬系數(shù)yd：查課本P175表11-6“齒寬系數(shù)yd”得
yd=0.8
⑶小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1：T1=101866.7N.mm
⑷齒形系數(shù)和齒根修正系數(shù)：
ZV1 =Z1/cos3β=20/cos315°=22.19
ZV2 =Z2/cos3β=90/cos315°=99.86
查P173圖11-8“外齒輪的齒形系數(shù)YFa”與P174圖11-9“外齒輪的齒根修正系數(shù)YSa”得
YFa1=2.93， YSa1=1.57， YFa2=2.23， YSa2=1.68
⑸彈性系數(shù)ZE：由課本P171表11-4“彈性系數(shù)ZE”得ZE=188
⑹節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪ZH=2.5
⑺因YFa1×YSa1/[sF1]=2.93×1.57/336=0.01322> YFa2×YSa2/[sF2]
=0.01192，
故應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。
⑻法向模數(shù)mn≥[[(2KT1/(ydZ12)]×[YFa1YSa1/[sF1]]×cos2β]1/3
=[2×1.3×101866.67×0.01322×cos215°/(0.8×202)]1/3
=2.16mm
由課本P57表4-1“標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列”取 mn=3mm
⑼中心距a：a=mn(Z1+Z2)/2cosβ=3（20+90）/2cos15°=170.82mm
取 a=175mm
⑽確定螺旋角 β= arccos[mn(Z1+Z2)/2a]
= arccos[3(20+90)/(2×175)]=19°4′63"
Ld=2500mm
a= 842mm
α= 159°
P0=1.3kW
ΔP0=0.17kW
Kα=0.95,
KL=1.09
Z=3
Z1=20
Z2=90
β=15o
K=1.3
yd=0.8
mn=2.16mm
a=170.82mm
β=19°4′63"
⑾齒輪分度圓直徑 d1=mnZ1/cosβ=3×20/cos(19°4′63")
=63.64mm
d2=mnZ2/cosβ=3×90/cos(19°4′63")
=254.67mm
⑿齒寬b： b=ydd1=0.8×63.64=50.909mm
取b2=60mm,b1=55mm
⒀齒頂圓及齒根直徑
查課本P58表4-2“漸開線圓柱齒輪的齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)”得ha*=1.0 c*=0.25
齒頂高 ha=ha*×m n = 1.0×2.5= 2.5mm
齒底高 hf=（ha*+c*）m n =(1.0+0.25)×2.5=3.125mm
全齒高 h=ha+hf=2.5+3.125=5.625mm
小齒輪：
齒頂圓直徑 da1=d1+2ha=63.64+2×2.5=68.64mm
齒根圓直徑 df1=d1-2hf=63.64-2×3.125=57.39mm
大齒輪:
齒頂圓直徑 da2=d2+2ha=254.67+2×2.5=259.67mm
齒根圓直徑 df2=d2-2hf=254.67-2×3.125=248.42mm
3、驗(yàn)算齒輪接觸強(qiáng)度
sH=ZEZHZβ×[2KT1×(u+1）/(bb12u）]1/2
=188×2.1×[cos(19°4′63")]1/2×[2×1.3×26530×5.5/
(50.909×63.642×4.5)]1/2
=238MPa<[sH1]=750MPa,安全。
d1=63.64mm
d2=254.67mm
b2=60mm
b1=55mm
ha= 2.5mm
hf=3.125mm
h=5.625mm
da1=68.64mm
df1=57.39mm
da2=259.67mm
df2=248.42mm
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
4、齒輪的圓周速度 V=pd1n1/(60×1000)
=3.14×63.64×360/（60×1000)
=1.1995m/s
對(duì)照表11-2可知9級(jí)精度合適。
齒輪設(shè)計(jì)總表：（I為小齒輪，II為大齒輪）
齒輪
齒數(shù)Z
材料
熱處理
傳動(dòng)比
中心距(mm)
模數(shù)(mm)
螺旋角
I
20
20CrMnTi20Cr
滲碳淬火
4.5
175
3.0
19°4′63"
II
90
滲碳淬火
齒輪
分度圓直徑(mm)
齒頂圓直徑(mm)
齒根圓直徑(mm)
齒寬(mm)
齒頂高(mm)
齒根高(mm)
I
63.64
68.64
57.39
60
2.5
3.125
II
254.67
259.67
248.42
55
3.3 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)匯總表
項(xiàng)目
電動(dòng)機(jī)軸
高速軸
低速軸
轉(zhuǎn)速（r/min）
1440
360
80
功率（kW）
4
3.84
3.688
轉(zhuǎn)矩（N·mm）
26530
101870
440250
傳動(dòng)比
4
4.5
結(jié)果檢驗(yàn)：
i實(shí)=i齒×i帶=4.0×4.5=18.0
n鼓=n1/i實(shí)=1440/18=80r/min
誤差=(80-79.82）/80×100%=0.225%
滿足要求。
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
聯(lián)軸器外形示意圖
3.4 聯(lián)軸器的選擇
1.選型說明
由于本減速器屬于中小型減速器，其輸出軸與工作機(jī)軸的軸線偏移不大。其次為了能夠使傳送平穩(wěn)，所以必須使傳送裝置具有緩沖，吸振的特性。因此選用彈性柱銷聯(lián)軸器。
2.聯(lián)軸器型號(hào)
由教科書P291頁表17-1得KA=1.5
TC=KATⅡ=1.5×497.96=746.94N·m
由《課程設(shè)計(jì)》P164表17-4，
選擇聯(lián)軸器HL4聯(lián)軸器40×84GB5014—85型(J型)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
四.軸與輪轂的聯(lián)接
4.1 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.1軸徑設(shè)計(jì)
利用公式d≥C×(P/N)1/3初步確定所需直徑。
∴d≥(98~107)×(4×0.8941/70)1/3
=36.36~39.70mm (由課本P245表14-2取C=98~107)
考慮到鍵的影響,軸徑放大5%，
d1=(1+5%)×(36.36~39.70)
=38.18~41.69mm
⑴取d1=40mm
⑵d2=d1+2h定=44mm
⑶d3=d2+2h非定=46mm
根據(jù)輔導(dǎo)書P158表16-9，毛氈圈尺寸查得直徑
d2= 44mm d3=46mm
⑷d4=d3+2h非定=50mm
∴初步選取角深溝球軸承6210GB276-89
軸承外徑D=100mm,寬度B=25mm
(5) d5=d4+2h定=60mm
(6) d6=d3=46mm
4.1.2軸的長度設(shè)計(jì)：
低速軸
軸段1：L1=77mm （根據(jù)課程設(shè)計(jì)書P164彈性坐標(biāo)聯(lián)軸器長度的設(shè)計(jì)確定）
軸段2：L2=60mm （涂潤滑脂的空隙）
軸段3：L3=軸承寬度B+10+14=54mm
軸段4：L4=齒輪軸齒寬-2=50 mm
軸段5：L5=1.4（d5-d6）/2=1.4（60-46)/2=11.5，取L5=12mm
軸段6：L6=軸承寬度B+10+8=38mm
d1=40mm
d2=44mm
d3=46mm
d4=50mm
d5=60mm
d6=46mm
L1=77mm
L2=60mm
L3=54mm
L4=50mm
L5=12mm
L6=38mm
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
4.3軸的強(qiáng)度校核
只需進(jìn)行低速軸的強(qiáng)度校核,按彎扭強(qiáng)度計(jì)算：
L=100mm,壓力角α=20°，β=17°4′57"
d2=287.6922mm，TⅡ=497.96N·m
∵齒輪上的圓周力Ft=2TⅡ/d2=3461.7553N
徑向力Fr=Ft×tgα/cosβ=1318.1280N
軸向力Fa=Ft×tgβ=1063.8177N
1) 求垂直面的支反力
F1v=(Fr×L/2-Fa×d2)/L
=(1318.1280×100/2-1063.8177×287.6922/2)/ 100=-871.1963N
F2v=Fr-F1v=2189.3243 N
2)求水平面的支反力
F1H= F2H=Ft/2=3461.7553/2=1730.8777N
3)繪垂直面的彎矩圖：
Mav=F2v×L/2=109.4662N·m
Mav'=F1v×L/2=-43.5598N·m
4)繪水平面的彎矩圖：
MaH=F1H×L/2=86.5439N·m
5)合成彎矩圖
考慮到最不利的情況
Ma =(Mav2 +MaH2) 1/2
=(109.46622+86.54392) 1/2
=139.5446N·m
Ma'=(Mav' 2+MaH2) 1/2
=((-43.5598)2+86.54392) 1/2
= 96.8881N·m
6)最危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩截面：可見a-a截面最危險(xiǎn),
Me=(Ma2+（αTⅡ)2) 1/2 , 取α=0.6,
Me=(139.54462+(0.6×497.96)2) 1/2=329.7572N·m
7)計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：
軸的材料選用45Cr,調(diào)質(zhì)處理,查得бB=750N/mm2,
由此查得許用彎曲應(yīng)力[б-1b]=70N/mm2,則
(教科書P241頁14-1及P246表14-3)
d≥(Me/0.1/[б-1b])1/3=(329757.2/0.1/70)1/3=36.12mm
考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d增大5%，
故：d=1.05×36.12=37.93
取d=40mm
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
4.4軸的鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核
1.高速軸
A.高速軸軸端的鍵
(1)類型及尺寸選擇 (教科書P156頁表10-9)
選擇半圓頭普通平鍵聯(lián)接
根據(jù)軸的直徑dmin=25mm,查得b=8,h=7,鍵長L=18～90mm,
取標(biāo)準(zhǔn)值L=40mm
(2).強(qiáng)度校核
校核鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度,條件是:бp=4T1/dhl≤[бp]
∴бp=4*107170/(25*7*40) =61.24N/mm2
∵查得[бp]=100~120N/mm2 所以бp≤[бp],
滿足條件,合適 (教科書P158表10-10)
B. 齒輪與軸聯(lián)接的鍵：
(1)類型及尺寸選擇(教科書P156頁表10-9)
選擇半圓頭普通平鍵聯(lián)接
根據(jù)軸的直徑d=45mm,查得b=14,h=9,鍵長L=36～160mm,L
取標(biāo)準(zhǔn)值L=50mm
(2).強(qiáng)度校核
校核鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度,條件是:
бp=4T1/dhl≤[бp]
∴бp=4*107170/(45*9*50) =21.2N/mm2
∵查得[бp]= 100~120N/mm2 (教科書P158表10-10)
бp≤[бp],滿足條件,合適。
2.低速軸
A、低速軸軸端的鍵：
(1)類型及尺寸選擇(教科書P156頁表10-9)
選擇圓頭普通平鍵聯(lián)接
根據(jù)軸的直徑d=40mm,查得b=12,h=8
取L=77mm
(2).強(qiáng)度校核
校核鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度,條件是:
бp=4 T2/dhl≤[бp]
∴бp=4*329010/(35.5*8*56) =82.8 N/mm2
∵查得[бp]= 100~120N/mm2 (教科書P158表10-10)
бp≤[бp],滿足條件,合適。
B. 齒輪與軸聯(lián)接的鍵：
(1)類型及尺寸選擇(教科書P156頁表10-9)
選擇半圓頭普通平鍵聯(lián)接
根據(jù)軸的直徑d=50mm,查得b=14,h=9,鍵長L=18～90mm,L
取標(biāo)準(zhǔn)值L=40mm
(2).強(qiáng)度校核
校核鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度,條件是: бp=4T2/dhl≤[бp]
∴бp=4*329010/(55*10×50) =47.8N/mm2
∵查得[бp]= 100~120N/mm2 (教科書P158表10-10)
бp≤[бp],滿足條件,合適。
五.軸承選擇計(jì)算
5.1 低速軸軸承壽命驗(yàn)算
根據(jù)所選深溝球球軸承6210GB276-89
Cr=27.0KN,Cor=19.8KN
Fa/Cor=1063.8177/（19.8×1000）=0.054, e=0.22
X=0.56 Y=1.99（教材P280表16-11)
P=XFr+YFa=(0.56×1318.1280+1.99×1063.8177)N=2855.1489N
軸承所受載荷大,校核軸承的壽命
Lh=(ftCr/fpP)3 ×1000000/60/n1
式中ft為溫度系數(shù),Cr為額定動(dòng)載荷,fp為載荷系數(shù)
查得ft為1,fp為1.8 （教材P279表16-8表16-9及課程設(shè)計(jì)書P145表15-3）
∴Lh=(27.0×1000×1/1.8/2855.1489)3 ×106/60/70=34525.36h
Lh/16/250=8.63年>5年
所選軸承符合要求
5.2 減速器各軸所用的軸承型號(hào)
軸承
型號(hào)
d
(mm)
B
(mm)
D
(mm)
高速軸I
角接觸球軸承7307AC
35
21
80
低速軸II
角接觸球軸承7309AC
45
25
100
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
六.減速器的潤滑與密封
6.1 齒輪傳動(dòng)的潤滑
本減速器齒輪圓周速度為：
V=pd1n1/(60×1000) =1.05m/s
齒輪的圓周速度小于12m/s，所以采用浸油潤滑。
此外，傳動(dòng)件內(nèi)浸入有油的深度要求適當(dāng)，油池必須保持在一定的深度。
機(jī)座內(nèi)裝中負(fù)荷工業(yè)齒輪油N320潤滑油（GB5903-86）至規(guī)定高度。
密封采用氈圈密封，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉，但磨損較快，
壽命短，用于脂潤滑。
6.2軸承的潤滑
由于d×n<160000，所以軸承采用脂潤滑。
（d軸承內(nèi)徑，n軸的轉(zhuǎn)速）查教科書P284
6.3 減速器的密封
本減速器所采用的密封件是氈圈密封圈。密封方式是接觸式密封。
本減速器在軸承旁還設(shè)置了擋油圈。
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
七.減速器箱體及其附件
7.1 箱體結(jié)構(gòu)形式及材料
本減速器采用剖分式箱體，分別由箱座和箱蓋兩部分組成。用騾栓連接起來，組成一個(gè)完整箱體。剖分面與減速器內(nèi)傳動(dòng)件軸心線平面重合。
此方案有利于軸系部件的安裝和拆卸。剖分接合面必須有一定的寬度，并且要求仔細(xì)加工，以保證箱體剛度。在軸承座處設(shè)有加強(qiáng)肋。
箱體底座要有一定寬度和厚度，以保證安裝穩(wěn)定性和剛度。
減速器箱體用HT200制造。鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本低。鑄造箱體多用于批量生產(chǎn)。
7.2 箱體結(jié)構(gòu)尺寸
1.基本箱體參數(shù)(課程設(shè)計(jì)書P17表3-1)
箱座壁厚與箱蓋壁厚在確定為8mm
箱體凸緣厚度：箱座b=1.5δ=12mm,
箱蓋b1=1.5δ1=12mm,箱底座b2=2.5δ=20mm
加強(qiáng)肋厚：箱座m=0.85δ=0.85×8=6.8mm，
箱蓋m1=0.85δ1=0.85×8=6.8mm
地腳螺釘直徑：df=0.036a+12=0.036×170+12=18.12，
取公稱直徑為20mm
地腳螺釘數(shù)目：n=4
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑： d1=0.75df=15mm, 取為M16
箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑：d2=(0.5~0.6)df=10~12mm
取為M10
軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目：n=4，M8(課程設(shè)計(jì)書P77表9-9）
觀察孔蓋螺釘直徑：d4=（0.3~0.4）df=6~8mm
取M6， 4個(gè)
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
箱體主要機(jī)構(gòu)尺寸：
名稱
符號(hào)
尺寸
箱座壁厚
δ
8mm
箱蓋壁厚
δ1
8mm
箱體凸緣厚度
b
12mm
b1
12mm
b2
20mm
加 強(qiáng)
肋 厚
m
6.8mm
m1
6.8mm
地腳螺釘直徑和
數(shù)目
df
20mm
n
4
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
d1
16mm
箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑
d2
10mm
觀察孔蓋螺釘直徑
d4
6mm
df、d1、d2
至箱體外壁距離；
df、d2至
凸緣邊緣的距離
C1、C2
螺 栓
直 徑
M12
M16
M20
C1(mm)
16
22
26
C2(mm)
14
20
24
7.3 主要附件
1.窺視孔和視孔蓋
為便于觀察齒輪嚙合情況及注入潤滑油，在箱體頂部設(shè)有窺視孔。
為了防治潤滑油飛出及密封作用，在窺視孔上加設(shè)視孔蓋。
規(guī)格: A：100; A1：130; A0：115; d4：M6;h：2;
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
2.油標(biāo)尺
為方便的檢查油面高度，保證傳動(dòng)件的潤滑，將油面指示器設(shè)在低速級(jí)齒輪處油面較穩(wěn)定的部位，可以及時(shí)泄?jié)櫥汀?
規(guī)格：油標(biāo)尺 M16
尺寸：
d
d1
d2
d3
h
a
b
c
D
D1
M16
4
16
6
35
12
8
5
26
22
(單位：mm）
具體圖表詳見與藍(lán)皮書P78，表9-14 油標(biāo)尺.
3.定位銷
保證拆裝箱蓋時(shí)，箱蓋箱座安裝配合準(zhǔn)確，且保持軸承孔的制造精度，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配兩個(gè)定位銷。
2個(gè)銷GB119-86 B8×32
4.起蓋螺釘
在箱體部分面上涂有水玻璃，用于密封，為便于拆卸箱蓋，在箱蓋凸緣上設(shè)有起蓋螺釘一個(gè)，擰動(dòng)起蓋螺釘，就能頂開箱蓋。
螺釘GB70-85 M10×20
5.起吊裝置
減速器箱體沉重，采用起重裝置起吊，在箱體上裝有吊環(huán)螺釘。
為搬運(yùn)整個(gè)減速器，在箱兩座凸緣處鑄有吊耳。
A．箱蓋吊耳
尺寸（mm）：d=16mm，R=16mm，e=16mm，b=16mm
B．箱座吊耳
尺寸（mm）：B=C1+C2=42mm，H=0.8B=34mm，h=0.5H=21mm，
r2=0.25B=10.5mm，b=2δ=16mm
6.通氣器
減速器工作時(shí)箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，箱內(nèi)氣壓增大。為了避免由此引起的密封部位的密封性下降造成潤滑油向外滲漏，多在視孔蓋上設(shè)置通氣器，使箱體內(nèi)的熱膨脹氣體能自由逸出，保持箱體內(nèi)壓力正常，從而保證箱體的密封性。
規(guī)格：M18×1.5 （課程設(shè)計(jì)書P76頁）
尺寸d1：M33×1.5; d2：8; d3：3; d4：16; D：40；
a：12； b：7; c：16；h：40; h1：18
D1：25.4； R: 40; k: 6; e: 2; f: 2;
S：22； (單位：mm）
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
7.放油孔和螺塞
為了排出油污，在減速器箱座底部設(shè)有放油孔，并用方油螺塞和密墊圈將其堵住。
外六角油塞及封油墊： （課程設(shè)計(jì)書P79頁表9-16）
尺寸：d：M16×1.5；D0：26；e：19.6；L：23；l：12；
a：3；S：17；d1：17；H：2（單位：mm）
外六角油塞及封油墊
8.軸承蓋（課程設(shè)計(jì)數(shù)P77）
低速軸：軸承外徑D：90；螺釘直徑d3：8；
螺釘數(shù)：4；d0：9；D0：110；
D2：130；e：9.6； D4：80；
D5：86； D6：88； （單位：mm)
高速軸：軸承外徑D：72；螺釘直徑d3：8；
螺釘數(shù)：4；d0：9；D0：92
D2：112；e：9.6； D4：60；
D5：68； D6：70 (單位：mm）
由課程設(shè)計(jì)書P158頁表16-9得b1=10mm，h=10mm。
設(shè)計(jì)計(jì)算及說明
結(jié)果
八.小結(jié)
此次課程設(shè)計(jì)的總體方案布置是合理的，基本符合設(shè)計(jì)的總體要求。在零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算上完全按照教科書、課程設(shè)計(jì)書進(jìn)行，相關(guān)尺寸符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。裝配圖的軸系部件設(shè)計(jì)合理，零件圖尺寸和公差完全符合行業(yè)基本規(guī)范。附件的選擇和布置基本合理，軸承蓋、密封件等的選擇完全參照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)合理。在設(shè)計(jì)中的所有公式以及參數(shù)均以標(biāo)明出處，并符合標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)來源可靠，計(jì)算結(jié)果正確。
通過此次課程設(shè)計(jì)，我在總體設(shè)計(jì)能力有了顯著的提高。特別是對(duì)設(shè)計(jì)的理解、分析以及繪制特有的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)規(guī)范有了深刻的認(rèn)識(shí)，在計(jì)算機(jī)繪圖能力方面也有了長足的進(jìn)步。當(dāng)然，我認(rèn)識(shí)到我還存在以下不足：在對(duì)于設(shè)計(jì)的總體把握方面還不夠強(qiáng)；對(duì)于有些設(shè)計(jì)理念理解的還不夠透徹；通過現(xiàn)代信息手段查找資料的能力還有所欠缺；計(jì)算機(jī)繪圖能力還有待加強(qiáng)。
九.資料索引
1.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（第四版）
揚(yáng)可楨、程光蘊(yùn)主編 高等教育出版社
書號(hào)：ISBN 7-04-007279-3
注：此書即為說明書中所指教科書。
2．《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》
華中理工大學(xué) 王昆、重慶大學(xué) 何小柏、同濟(jì)大學(xué) 汪信遠(yuǎn)主編
高等教育出版社 書號(hào)：ISBN 7-04-005405-1
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