《機械設計課程設計說明書V帶、鏈輪單級直齒圓柱齒輪減速器》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機械設計課程設計說明書V帶、鏈輪單級直齒圓柱齒輪減速器（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 機械設計基礎課程設計 說 明 書 設計題目：V帶、鏈輪單級直齒 圓柱齒輪減速器 專業(yè)班級： 交設0605班 學生姓名： 指導老師： 交通運輸工程學院 目 錄 1.機械設計課程設計任務書 ------------------------------------2 2.機構(gòu)運動簡圖-----------------------------------------------------3 3、運動學與動力學計算 ----------------------------------------4 4、傳動零

2、件設計計算---------------------------------------------6 5、軸的設計計算及校核------------------------------------------9 6.滾動軸承的選擇及校核計算-----------------------------------13 7.鍵聯(lián)接的選擇及校核計算--------------------------------------14 8.減速器帶輪輪轂設計--------------------------------------------15 9.減速器鏈輪設計---------------

3、-----------------------------------15 10.減速器結(jié)構(gòu)與潤滑的概要說明------------------------------16 11.設計小結(jié)---------------------------------------------------------17 12.參考文獻---------------------------------------------------------18 13.Matlab設計程序------------------------------------------------19 1. 機械設計課

4、程設計任務書 專業(yè)班級 交設0605班 學生姓名 學號 課題名稱 V帶、鏈輪單級直齒圓柱齒輪減速器 設計 起止時間 2008年12月29日——2009年1月9號 課題類型 機械設計課程設計 課題性質(zhì) 課程設計 一、原始數(shù)據(jù) 已知條件 輸送帶拉力F/kN 輸送帶速度 V/(m/s) 滾筒直徑 (mm) 使用年限 Y 數(shù)據(jù) 6 0．87 550 10 工作條件： 用于膠帶運輸?shù)膯渭増A柱齒輪減速器，傳送帶允許的速度誤差為5%。雙班制工作，有輕微振動，有粉塵，批量生產(chǎn)。

5、 二、基本要求 1、完成裝配圖一張、零件圖兩張（齒輪、軸各一張）。 2、編寫設計說明書一份（按畢業(yè)設計論文格式打?。?。 3、裝配圖、零件圖CAD繪制 4、自制文件帶裝好全部文件，寫上學好、姓名 2.機構(gòu)運動簡圖 1—電動機 2—帶傳動 3—單級齒輪減速器4—鏈傳動 5—卷筒 6—傳送膠帶 3.運動學與動力學計算 3.1電動機的選擇計算 3.1.1 選擇電動機的類型 按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機，電壓為380V。 3.1.2

6、選擇電動機容量 電動機輸出功率： kw 工作機所需的功率： 所以 kw 由電動機至工作機之間的總效率： 其中、、、、分別為帶輪、軸承、閉式齒輪、鏈輪和卷筒的傳動效率。 查表可知=0.96，=0.99，=0.97，=0.91，=0.96。 所以： =0.78 3.1.3確定電動機轉(zhuǎn)速 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為 根據(jù)《機械設計基礎》中查知，鏈輪的傳動比為2-6，V帶的傳動比為2-6，齒輪的傳動比為3-6，故電動機的轉(zhuǎn)速范圍為 符合條

7、件的常用的電動機轉(zhuǎn)速有1000r/min，1500r/min。 如果選用1000r/min的電動機，則總的傳動比i=1000/30.57=32.71；而選用1500r/min的電動機，i=1500/30.2=49.67。相比而言，1000r/min的電動機的傳動比要小，較好。綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，可見轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機較為合適，故選電動機轉(zhuǎn)速n為1000r/min。 3.1.4確定電動機型號 根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機型號為Y160M-6。主要參數(shù)如下：額定功率：7.5KW， 同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)1000

8、r/min. 3.2傳動比的確定及分配 3.2.1總傳動比i： 3.2.2傳動比的分配： 由手冊推薦值選擇齒輪傳動比=5，V帶的傳動比=2，則=32.1/10=3.2。 3.3運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算 3.3.1各軸轉(zhuǎn)速的計算 3.3.2各軸功率的計算 選大帶輪和小齒輪的公共軸為軸1，大齒輪的軸為軸2，則 3.3.3各軸轉(zhuǎn)矩的計算 由可得: =141.77 N*m =680.72N*m =1969.1 N*m 4．傳動零件的設計計算 4.1 V帶的設計計算 4.1.1 V帶帶型的選擇 根據(jù),由手冊查普通V帶選型圖

9、選擇普通帶：B型 4.1.2確定帶輪基準直徑 應不小于125mm，現(xiàn)暫取=140mm, 因此 =275mm; 按照標準取=280mm，差小于，在誤差范圍之內(nèi)。 4.1.3 驗算帶速 ， 在525m/s范圍內(nèi)，證明選擇合適。 4.1.4確定V帶基準長度和中心距 初步選取中心距=1.5(+)=，取=650mm，符合 則V帶理論長度為: =1967.3mm 查V帶基本長度表可得，應取V帶長度為=2000mm，則實際中心距a為： a=666.4mm 4.1.5驗算小輪包角 由 可知，所選的帶輪直徑，帶長及中心距適用。 4.1.6確定帶的根數(shù) 由手冊查得所選SPB型

10、窄帶的各參數(shù)如下: =2.11kw, =0.3kw, =0.97, =0.98 則 取Z=4 4.1.7計算軸上的力 查手冊V帶截面尺寸表可得q=0.17Kg/m，則單根V帶初拉力為： 作用在軸上的壓力為： 4.2 齒輪的設計計算 4.2.1選擇齒輪材料及精度等級 小齒輪選用40MnB鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度241~286HBS，大齒輪選用ZG35SiMn調(diào)質(zhì)， 齒面硬度為241~269HBS，都屬于軟齒面。按接觸強度設計，按彎曲強度校核。 查表得 4.2.2按齒面接觸疲勞強度設計 設齒輪按9級精度計算。取載荷系數(shù)K=1.1，齒寬系數(shù)

11、==141.77， =62.63mm 齒數(shù)取=21，=21*5=105 m==3.1mm，取m為3mm b==0.8*63mm=50.4mm 考慮到接觸強度問題，指導書推薦小齒輪齒寬比大齒輪齒約510mm，所以取=55mm,=50mm 實際齒輪分度圓直徑 , 中心距 a=(+)/2=189mm 4.2.3按彎曲強度校核齒輪 查表可得， =1.55,=1.75,=3,=2.25 =480MPa =408MPa 所以齒輪的抗彎曲強度足夠。 4.2.4計算齒輪圓周速度 =1.6m/s，合適。 4.3鏈條的選擇 鏈條傳遞功率為6.91kw,轉(zhuǎn)速=30

12、.21r/min,傳動比為3.2。 4.3.1鏈輪齒數(shù) 由手冊選定=23，則大鏈輪齒數(shù)=3.2*23=73.6，取=73，誤差在5%之內(nèi)，符合要求 4.3.2鏈條節(jié)數(shù) 初定中心距=40,由公式 , 取=130 4.3.3計算功率 由手冊選定=1.0，故=*=1.0*6.91kw=6.91kw 4.4.4鏈條節(jié)距 由手冊滾子鏈功率圖知此鏈傳動工作于曲線頂點的左側(cè)，所以 為防止鏈輪過大，所以采用雙排鏈，=1.7 故，由手冊查得當轉(zhuǎn)速為時，16A鏈條能傳遞的功率為1.2*=4.8kw，所以選用16A鏈條,其節(jié)距為25.4mm。 4.4.5實際中心距 因為鏈條中心距可調(diào)

13、節(jié)，可取 4.4.6計算鏈速 由 4.4.7作用在軸上的力 =1.3 =1.3=27928N 5.軸的設計計算 考慮到實際工作狀況并參與書本相關(guān)知識兩根軸都選用45#鋼調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS 5.1初步估算軸的直徑 由手冊查知，按許用切應力估算軸徑的公式為： 受鍵槽影響，軸直徑增大4%5% 其中P為軸所傳遞的功率，n為軸的轉(zhuǎn)速，是系數(shù)，實心時，=1，A與材料及受力有關(guān)，查手冊可知，A=107118 可得 高速軸 ，取27mm； 低速軸 ，取52mm 5.2高速軸的設計及校核 5.2.1軸的結(jié)構(gòu)設計 5.2.1.1軸上零件的定位，固定和裝

14、配 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，則采用過渡配合固定。 5.2.1.2確定軸各段直徑和長度 軸的最小直徑=27mm，考慮到軸肩的定位，則安裝滾動軸承的軸的直徑d為35mm。 初選用6307型深溝球軸承，其內(nèi)徑為35mm，外徑為80mm，寬度為21mm。 5.2.1.3按彎矩復合強度計算 1）求分度圓直徑： 已求得=63mm 2）求轉(zhuǎn)矩： 已求得=141.77 3）求圓周力： 4）求徑向力： 5）根據(jù)上述計算，帶輪受力=1293N 6）繪制該軸的受力圖及扭矩圖如下所示： 由受力圖可得: 由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截

15、面C在垂直面彎矩為 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應力按脈動循環(huán)變化，取α=0.6，截面C處的當量彎矩： 7）校核危險截面C的強度 該軸的強度足夠。 5.3低速軸的設計算 5.3.1、軸的結(jié)構(gòu)設計 5.3.1.1軸上零件的定位，固定和裝配 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，小齒輪兩端用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承都用套筒定位，則采用過渡配合固定。 5.3.1.2確定軸各段直徑和長度 軸的最小直徑=50mm，考慮到軸肩的定位，則安裝滾動軸承的軸的直徑d為60mm。 初選用6212型深溝球軸承，其內(nèi)徑為60mm,外徑為11

16、0mm，寬度為22mm。 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應有一定距離。初取套筒長為12mm。根據(jù)上述各參數(shù)，畫出軸的草圖，由草圖可得，兩滾動軸承的支撐跨距為L=22+2x12+50=96mm。由于兩根軸的長度較為接近，故實際設計時，為了保證美觀性及加工的工藝性，在設計時應將兩跟軸的支撐跨距選的同樣長。 5.3.1.3按彎矩復合強度計算 1)求分度圓直徑： 已求得=315mm 2)求轉(zhuǎn)矩： 已求得=680.72 3)求圓周力： 4)求徑向力： 5)因為該軸上兩軸承對稱，所以：LA=LB=48mm 6)低速軸的受力圖及扭矩圖和高速軸的受力圖及扭矩圖相似，可

17、參照上圖。 由受力圖可得: 由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪按脈動循環(huán)變化，取α=1，截面C處的當量彎矩： 7)校核危險截面C的強度 該軸的強度足夠。 6.滾動軸承的選擇及校核計算 根據(jù)條件，軸承預計壽命 L=1636510=58400h 6.1計算輸入軸承 6.1.1已經(jīng)選得輸入軸承型號為6307型。 已知=970/2=485r/ min 兩軸承徑向反力： 由于該減速器為單級圓柱直齒齒輪減速器，故滾動軸承幾乎不承受軸向力，. 所以。 查表可得：, 6.1.2計算當量載荷 查課本載荷系數(shù)表，取=

18、1.1，則 6.1.3軸承壽命計算 因為=，故取 根據(jù)手冊得6307型滾動軸承的Cr=33200N 由于選擇的是深溝球軸承，故=3 查課本溫度系數(shù)表取=1，則： ∴預期壽命足夠 6.2 計算輸出軸承 6.2.1已經(jīng)選得輸入軸承型號為6212型。 已知=97r/ min 兩軸承徑向反力： 由于該減速器為單級圓柱直齒齒輪減速器，故滾動軸承幾乎不承受軸向力，. 所以。 查表可得：, 6.2.2計算當量載荷 查課本載荷系數(shù)表，取=1.1，則 6.2.3軸承壽命計算 因為=，故取= 根據(jù)手冊得6212型滾動軸承的Cr=47800N 由于選擇

19、的是深溝球軸承，故=3 查課本溫度系數(shù)表取=1，則： ∴預期壽命足夠 7.鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 7.1輸出軸和鏈輪用A型平鍵聯(lián)接 與大齒輪相聯(lián)接的軸的直徑為62mm。 查手冊得，應選取的鍵型為GB/T 1096 鍵 16*10*45 t=6，其基本參數(shù)如下： b=16mm， h=10mm， L=45mm， t=6mm，=4.3mm 由手冊查得，平鍵的強度計算公式是： d為軸的直徑，62mm，k是鍵與輪轂的接觸高度，k=h-=5.7mm，l是鍵的工作長度，l=L-b=29mm 代入數(shù)據(jù)可得： 鍵的強度足夠。 7.2帶輪與輸入軸用A型平鍵聯(lián)接 輸出

20、軸的直徑為27mm 查手冊得，應選取的鍵型為GB/T 1096 鍵 8*7*29 t=4，其基本參數(shù)如下： b=8mm， h=7mm， L=29mm， t=4mm, =3.3mm 則 鍵的強度足夠。 7.3輸入軸和齒輪用A型平鍵聯(lián)接 輸入軸的直徑為62mm 查手冊得，應選取的鍵型為GB/T 1096鍵 16*10*45 t=6，其基本參數(shù)如下： b=16mm， h=10mm， L=45mm， t=6mm，=4.3mm 則 鍵的強度足夠。 8.減速器帶輪輪轂設計 由前面在V帶設計中，求得帶的基準直徑為280m

21、m，轉(zhuǎn)速為7.11m/s。直徑中等，帶輪采用腹板式，鑄鐵制造。（具體計算公式詳見相關(guān)手冊） 9.減速器鏈輪設計 根據(jù)鏈條節(jié)距p和鏈輪齒數(shù)z,據(jù)設計手冊中公式確定分度圓直徑，然后根據(jù)手冊中的相關(guān)計算公式算出鏈輪的尺寸。 10.減速器結(jié)構(gòu)與潤滑的概要說明 在以上設計選擇的基礎上，對該減速器的結(jié)構(gòu)，減速器箱體的結(jié)構(gòu)，軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸，減速器的潤滑與密封，減速器的附件作一簡要的闡述。 10.1 減速器的結(jié)構(gòu) 本課題所設計的減速器，其基本結(jié)構(gòu)設計是在參照〈〈機械設計基礎課程設計〉〉圖10-8裝配圖的基礎上完成的，該項減速器主要由傳動零件

22、（齒輪、帶輪、鏈輪），軸和軸承，聯(lián)結(jié)零件（鍵，銷，螺栓，螺母等）。箱體和附屬部件以及潤滑和密封裝置等組成。 箱體為剖分式結(jié)構(gòu)，由I箱體和箱蓋組成，其剖分面通過蝸輪傳動的軸線；箱蓋和箱座用螺栓聯(lián)成一體；采用圓錐銷用于精確定位以確保和箱座在加工軸承孔和裝配時的相互位置；起蓋螺釘便于揭開箱蓋；箱蓋頂部開有窺視孔用于檢查齒輪嚙合情況及潤滑情況用于加住潤滑油，窺視孔平時被封??；通氣器用來及時排放因發(fā)熱膨脹的空氣，以放高氣壓沖破隙縫的密封而致使漏油；副標尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低；為了排除油液和清洗減速器內(nèi)腔，在箱體底部設有放汕螺塞；吊環(huán)螺栓用來提升箱體，而整臺減速氣的提升得使用與箱座鑄成一體的吊鉤；減速

23、氣用地腳螺栓固定在機架或地基上。 10.2減速箱體的結(jié)構(gòu) 該減速器箱體采用鑄造的剖分式結(jié)構(gòu)形式 具體結(jié)構(gòu)詳見裝配圖 10.3軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸 詳見零件工作圖 10.4減速器的潤滑與密封 傳動部分采用潤滑油，潤滑油的粘度為118cSt（100C）查表5-11〈機械設計基礎課程設計〉 10.5減速器附件簡要說明 該減速器的附件含窺視孔，窺視孔蓋，排油孔與油蓋，通氣空，油標，吊環(huán)螺釘，吊耳和吊鉤，起蓋螺釘，其結(jié)構(gòu)及裝配詳見裝配圖。 具體結(jié)構(gòu)詳見裝配圖 具體結(jié)構(gòu)裝配圖 詳見零件工作圖 潤滑油118Cst 潤滑

24、脂ZL-2 詳見裝配圖 11.設計小結(jié) 通過兩周的V帶、鏈輪單級圓柱齒輪減速器的設計，我覺得自己收獲很多。 1）加強了對機械設計這門課程的理解，而本次設計又是我們大學以來第一次正式的設計，鍛煉了我們基本的設計思維與動手能力。此次課程設計是機械設計課程的一個重要環(huán)節(jié)，它促使我們進一步鞏固和加深學生所學的理論知識，通過設計把機械設計及其他有關(guān)課程（如機械制圖、理論力學、材料力學、工程材料、互換性測量等）中所獲得的理論知識在設計實踐中加以綜合運用，使理論知識和生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來。而且，本次設計是我們學生首次進行完整綜合的機械設計，它讓我樹立了正確

25、的設計思想，培養(yǎng)了我對機械工程設計的獨立工作能力；讓我具有了初步的機構(gòu)選型與組合和確定傳動方案的能力；為我的進一步深造打下良好的基礎。 2）促使自己對機械工作的進一步理解。國家標準的嚴謹、實際生產(chǎn)中的靈活設計，一嚴一活，激起自己對機械的進一步思索，鍛煉了自己分析工程問題、解決工程問題的能力。這些將極大地有利于自己的發(fā)展。 3）在本次課程設計過程中，我的計算和制圖能力得到進一步提升，同時，自己嘗試著運用Matlab編程計算與動態(tài)模擬，增強了計算機解決實際問題的意識；我能夠比較熟悉地運用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范；熟悉有關(guān)的國家標準和行業(yè)標準（如GB、JB等），獲得了一個工程技術(shù)

26、人員在機械設計方面所必須具備的基本技能訓練。 在此，我要感謝老師的辛勤指導，正是老師的指導，讓自己此次課程設計取得成功，讓自己在過程獲得很大收獲，讓自己的工程思維能力得到進一步提升，我相信通過進一步努力自己定能取得更大的進步。 12.參考文獻 1 吳彥農(nóng)，康志軍.Solidworks2003實踐教程. 淮陰：淮陰工學院，2003 2 葉偉昌. 機械工程及自動化簡明手冊（上冊）. 北京：機械工業(yè)出版社，2001 3 徐錦康. 機械設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2001 4 成大先. 機械設計手冊（第四版）. 北京：化學工業(yè)出版社，2002 5 葛常清

27、. 機械制圖（第二版）. 北京：中國建材工業(yè)出版社，2000 6 朱 敬. 孫明，邵謙謙.AutoCAD2006.電子工業(yè)出版社，2004 7 董玉平. 機械設計基礎.機械工業(yè)出版社，2001 8 曾正明. 機械工程材料手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 9 曲寶章. 黃光燁. 機械加工工藝基礎. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2002 10 徐錦康. 機械設計. 北京：高等教育出版社，2004 11 甘永立. 幾何量公差與檢測.上海科學技術(shù)出版社，2004 13

28、.Matlab設計程序 程序一： %選擇電動機 a1=input(卷筒軸滑動軸承效率a1?) a2=input(鏈輪效率a2?) a3=input(閉式圓柱齒輪傳動效率效率a3?) a4=input(滾動軸承傳動效率(一對)效率a4?) a5=input(V帶傳動效率a5?) a6=a1*a2*a3*a4*a4*a4*a4*a5 F=input(運輸帶曳引力F?) V=input(運輸帶速率V?) Pw=F*V Pd=Pw/a6 Pde=fix(Pd)+1 D=input(卷筒直徑D?) n0=60*1000*V/(pi*D) i1=input(V帶最小傳動比i

29、1?) i2=input(單級圓柱齒輪最小傳動比i2?) i3=input(鏈傳動最小傳動比i3?) n1=i1*i2*i3*n0; i11=input(V帶最大傳動比i11?) i22=input(單級圓柱齒輪最大傳動比i22?) i33=input(鏈傳動最大傳動比i33?) n2=i11*i22*i33*n0; n1 n2 程序二： %計算各軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 m=input(電動機轉(zhuǎn)速m電動機?) V=input(運輸帶速率V?) D=input(卷筒直徑D?) n=60*1000*V/(pi*D) i0=m/n i1=2;i2=5; i3=i0/(i1*i2)

30、 n1=m/(i1) n2=m/(i1*i2) n3=m/(i1*i2*i3) a2=input(鏈輪效率a2?) a3=input(閉式圓柱齒輪傳動效率效率a3?) a4=input(滾動軸承傳動效率(一對)效率a4?) a5=input(V帶傳動效率a5?) P0=input(電動機功率?) P1=P0*a5 P2=P0*a5*a4*a3 P3=P0*a5*a4*a4*a3*a2 T1=9550*P1/n1 T2=9550*P2/n2 T3=9550*P3/n3 程序三： %V帶的選擇與作用在軸上力的計算 Pd=input(電機功率) m=input(電動機轉(zhuǎn)速m?) %此

31、刻選擇V帶型號，取進d0(小帶輪直徑） d0=input(小帶輪直徑d0) n1=input(高速軸轉(zhuǎn)速n1) d1=m*d0*(1-0.02)/n1 %取d1,使其誤差在5%內(nèi) d1=input(所取大輪直徑d1) %驗算帶速，使其在5-25內(nèi) v=pi*d0*m/(60*1000) %帶中心距，取a0,使其在范圍之內(nèi) a0=1.5*(d0+d1) a0=input(所選中心距a0) %求帶長，選帶長，計算實際中心距 L0=2*a0+pi*(d0+d1)/2+(d1-d0)*(d1-d0)/(4*a0) Ld=input(據(jù)帶型所取帶長Ld) a=a0+(Ld-L0)/2 %驗算小帶輪包角 b=180-(d1-d0)*57.3./a %計算V帶根數(shù) P0=input(據(jù)m、d0查表基本額定功率) i=d1/(d0*(1-0.02)) Po=input(查表額定功率增量) Kb=input(查表包角系數(shù)) Kl=input(查表帶長系數(shù)) z=Pd/((P0+Po)*Kb*Kl) z=input(所選根數(shù)z) %求作用在帶輪上的壓力Fq q=input(帶自重) F0=500*Pd*(2.5/Kb-1)/(z*v)+q*v*v Fq=2*z*F0*sin(b/2) - 21 -