鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動用的v帶傳動及直齒圓錐齒輪減速機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第一章</b></p><p><b>　　摘 要：</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是在完成機(jī)械設(shè)計(jì)課程學(xué)習(xí)后，一次重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué)生第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，也是對機(jī)械設(shè)計(jì)課程的全面復(fù)習(xí)和實(shí)踐。其目的是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程

2、的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識。</p><p>　　據(jù)具體任務(wù)，完成了輸送系統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括傳動系統(tǒng)總體方案的確定，傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，重要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，以及箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和一些輔助零件的設(shè)計(jì)，使自己對機(jī)械設(shè)計(jì)課程內(nèi)容有了更深刻的認(rèn)識。初步掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)一般過程，訓(xùn)練了繪圖能力以及應(yīng)用AutoCAD的能力。</p><p&g

3、t;<b>　　一；設(shè)計(jì)題目：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)傳動用的V帶傳動及直齒圓錐齒輪減速機(jī)。</p><p><b>　　運(yùn)動簡圖：</b></p><p>　　工作要求和條件：1）；鏈板式輸送機(jī)在倉庫、行李房或裝配車間運(yùn)送成件物品。運(yùn)送方向保持不變，工作載荷穩(wěn)定；</p><p&

4、gt;　　2）；工作壽命15年，每年300個工作日，每日工作16小時。 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；輸送機(jī)工作拉力;</p><p><b>　　輸送鏈速度;</b></p><p><b>　　輸送鏈鏈輪直徑 ;</b></p><p>　　二；設(shè)計(jì)過程及步驟：</p><p><b>　　1；選擇電動機(jī)

5、</b></p><p>　　2；計(jì)算總傳動比和傳動比分配</p><p>　　3；計(jì)算各軸的功率、轉(zhuǎn)速、扭矩;</p><p><b>　　4；帶傳動設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5；齒輪傳動設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6；軸和軸類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)

6、計(jì)和選擇</p><p>　　7；滾動軸承、鍵和聯(lián)軸器的校核</p><p>　　8；箱體結(jié)構(gòu)和其他附件設(shè)計(jì)</p><p>　　9；繪制裝配圖和零件圖</p><p><b>　　三；設(shè)計(jì)成果；</b></p><p>　　1）；減速器裝配圖一張；</p><p>　　2

7、）；零件工作圖兩張：高速級主動軸、高速級主動齒輪。</p><p><b>　　3）設(shè)計(jì)說明書一份</b></p><p><b>　　第二章</b></p><p>　　2.1傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算：</p><p>　　2.1.1選擇電動機(jī)的類型</p><p>&

8、lt;b>　　電動機(jī)的選擇</b></p><p>　?。?）選擇電動機(jī)的類型</p><p>　　按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動機(jī),封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V。</p><p><b>　　選擇電動機(jī)的功率</b></p><p><b>　　電動機(jī)所需的功率;</b

9、></p><p>　　式中 —工作機(jī)要求的電動機(jī)輸出功率，單位為；</p><p>　　—電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率；</p><p>　　—工作機(jī)所需輸入功率，單位為；</p><p><b>　　工作機(jī)的功率；</b></p><p><b>　　==</b&

10、gt;</p><p><b>　　電動機(jī)所需的功率</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　查表，選取電動機(jī)的額定功率 ;

11、</p><p>　　（3）選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速:</p><p><b>　　傳動鏈輪轉(zhuǎn)速 =;</b></p><p>　　則電動機(jī)轉(zhuǎn)速n可選范圍為：</p><p><b>　　;</b></p><p>　　符合這范圍的電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速有940、2840、1400、三種，綜

12、合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格、傳動比及市場供應(yīng)情況，選取比較合適的方案，現(xiàn)選用型號為Y90S-4，滿載轉(zhuǎn)速為1440。</p><p>　　2.1.3 確定傳動裝置的傳動比及其分配</p><p>　　減速器總傳動比及其分配：</p><p><b>　　減速器總傳動比;</b></p><p>　　式中—

13、傳動裝置總傳動比</p><p><b>　　工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位</b></p><p>　　—電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，單位</p><p>　　則v帶傳動的傳動比;</p><p>　　直齒圓錐齒輪傳動比為;</p><p>　　2.1.4 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)</p><

14、;p><b>　?。?）各軸的轉(zhuǎn)速:</b></p><p><b>　　電動機(jī)（軸1）：;</b></p><p><b>　　軸2：;</b></p><p><b>　　軸3：;</b></p><p><b>　　軸4：;</

15、b></p><p>　?。?）各軸的輸入功率:</p><p><b>　　軸1：;</b></p><p><b>　　軸2：;</b></p><p><b>　　軸3：;</b></p><p><b>　　軸4：；</b&

16、gt;</p><p>　　（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　根據(jù)計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　軸1：；</b></p><p><b>　　軸2： </b></p><p><b>　　軸3：</b&g

17、t;</p><p><b>　　軸4： </b></p><p>　　上述計(jì)算結(jié)果匯見表3-1</p><p>　　傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p><b>　　表（3-1）</b></p><p>　　2.2：帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>

18、　?。?）：確定計(jì)算功率: 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表7-7得</p><p><b>　　則;</b></p><p>　　(2):選擇v帶的型號：</p><p>　　根據(jù), 查圖7-11可知位于Z型帶區(qū)域，故按Z型帶進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　?。?）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表7-8取則大帶輪的直徑為：（取）</p&g

19、t;<p><b>　　；</b></p><p><b>　?。?）驗(yàn)算帶速;</b></p><p><b>　　；</b></p><p>　　所以帶速在范圍內(nèi)，合適</p><p>　?。?）確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度.</p><p&g

20、t;<b>　?、僦行木嘁獫M足；</b></p><p>　　所以初步確定中心距為,符合條件。</p><p>　　②確定帶的基準(zhǔn)長度?？傻茫?lt;/p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)可得；</b></p><p>　　根據(jù)初定的,查表7-3，選取接近的基準(zhǔn)長度</p><p>

21、　　③確定實(shí)際的中心距:</p><p>　　(6)驗(yàn)算小帶輪包角;</p><p><b>　　合適。</b></p><p>　　（7）確定帶的根數(shù)：查表7-6，取,查表7-4得,查表7-3得,查表得則</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b&

22、gt;　　??；</b></p><p>　　(8)確定v帶的初拉力：</p><p><b>　　查表7-2可得,則</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　（9）計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力:</p><p>　　2.3：齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算

23、</p><p>　?。?）選定齒輪材料、精度等級及齒數(shù)</p><p>　?、偃缭O(shè)計(jì)任務(wù)書圖所示，選擇標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動。</p><p>　?、谶x用7級精度（GB10095-88）、軟齒面。</p><p>　　③小齒輪材料選用40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為241~286HBS；大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為229~286HBS，&

24、lt;/p><p>　?、艹醪皆O(shè)計(jì)圓錐齒輪的軸交角為90°;</p><p>　　因?yàn)槿舨话l(fā)生根切時的小齒輪的最小齒數(shù)是則：</p><p><b>　　選小齒輪齒數(shù)；</b></p><p>　　由齒輪傳動比為可得： </p><p><b>　　大齒輪齒數(shù)。</b>

25、</p><p><b>　　—小齒輪的齒數(shù)</b></p><p><b>　　—大齒輪的齒數(shù)</b></p><p>　　計(jì)算疲勞強(qiáng)度，并確定許用應(yīng)力。</p><p>　　按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　根據(jù)計(jì)算公式：</b>

26、</p><p>　　確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　①試選載荷系數(shù)；</b></p><p>　?、谛↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩;</p><p><b>　?、廴↓X寬系數(shù)；</b></p><p>　?、苡烧n本表9-11查得材料的彈性影響系數(shù)；</p>

27、<p>　?、莅待X面硬度查得大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；</p><p>　?、抻?jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力;</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù),區(qū)域系數(shù);</p><p>　　計(jì)算接觸疲勞的壽命系數(shù)計(jì)算可得；</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p&g

28、t;　　⑦根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算可得 </p><p><b>　?、帻X輪模數(shù)</b></p><p>　　（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p>　　1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　?、儆烧n本查得：小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；</p>

29、;<p>　　大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。</p><p>　　②由課本查得彎曲疲勞壽命系數(shù)；</p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力;</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，由

30、課本查得；</p><p><b>　?、苡?jì)算載荷系數(shù);</b></p><p>　?、莘皱F量δ </p><p><b>　?、蕻?dāng)量齒數(shù)</b></p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　，</b>

31、;</p><p>　?、奕↓X形系數(shù)由課本得</p><p>　?、卟槿?yīng)力校系數(shù)由課本查得</p><p><b>　??；</b></p><p>　?、嘤?jì)算大、小齒輪的;</p><p><b>　　小齒輪：</b></p><p><b&g

32、t;　　大齒輪： </b></p><p>　　（大齒輪的數(shù)值大。）</p><p><b>　　2）設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對比計(jì)算結(jié)果，齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取

33、由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.282并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm。</p><p>　　校核齒面接觸強(qiáng)度，由公式可得：</p><p><b>　　,符合條件</b></p><p><b>　?、诜侄葓A直徑:；</b></p><p><b>　　；</b></p>

34、<p><b>　　外錐距；</b></p><p><b>　　數(shù)，則齒寬；</b></p><p>　　齒寬中點(diǎn)分度圓直徑:</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p&g

35、t;<b>　　齒頂高: </b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　齒根高:</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p>

36、<p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　中心距；</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　軸及軸類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇</p><p>

37、;　　選擇軸的材料，確定外伸段直徑；</p><p>　　選用45號鋼質(zhì)處理，取，</p><p>　　根據(jù)軸徑公式計(jì)算可得；</p><p>　　;考慮到鍵槽的影響，</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　我們選擇;</b></p>

38、<p><b>　　輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；</b></p><p>　　軸上零件的定位，固定和裝配；</p><p>　　確定軸各段直徑和長度</p><p><b>　　1段； 長度取</b></p><p><b>　　A型平鍵； 鍵長 </b></p&g

39、t;<p><b>　　2段； 長度取</b></p><p>　　3段； 長度取,用來和軸承過度配合，初選用30206型圓錐滾子軸承。</p><p><b>　　4段； 長度取</b></p><p>　　5段； 長度為用來和軸承過度配合，初選用30206型圓錐滾子軸承。</p>

40、<p><b>　　6段；齒輪部分；</b></p><p>　　輸入軸上的受力分析；</p><p>　　對小圓錐齒輪受力分析；</p><p>　　對輸入軸進(jìn)行受力分析得；</p><p>　　軸3段位置為危險截面’</p><p>　　這里只校核截面3 的強(qiáng)度。軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切

41、應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)</p><p>　　首先計(jì)算截面3的抗彎截面系數(shù)W</p><p><b>　　; </b></p><p><b>　　則根據(jù)公式</b></p><p><b>　　計(jì)算抗彎截面系數(shù)：</b></p><p>&l

42、t;b>　　軸的計(jì)算應(yīng)力；</b></p><p>　　因?yàn)樵撦S材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理查的許用應(yīng)力為</p><p>　　因此，故軸的彎扭組合強(qiáng)度足夠。</p><p><b>　　輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；</b></p><p>　　選用 45號鋼調(diào)質(zhì)處理，取 </p><p>　

43、　如同輸入軸設(shè)計(jì)一樣，根據(jù)公式計(jì)算可得；</p><p>　　考慮到鍵槽的影響，將直徑增大5%，則</p><p><b>　　所以選最小直徑</b></p><p><b>　　輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　軸上零件的定位，固定和裝配</p><p>　　

44、確定軸各段的直徑和長度</p><p>　　1段； 長度取 ，與聯(lián)軸器相連</p><p>　　A型平鍵；鍵長 ,;</p><p><b>　　2段；長度取</b></p><p>　　3段；,長度取,用來和軸承過度配合，初選用30207型圓錐滾子軸承。</p><p>　　4段； ，,長度為定

45、位。</p><p>　　5段； ,長度為,與大齒輪配合。</p><p>　　A 型平鍵；鍵長36mm , ，</p><p>　　6段；,長度為,和軸承進(jìn)行過度配合，選擇用30207型圓錐滾子軸承。</p><p><b>　　軸強(qiáng)度校核：</b></p><p>　　大齒輪上的動力參數(shù)：&l

46、t;/p><p><b>　　齒輪之間的力：</b></p><p>　　危險截面6處的彎矩；</p><p><b>　　計(jì)算抗彎截面系數(shù)</b></p><p>　　由于軸單向轉(zhuǎn)動，扭矩可以認(rèn)為按脈動循環(huán)變化，故取折合系數(shù)</p><p><b>　　軸的計(jì)算應(yīng)力：

47、</b></p><p>　　前已選定軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查的[]=59Mpa,因?yàn)?lt;/p><p>　　故軸的彎扭組合強(qiáng)度足夠。</p><p><b>　　軸承的選擇；</b></p><p>　　輸入軸選擇，選擇軸承30206</p><p>　　輸出軸選擇，選擇軸承3

48、0207</p><p>　　鍵連接的選擇及校核計(jì)算</p><p>　　（1）帶輪與輸入軸所用鍵的校核；</p><p><b>　　軸徑,軸長</b></p><p>　　選用A型平鍵，通過查表得：</p><p>　　輪轂的材料是鑄鐵，鍵和軸的材料是45號鋼，選用較小的材料作為計(jì)算，即：&l

49、t;/p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　?。?）輸出軸和齒輪連接采用的鍵校核：</p><p>　　軸徑d=37mm. 軸長L=42mm</p><p>　　采用A型平鍵連接。通過查表得到；</p><p>　　軸和齒輪的材料都是45號鋼，所以抗壓需用應(yīng)力是；</

50、p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　　（3）輸出軸和聯(lián)軸器連接采用的鍵的校核</p><p><b>　　軸徑 軸長；</b></p><p>　　采用A型平鍵連接，通過查表得到：</p><p><b>　??；</b></

51、p><p>　　輪轂的材料是鑄鐵，鍵和軸的材料是45號鋼，選用較小的材料作為及計(jì)算，即；</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　故滿足要求</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　減速器的輸

52、出軸與工作機(jī)之間用聯(lián)軸器連接，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，綜合考慮選用凸緣聯(lián)軸器，聯(lián)軸器上的扭矩為94.78N.M,選用型號為LT5</p><p><b>　　潤滑及密封</b></p><p><b>　　齒輪的潤滑;</b></p><p>　　采用浸油潤滑，由于低速軸向速度為1.15m/s,為錐齒輪傳動，浸油高

53、度應(yīng)該沒過1/2齒寬，齒定距箱底至少30mm,這里為設(shè)計(jì)為45mm,選用CKC150潤滑油</p><p><b>　　軸承的潤滑；</b></p><p>　　由于浸油齒輪的圓周速度小于2m/s,齒輪不能有效的把油飛濺到箱壁上，因此選用脂潤滑方式。脂潤滑具有形成潤滑強(qiáng)度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長一段時間，也有利于傳動裝置的維護(hù)，選用ZL-2號通

54、用鋰基潤滑脂（GB7324-1994)</p><p><b>　　端蓋與軸間的密封；</b></p><p>　　軸承用軸承蓋緊固，已知軸承用脂潤滑，且軸的最高圓周速度不超過2m/s,屬于低速范疇，因此這里可以使用氈圈油封。氈圈油封結(jié)構(gòu)簡單，摩擦較大，易損耗，應(yīng)注意及時更換。</p><p>　　箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>&