減速器的設(shè)計(jì)
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1、 西安科技大學(xué)高新學(xué)院 課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 學(xué) 院 課 程 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師
2、 日 期 任務(wù)書 姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè)班級(jí) 設(shè)計(jì)參數(shù):(自己填寫F V D) 1、 運(yùn)輸帶工作拉力F= 2.9 KN 2、 運(yùn)輸帶工作速度V= 2 m/s 3、 卷筒直徑D= 320 mm 4、 使用年限:8年 5、 工作情況:兩班制,連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn)。
3、 6、 工作環(huán)境:室內(nèi),輕度污染環(huán)境。 7、 邊界連接條件:原動(dòng)機(jī)采用一般工業(yè)用電動(dòng)機(jī),傳動(dòng)裝置與工作機(jī)分別在不同地面上, 用彈性聯(lián)軸器連接。 完成時(shí)間: 2013年1 月6日 內(nèi)容及要求:機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)通過(guò)傳動(dòng)方案的擬定,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)計(jì)算,查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書,使學(xué)生掌握機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)步驟和方法的一般規(guī)律,提高設(shè)計(jì)技能。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)包括:(1)確定機(jī)械系統(tǒng)總體傳動(dòng)方案。(2)選擇電動(dòng)機(jī) 。(3)傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算。 (4)傳動(dòng)件如齒輪.帶
4、及帶輪的設(shè)計(jì)。(5)鈾的設(shè)計(jì)。(6)軸承組合部件設(shè)計(jì)。(7)鍵的選擇和校核。(8)機(jī)架或箱體的設(shè)計(jì)。(9)潤(rùn)滑設(shè)計(jì)。 學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)繪制裝配工作圖1張(A0或A1圖紙),組件或零件工作圖2—3張,并編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份。 指導(dǎo)教師: 2012 年 12 月 24 日 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書成績(jī): 指導(dǎo)教師: 2013年 1 月
5、 日 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 1、 傳動(dòng)方案擬定 設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng) 一、 傳動(dòng)方案 1、設(shè)計(jì)要求:卷筒直徑D=320mm,牽引力F=2900N,線速度 V=2m/s,連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷平衡,空載啟動(dòng),使用年限8年,批量生產(chǎn),兩班制工作。 2、電動(dòng)機(jī)直接由V帶與減速器連接,減速器由聯(lián)軸器與卷筒連接 3、減速器采用一級(jí)圓柱齒輪減速器 4、方案簡(jiǎn)圖如下: 二、 電動(dòng)機(jī)選擇 1、 電動(dòng)機(jī)類型的選擇 (1)傳動(dòng)裝置的總功率: η總=η帶η2軸承η齒輪η聯(lián)軸器η滾筒 =0.960.9830.970.990.97 =0.83
6、(2) 由已知條件計(jì)算驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速,即 (3) 由表2-1查得V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍, 單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍 , 所以。 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為: (4)計(jì)算得電動(dòng)機(jī)功率 所以選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為: Y160M-6 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率(kw) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 同步 滿載 總傳動(dòng)比 V帶傳動(dòng) 單級(jí)減速器 1 Y100L1-4 2.2 1500 1420 14.87 3 4.96 2 Y160M-6 7.5 1000 970 8.12 2.71 3 由表中數(shù)據(jù)可知
7、兩個(gè)方案均可行,方案1相對(duì)價(jià)格便宜,但方案2的傳動(dòng)比較小,傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小,整體結(jié)構(gòu)更緊湊,價(jià)格也可下調(diào),因此采用方案2,選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160M-6。 所以總傳動(dòng)比 取減速器,故 3、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速(r/min) 電動(dòng)機(jī)軸為0軸,減速器高速軸為I軸,低速軸為Ⅱ軸,各軸轉(zhuǎn)速為 I軸: Ц軸: 卷筒軸: 2、 計(jì)算各軸的功率(kw) I軸: Ц軸: 卷筒軸: 3、計(jì)算各軸扭矩() 電動(dòng)機(jī)輸
8、出 I軸: Ц軸: 卷筒軸: 將上述數(shù)據(jù)列表如下: 軸號(hào) 功率 P/kW N/(r.min-1) /(N﹒m) I 6.71 323.33 198.20 Ц 6.38 119.30 510.59 卷筒軸 6.19 119.30 495.37 4、 v帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)? 又根據(jù)任務(wù)書說(shuō)明,每天工作8小時(shí),載荷平穩(wěn), 查表得工作情況系數(shù) 所以 所以選擇B型V帶 2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑 初選小帶輪基準(zhǔn)
9、直徑, 又,所以符合要求。 所以大帶輪 3、中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1) ,符合要求! 2)又 查表知基準(zhǔn)長(zhǎng)度 3)實(shí)際中心距 又 所以中心距的范圍是 所以符合要求。 4、驗(yàn)算包角 所以驗(yàn)算小帶包角, 合適 5、 計(jì)算V帶根數(shù) 又查表知 所以V帶根數(shù)
10、 所以z取5根 6、 計(jì)算帶寬 查表知 所以帶寬 所以取帶寬 7、確定粗拉力F0 查表得q = 0.17㎏/m,則 8、計(jì)算帶輪軸所受壓力 5、 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選擇材料、精度及參數(shù) 因?yàn)榭紤],所以選擇一級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng), 所以齒輪采用軟齒面。 小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì),齒面硬度為240~260HBS。 大齒輪選用45 鋼,正火,齒面硬度220HBS; 根據(jù)表選7級(jí)精度。 齒面精糙度 Ra≤1.6~3.2μm 所以 小齒輪:
11、45鋼,調(diào)質(zhì),SHB1 =280 大齒輪:45鋼,正火,SHB2 =240 2、初選,則 3、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a、初選載荷系數(shù) b、區(qū)域系數(shù) c、計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 d、選擇齒寬系數(shù) 又查表得: 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 e、計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) f、又查表可知
12、 g、計(jì)算解除疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1.9,安全系數(shù)S=1。故 許用接觸應(yīng)力 2) 計(jì)算 a、計(jì)算小齒輪分度圓直徑,代入中的較小值, 得 所以模數(shù),故取值4 所以兩齒輪的分度圓直徑分別為: 小齒輪: 大齒輪: 故: 齒高 中心距 齒寬 齒頂高 齒根高 全齒高 壓力角 齒頂圓直徑: 齒根圓直徑: b、計(jì)算圓周速度v
13、 4、校核 1)查表得知: 使用系數(shù); 根據(jù)v=1.42m/s,7級(jí)精度由圖7-14查得 動(dòng)載荷系數(shù) , 又由表7-3得。 又在表7-4查得, 由圖查得 故,載荷系數(shù)為: 2)a、由表7-5知, 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)為 ,; ,。 b、查表7-6,得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ,。 c、由圖7-8知,兩齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別為 , d、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,取彎曲疲勞
14、安全系數(shù)S=1.4 f、計(jì)算圓周力 g、計(jì)算齒輪齒根彎曲應(yīng)力 3)、計(jì)算齒輪上的作用力 圓周力:, 徑向力: 軸向力幾乎為零,故不計(jì)。 又, 所以 又 又 所以接觸強(qiáng)度足夠 6、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的受力分析 1、 軸的最小直徑 查,12-5知C=112, , 又要求在此基礎(chǔ)上增加百
15、分之5 , 因?yàn)楫?dāng)軸肩用于軸上零件定位和承受內(nèi)力時(shí),應(yīng)具有一定高度,軸肩差一般可取6~10mm。用作滾動(dòng)軸承內(nèi)圈定位時(shí),軸肩的直徑應(yīng)按軸承的安裝尺寸取。如果兩相鄰軸段直徑的變化僅是為了軸上零件裝拆方便或區(qū)分加工表面時(shí)兩直徑略有差值即可,例如取1~5mm也可以采用相同公稱直徑而不同的公差數(shù)值。 所以軸的各段軸徑為: I軸: ,,, , , , Ц軸:,,, ,, 2、聯(lián)軸器的選定 又 所以初選用的聯(lián)軸器的型號(hào)為: GYH6型號(hào)的凸緣聯(lián)軸器: L=84mm,D=140mm,,
16、b=40,,S=56 3、滾動(dòng)軸承的選擇 a、選擇型號(hào) I軸:型號(hào)為6009,d=45,D=75,B=16 Ц軸:型號(hào)為6011,d=55,D=90,B=18 b、校核 ∵=0,∴∴X=1;Y=0; 則 而題目要求的軸承壽命為<, 故軸承的壽命完全符合要求 4、確定各軸的尺寸 軸的各段長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離:△1=16mm 齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離:△2=10mm 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離(軸承用油潤(rùn)滑時(shí)):△3=5mm 箱體外壁
17、至軸承座孔端面的距離: L1=δ+C1+C2+(5~10)=45mm 軸承端蓋凸緣厚度:e=10mm 帶輪寬:98mm 聯(lián)軸器端:84mm I軸:,,, ,,, Ц軸:,,, ,, 5、鍵的選擇及確定 高速軸和V帶的連接鍵:bxh=10x8 低速軸和聯(lián)軸器的鏈接鍵: 低速軸和齒輪的鏈接鍵 6、校核 1)、高速軸即I軸的校核 、 分別軸承到齒輪中心的距離為64mm。
18、 所以 取 所以 Fr Ft Fz L2 L3 Lb L 2)、壽命計(jì)算: 預(yù)計(jì)強(qiáng)度: 查表知額定動(dòng)載荷為: 所以符合要求。 3)、鍵的校核 所以 鍵的工作長(zhǎng)度 接觸高度:k=0.5h=4mm 所以 故,合格。 4)、低速軸 1)、、 分別軸承到齒輪中心的距離皆為65mm。
19、 所以: 取 所以 所以合適。 5)、鍵的校核 a、低速軸和聯(lián)軸器的: 又 鍵的工作長(zhǎng)度 接觸高度:k=0.5h=4.5mm 所以 故,合格。 b、低速軸和齒輪: 又 鍵的工作長(zhǎng)度 接觸高度:k=0.5h=5.5mm 所以 故,合格。 七、 潤(rùn)滑的選擇確定 1、潤(rùn)滑方式 1)齒輪V=1.2<<12 m/s 應(yīng)用噴油潤(rùn)滑, 但考慮成本及需要,選用浸油潤(rùn)滑 2)軸
20、承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑 2、潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 1)、齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油, 最低~最高油面距10~20mm, 需油量為1.5L左右 2)、軸承潤(rùn)滑選用2L—3型潤(rùn)滑脂, 用油量為軸承間 隙的1/3~1/2為宜 3、密封形式 1)、箱座與箱蓋凸緣接合面的密封 選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2)、觀察孔和油孔等處接合面的密封 在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、 墊片進(jìn)行密封
21、 3)、軸承孔的密封 悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙, 由于V<3(m/s), 故選用半粗羊毛氈加以密封 4)、軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封, 防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部 4、減速器附件的選擇確定 列表說(shuō)明如下: 名稱 功用 數(shù)量 材料 規(guī)格 螺栓 安裝端蓋 12 Q235 M616 GB 5782—1986 螺栓 安裝端蓋 24 Q235 M825 GB 5782—1
22、986 銷 定位 2 35 A640 GB 117—1986 墊圈 調(diào)整安裝 3 65Mn 10 GB 93—1987 螺母 安裝 3 M10 GB 6170—1986 油標(biāo)尺 測(cè)量油 面高度 1 組合件 通氣器 透氣 1 1)、 通氣器 由于在室內(nèi)使用,選通氣器(一次過(guò)濾),采用M161.5 2)、油面指示器 選用游標(biāo)尺M(jìn)16 3)、起吊裝置 采用箱蓋吊耳、箱座吊耳,雙螺釘起吊螺釘 4)、放油螺塞 選用外六角油塞及墊片M141.5 5)、根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表13-7
23、 選擇適當(dāng)型號(hào): 起蓋螺釘型號(hào):GB5783~86 M620,材料Q235 高速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M620,材料Q235 低速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M620,材料Q235 螺栓:GB5782~86 M1080,材料Q235 八、箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 箱座壁厚=10mm 箱座凸緣厚度b=1.5 ,=15mm 箱蓋厚度=8mm 箱蓋凸緣厚度=1.5 ,=12mm 箱底座凸緣厚度=2.5 ,=25mm , 軸承旁凸臺(tái)高度h=45,凸臺(tái)半徑
24、R=20mm 齒輪軸端面與內(nèi)機(jī)壁距離=18mm 大齒輪頂與內(nèi)機(jī)壁距離=12mm 小齒端面到內(nèi)機(jī)壁距離=15mm 上下機(jī)體筋板厚度=6.8mm , =8.5mm 主動(dòng)軸承端蓋外徑=105mm 從動(dòng)軸承端蓋外徑=130mm 地腳螺栓M16,數(shù)量6根 九、設(shè)計(jì)小結(jié) 課程設(shè)計(jì)體會(huì) 作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生,我覺(jué)得能做類似的課程設(shè)計(jì)是十分有意義,而且是十分必要的。在已度過(guò)的兩年半的時(shí)間里我們大多數(shù)接觸的是公共基礎(chǔ)課和部分專業(yè)基礎(chǔ)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論面,如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力?如何把我們所學(xué)到的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢?
25、我想這樣的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了一個(gè)良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,遇到了許多困難,一遍又一遍的計(jì)算,一次又一次的設(shè)計(jì)方案修改這都暴露出了,前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足,接受了盲目計(jì)算的教訓(xùn)。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善,更加符合工程標(biāo)準(zhǔn),一次次翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)是十分必要的,同時(shí)也是必不可少的。我們是在作設(shè)計(jì),但我們不是藝術(shù)家。他們可以拋開實(shí)際,盡情在幻想的世界里翱翔,我們將來(lái)的目標(biāo)是工程師,一切都要有據(jù)可依.有理可尋,不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想,永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。 雖然不同科目,但是他們都需要刻苦耐勞,努力鉆研的精神。對(duì)于每一個(gè)事物都會(huì)有第一次的吧,而沒(méi)一個(gè)第一次似乎都必須
26、經(jīng)歷由感覺(jué)困難重重,挫折不斷到一步一步克服,可能需要連續(xù)幾個(gè)小時(shí)、十幾個(gè)小時(shí)不停的工作進(jìn)行攻關(guān);最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣! 課程設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題幾乎都是過(guò)去所學(xué)的知識(shí)不牢固,許多計(jì)算方法、公式都忘光了,要不斷的翻資料、看書,和同學(xué)們相互探討。雖然過(guò)程很辛苦,有時(shí)還會(huì)有放棄的念頭,但始終堅(jiān)持下來(lái),完成了設(shè)計(jì),而且學(xué)到了,應(yīng)該是補(bǔ)回了許多以前沒(méi)學(xué)好的知識(shí),同時(shí)鞏固了這些知識(shí),提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。 10、 參考文獻(xiàn) 【1】王寧俠等編著?機(jī)械設(shè)計(jì):西安電子科技大學(xué)出版社,2008 【2】譚放鳴等編著?機(jī)械設(shè)計(jì):化學(xué)工業(yè)出版社,
27、2011 F=2900N D=320mm V=2m/s η總=0.83
28、 q = 0.17㎏/m SHB1 =280 SHB2 =240 S=1
29、 C=112 △1=16mm △2=10mm △3=5mm k=4mm k=5.5mm
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