機械設計課程設計-雙級斜齒輪減速器

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機械設計 課程設計說明書 (機械設計基礎) 設計題目 雙級斜齒輪減速器 山東大學機械工程學院 機械制造及其自動化專業(yè) 班級 學號 設計人 彭 指導老師 張 完成日期 2011年1月13日 由于時間倉促，設計過程難免有錯誤，若您有時間可將錯誤發(fā)至yanke_007@sina.com，十分感謝。 目錄 一、設計任務書 - 2 - (一）設計任務 - 2 - （二）原始數(shù)據(jù) - 2 - （三）工作條件 - 2 - 二、傳動總體方案設計 - 2 - （一）平面布置簡圖： - 2 - （二）運輸帶功率： - 3 - （三）確定電動機型號： - 3 - (四)計算各級傳動比和效率： - 4 - （五）計算各軸的轉速功率和轉矩： - 4 - 三、V帶傳動設計計算 - 6 - 四、齒輪傳動設計 - 8 - （一）對高速齒輪設計: i=3.600 - 8 - （二）對低速速齒輪設計: i=2.800 - 14 - 五、軸的設計........................................................................................-19- 六、軸承的選擇與設計 - 30 - 七、鍵聯(lián)接的設計 - 33 - 八、聯(lián)軸器的計算與設計 - 33 - 九 減速器潤滑方式，潤滑油牌號及密封方式的選擇 - 34 - 十、 課程體會與小結 - 35 - 十一、參考文獻 - 36 - 一、設計任務書 （一）設計任務 鑄工車間一造型用砂型運輸帶，系由電動機驅動傳動裝置帶動，該減速器傳動裝置由一個雙級齒輪減速器和其他傳動件組成，運輸帶每日兩班制工作，工作7年。設計此傳動裝置。 （二）原始數(shù)據(jù) 運輸帶主動鼓輪軸輸入端轉矩 Tw＝650N/m 主動鼓輪直徑 D ＝500mm 運輸帶速度 vw ＝1.13m/s 減速器設計壽命 7年 （三）設計工作條件 兩班制工作,空載啟動，輕微載荷，常溫下連續(xù)(單向)運轉，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為380/220V 二、傳動總體方案設計 （一） 平面布置簡圖： 此傳動系統(tǒng)由電動機驅動。電動機先通過聯(lián)軸器將動力傳入帶輪，再由帶輪傳到兩級圓柱減速器，然后通過聯(lián)軸器及開式鏈傳動將動力傳至砂型運輸帶。傳動系統(tǒng)中采用兩級展開式圓柱齒輪減速器，其結構簡單，但是齒輪相對于軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級及低速級均為斜齒圓柱齒輪傳動。 （二） 電機和工作機的安裝位置： 電機安裝在遠離高速軸齒輪的一端； 工作機安裝在遠離低速軸齒輪的一端。 （三） 運輸帶功率： 傳動效率 傳動裝置 選用裝置 效率 帶傳動 V帶 =0.95 一對滾動軸承 球軸承 =0.99 圓柱齒輪傳動 八級精度 =0.97 聯(lián)軸器 彈性聯(lián)軸器 =0.993 鏈傳動 滾子鏈（開式） =0.92 總效率： 電動機所需輸出功率： （四） 確定電動機型號： 電機型號 額定功率PM 滿載轉速nm 同步轉速ns Y112M-4 4KW 1440r/min 1500r/min （五） 計算各級傳動比和效率： 總傳動比： 各級傳動比： 初取傳動比： 解得 高速級傳動比：i高=3.6 低速級傳動比：i低=2.8 （六） 計算各軸的轉速功率和轉矩： 1、各軸輸入功率： 軸I： 軸II： 軸III： 軸IV： 軸V： 軸VI： 2、轉速： 軸I： 軸II： 軸III： 軸IV、軸V： 軸VI： 3、輸出轉矩： 軸I： 軸II： 軸III： 軸IV： 軸V： 軸VI： 軸號 參數(shù) I II III IV V VI 輸入功率 P(Kw) 3.810 3.620 3.476 3.338 3.282 2.989 轉速 n(r/min) 1440 800 222.222 79.365 79.365 42.305 輸入轉矩 T(Nmm) 25268 43214 149568 401725 394509 674734 三、V帶傳動設計計算 計算項目 計算內容 計算結果 工作情況系數(shù) 計算功率 選帶型 小帶輪直徑 取滑動率 大帶輪直徑 大帶輪轉速 計算帶長 求Dm 求△ 初取中心距 帶 長L 基準長度Ld 求中心距 和包角 中心距a 小輪包角 求帶根數(shù) 帶速 傳動比 帶根數(shù) 求軸上載荷 張緊力 軸上載荷 V帶尺寸 頂寬b 節(jié)寬 bp 高度 h 帶質量q 輪轂尺寸參數(shù) 帶寬B 由表11.5 Pc=KAP0=1.2x3.810kw 由圖11.15 由表11.6 0.7(D1+D2)Cr 可得，應選用7207AC軸承 Cr=22000N>Cr Fa=272.747N e=0.68 X1=1 Y1=0 X2=0.41 Y2=0.87 fd=1.1 選用7207AC軸承 2、 軸III上滾動軸承的設計 按承載較大的滾動軸承選擇其型號。應支承跨距不大，故采用兩端單向固定式軸承組合方式，軸承類型選為角接觸球軸承，型號7000AC 計算項目 計算內容 計算結果 外載荷軸向力 e 徑向載荷 附加軸向力 軸承軸向力 由Fa/Fr， 確定X、Y值 沖擊載荷系數(shù) 當量動載荷 計算額定 動載荷 選軸承 指向軸承4 表18.7 因 由表18.7 表18.8 因為P3Cr 可得，應選用7207AC軸承 Cr=22000N>Cr e=0.68 X3=1 Y3=0 X4=0.41 Y4=0.87 fd=1.1 選用7207AC軸承 3、 軸IV上滾動軸承的設計 按承載較大的滾動軸承選擇其型號。應支承跨距不大，故采用兩端單向固定式軸承組合方式，軸承類型選為角接觸球軸承，型號7000AC 計算項目 計算內容 計算結果 外載荷軸向力 e 徑向載荷 附加軸向力 軸承軸向力 由Fa/Fr， 確定X、Y值 沖擊載荷系數(shù) 當量動載荷 計算額定 動載荷 選軸承 Fa=783N 表18.7 因 由表18.7 表18.8 因為P6Cr 可得，應選用7210AC軸承 Cr=31600N>Cr Fa=783N e=0.68 X5=1 Y5=0 X6=0.41 Y6=0.87 fd=1.1 選用7210AC軸承 七、鍵聯(lián)接的設計 設計要求： 根據(jù)軸徑選擇鍵 選用平鍵鍵圓頭A型 取[]=100MPa 設計參數(shù)： 軸徑d 鍵槽寬 b 輪轂長L1 鍵長L(比輪轂小5~10mm,標準值) 有效長度L’=L-b 連接傳遞的轉矩T = σp擠壓應力 [σp]許用擠壓應力 材料： 標號 位置 d mm bh L1mm Lmm L’ mm T N.mm σp MPa [σp] MPa 深度 軸t(mm) 轂t’(mm) 1 大帶輪 25 8x7 65 56 48 43214 20.66 50 4.0 3.3 2 高速大齒輪 40 12x8 40 32 26 149568 93.48 100 5.0 3.3 3 低速小齒輪 40 12x8 66 56 44 149568 42.49 100 5.0 3.3 4 低速大齒輪 54 16x10 61 56 40 401725 74.39 100 6.0 4.3 5 聯(lián)軸器 40 12x8 112 100 88 401725 57.06 100 5.0 3.3 八、聯(lián)軸器的計算與設計 初步分析，選用GB5014-85 彈性柱銷聯(lián)軸器 T=401725Nmm 由表19.3，動力機為電動機，工作機載荷平穩(wěn)，取 K=1.4 Tc=KT=1.4X401725=562415 根據(jù)：Tn>Tc 取HL3型 Y型軸孔 Tn=630000N.mm d=40mm L=112mm 九、 減速器潤滑方式，潤滑油牌號及密封方式的選擇 齒輪的潤滑方式及潤滑劑的選擇 齒輪潤滑方式的選擇 高速級小齒輪圓周 速度： 高速級大齒輪圓周 速度： 低速級小齒輪圓周 速度： 低速級大齒輪圓周 速度： 滾動軸承的潤滑方式和潤滑劑的選擇 滾動軸承潤滑方式的選擇 高速級大齒輪齒頂圓線速度： 低速級大齒輪齒頂圓線速度： 滾動軸承內徑和轉速的乘積為： 高速軸（II軸）： 中間軸（III軸）： 低速軸（IV軸）： 滾動軸承潤滑劑的選擇 V＝＝ V＝＝ V＝＝ V＝＝ （1）齒輪潤滑方式的選擇 V=MAX【V, V, V, V】=2.36m/s V>2 m/s,齒輪采用油潤滑。 V<12 m/s，齒輪采用浸油潤滑。 即將齒輪浸于減速器油池內，當齒輪轉動時，將潤滑油帶到嚙合處，同時也將油甩直箱壁上用以散熱。 （2）齒輪潤滑劑的選擇 由表6-29查得，齒輪潤滑油選用工業(yè)閉式齒輪油， 代號是：L-CKC220,GB443—84 運動粘度為：28.8~35.2（單位為：，40℃）。 V＝＝ V＝＝ dn=35801=28035mmr/min dn=35222.222=7777.77mmr/min dn=5079.365=3968.25mmr/min 可見，dn均未超過2105mm r/min。由于脂潤滑易于密封，結構簡單，維護方便，在較長的時間內無須補充及更換潤滑劑，所以滾動軸承的潤滑選用脂潤滑。 脂的種類為通用鋰基潤滑脂（GB7342-87）,代號為ZL-2，滴點不低于175℃，工作錐入度,25℃每150g 265~295（1/10mm）。 V＝2.36m/s V＝2.35m/s V＝0.93m/s V＝0.93m/s 齒輪采用油潤滑 齒輪采用浸油潤滑 工業(yè)閉式齒輪油 代號是：L-CKC32 V＝2.35m/s V＝0.93m/s 滾動軸承采用脂潤滑 代號為ZL-2 密封方式的選擇 滾動軸承在透蓋處的密封選擇 滾動軸承靠近箱體內壁的密封 箱體密封選擇 放油螺塞 凸緣式軸承端蓋 檢查孔蓋 滾動軸承采用氈圈密封。 使用擋油環(huán) 箱體剖分面上應該用水玻璃密封或者密封膠密封 采用材質為石棉橡膠板的油封墊 使用調整墊片組進行密封 采用軟鋼紙板進行密封 十、裝配圖設計 （一）、裝配圖的作用 作用：裝配圖表明減速器各零件的結構及其裝配關系，表明減速器整體結構，所有零件的形狀和尺寸，相關零件間的聯(lián)接性質及減速器的工作原理，是減速器裝配、調試、維護等的技術依據(jù)，表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減速器的調整和使用方法。 （二）、減速器裝配圖的繪制 1、裝備圖的總體規(guī)劃： （1）、視圖布局： ①、選擇3個基本視圖，結合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補充。 ②、選擇俯視圖作為基本視圖，主視和左視圖表達減速器外形，將減速器的工作原理和主要裝配關系集中反映在一個基本視圖上。 布置視圖時應注意： a、整個圖面應勻稱美觀，并在右下方預留減速器技術特性表、技術要求、標題欄和零件明細表的位置。 b、各視圖之間應留適當?shù)某叽鐦俗⒑土慵蛱枠俗⒌奈恢谩? （2）、尺寸的標注： ①、特性尺寸：用于表明減速器的性能、規(guī)格和特征。如傳動零件的中心距及其極限偏差等。 ②、配合尺寸：減速器中有配合要求的零件應標注配合尺寸。如：軸承與軸、軸承外圈與機座、軸與齒輪的配合、聯(lián)軸器與軸等應標注公稱尺寸、配合性質及精度等級。 ③、外形尺寸：減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。 ④、安裝尺寸：減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。 （3）、標題欄、序號和明細表： ①、說明機器或部件的名稱、數(shù)量、比例、材料、標準規(guī)格、標準代號、圖號以及設計者姓名等內容。查GB10609.1-1989和GB10609.2-1989標題欄和明細表的格式。 ②、裝備圖中每個零件都應編寫序號，并在標題欄的上方用明細表來說明。 （4）、技術特性表和技術要求： ①、技術特性表說明減速器的主要性能參數(shù)、精度等級、表的格式參考機械設計標準，布置在裝配圖右下方空白處。 ②、技術要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點、嚙合側隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗、包裝運輸要求。 2、繪制過程： （1）、畫三視圖： ①、繪制裝配圖時注意問題： a先畫中心線，然后由中心向外依次畫出軸、傳動零件、軸承、箱體及其附件。 b、先畫輪廓，后畫細節(jié)，先用淡線最后加深。 c、3個視圖中以俯視圖作基本視圖為主。 d、剖視圖的剖面線間距應與零件的大小相協(xié)調，相鄰零件剖面線盡可能取不同。 e、同一零件在各視圖上的剖面線方向和間距要一致。 十一、零件圖設計 （一）、零件圖的作用： 作用： 1、反映設計者的意圖，是設計、生產部門組織設計、生產的重要技術文件。 2、表達機器或部件運載零件的要求，是制造和檢驗零件的依據(jù)。 （二）、零件圖的內容及繪制： 1、選擇和布置視圖： （1）、軸：采用主視圖和剖視圖。主視圖按軸線水平布置，再在鍵槽處的剖面視圖。 （2）、齒輪：采用主視圖和側視圖。主視圖按軸線水平布置（全剖），反映基本形狀；側視圖反映輪廓、輻板、鍵槽等。 2、合理標注尺寸及偏差： （1）、軸：參考《機械設計課程設計》P92，徑向尺寸以軸線為基準標注，有配合處徑向尺寸應標尺寸偏差；軸向尺寸以軸孔配合端面及軸端面為基準，反映加工要求，不允許出現(xiàn)封閉尺寸鏈。 （2）、齒輪：參考《機械設計課程設計》P99：徑向尺寸以軸線為基準，軸孔、齒頂圓應標相應的尺寸偏差；軸向尺寸以端面為基準，鍵槽尺寸應相應標出尺寸偏差。 十二、 課程體會與小結 這次關于帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質大有用處。通過兩個星期的設計實踐，使我對機械設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎. 　 在這次設計中，我越發(fā)覺得機械設計是機械工業(yè)的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融目前我們已經學過的所用專業(yè)知識于一體。通過本次設計，讓我把以上學科的知識融會貫通了起來，更重要的是，通過長達三周的機械設計過程，我對機械設計和機械行業(yè)有了更深的認識，這是一個需要穩(wěn)重、耐心、以及細心的人舞臺，只有牢固的掌握的了各種基本功，才能在這個舞臺上展示出自己的風采，并進行創(chuàng)新設計與發(fā)明。 這次的課程設計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想、訓練綜合運用設計和有關先修課程的理論,結合生產實際反應和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關機械 設計方面的知識等方面有重要的作用。 本次設計得到了指導老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導和幫助。最后，感謝張洪才老師的細心指導和不厭其煩的講解，初次設計，不免有很多瑕疵，望老師斧正。 十三、參考文獻 [1] 邱宣懷主編.機械設計.第四版.北京：高等教育出版社，1997 [2] 黃珊秋主編.機械設計課程設計.北京：機械工業(yè)出版社，1999（2010重?。? [3] 山東大學機械工程學院.機械設計常用標準.2010 [4] 廖希亮，邵淑玲主編.機械制圖.濟南：山東科學技術出版社，2002 [5] 吳宗澤主編.機械設計實用手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2003