機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).doc

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機(jī)械設(shè)計(jì)《課程設(shè)計(jì)》 課題名稱 一級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 系 別 機(jī)械系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 　　 班 級(jí) 17機(jī)制17701班 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 完成日期 2018年6月27日 目錄 第一章 緒論 第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 2.1 課題題目 2.2 主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件 2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 第三章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算 3.1 減速器結(jié)構(gòu) 3.2 電動(dòng)機(jī)選擇 3.3 傳動(dòng)比分配 3.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 第四章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(包括小齒輪和大齒輪) 4.1 齒輪材料和熱處理的選擇 4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 4.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定 4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(從動(dòng)軸) 5.1 軸的材料和熱處理的選擇 5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑 5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.2.3 軸的強(qiáng)度校核 第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 6.1 軸承的選擇及校核 6.2 鍵的選擇計(jì)算及校核 6.3 聯(lián)軸器的選擇 第七章 減速器潤(rùn)滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu) 尺寸的計(jì)算 7.1 潤(rùn)滑的選擇確定 7.2 密封的選擇確定 7.3減速器附件的選擇確定 7.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 第八章 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 第一章 緒 論 本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械制圖》、《工程力學(xué)》、《公差與互換性》等多門課程知識(shí)，并運(yùn)用《AUTOCAD》軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過(guò)這次訓(xùn)練，使我們?cè)诒姸喾矫娴玫搅隋憻捄团囵B(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： （1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。 （2）通過(guò)對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹(shù)立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。 （3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。 （4）加強(qiáng)了我們對(duì)Office軟件中Word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。 第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 2.1課題題目 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有單級(jí)圓柱齒輪減速器及V帶傳動(dòng)。 2.2 主要技術(shù)參數(shù)說(shuō)明 輸送帶的最大有效拉力F=1150N，輸送帶的工作速度V=1.6 m/s，輸送機(jī)滾筒直徑D=260 mm。 2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)工作條件 帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動(dòng)，工作載荷較平穩(wěn)；兩班制（每班工作8小時(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為8年，大修期為3年，中批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為380/220V。 2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的選擇 圖1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 第三章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算 3.1 減速器結(jié)構(gòu) 本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。 3.2 電動(dòng)機(jī)選擇 （一）工作機(jī)的功率Pw =FV/1000=1150×1.6/1000=1.84kw （二）總效率 = = （三）所需電動(dòng)機(jī)功率 查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 Ped = 3 kw 電動(dòng)機(jī)選用 Y112M-4 n滿 = 1420 r/min 3.3 傳動(dòng)比分配 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=60×1000v/（D） =60×1000×1.6/(3.14×260) =117.589r/min 取 則 3.4 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 （一）轉(zhuǎn)速n 電動(dòng)機(jī) 選用： Y100L2-4 =4.025 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 ==1420（r/min） =/=/=1420/3=473.333（r/min） =/=473.333/4.025=117.589（r/min） ==117.589（r/min） （二） 功率P （三） 轉(zhuǎn)矩T =14.126(N﹒m) = 158.872(N﹒m) = 155.710(N﹒m ) 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 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 0 2.100 1420 14.126 3 0.96 1 1.974 473.333 40.684 2 1.916 117.589 158.872 4.025 0.97 3 1.875 117.589 155.710 1 0.98 第四章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 齒輪材料和熱處理的選擇 小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB＝236 大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，HB＝190 4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 按照接觸強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 ,SHlim = 1 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1 由 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 （一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩 （二） 選載荷系數(shù)K 由原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為帶式輸送機(jī)，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對(duì)稱布置。查《機(jī)械原理與機(jī)械零件》教材中表得，取K＝1.1 （三） 計(jì)算尺數(shù)比 =4.025 （四） 選擇齒寬系數(shù) 根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對(duì)稱布置。查《機(jī)械原理與機(jī)械零件》教材中表得，?。? （五） 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ≥ 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 766=766 = 44.714( mm) （六） 確定齒輪模數(shù)m m =(0.007～0.02)a = (0.007～0.02)×185.871 取m=2 （七） 確定齒輪的齒數(shù)和 取 Z1 = 24 取 Z2 = 96 （八）實(shí)際齒數(shù)比 齒數(shù)比相對(duì)誤差 Δ<±2.5% 允許 （九） 計(jì)算齒輪的主要尺寸 Z1 = 24 Z2 = 96 =48mm =192mm 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 中心距 齒輪寬度 B1 = B2 + (5～10) = 53～58(mm) 取B1 =57 (mm) （十）計(jì)算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度 查表應(yīng)取齒輪等級(jí)為9級(jí)， 但根據(jù)設(shè)計(jì)要求齒輪的精度等級(jí)為7級(jí)。 4.2.2 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 （一） 由4﹒2﹒1中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力 （二） 計(jì)算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 =2.63 =2.19 比較的值 /[]=2.63/244=0.0108>/[]=2.19/204=0.0107 計(jì)算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為 a=120mm B1=57mm B2=48mm V=1.1890 (m/s) 定為IT7 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 齒輪的彎曲強(qiáng)度足夠 4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定 齒頂圓直徑 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 h*a =1 c* = 0.25 齒距 P = 2×3.14=6.28(mm) 齒根高 齒頂高 齒根圓直徑 4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下： 軸孔直徑 d=50 輪轂直徑 =1.6d=1.6×50=80 輪轂長(zhǎng)度 輪緣厚度 δ0 = (3～4)m = 6～8(mm) 取 =8 輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=196-2×4.5-2×8 強(qiáng)度足夠 =54mm =196mm h=4.5mm S=3.14mm P=6.28mm hf=2.5mm ha=2mm df1=43mm df2=187mm 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 = 171(mm) 取D2 = 170(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.3×48=14.4 取c=15(mm) 腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(170+80)=125(mm) 腹板孔直徑=0.25（-）=0.25（170-80） =22.5(mm) 取=20(mm) 齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1 齒輪工作如圖2所示： 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 軸的材料和熱處理的選擇 由《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的圖表查得 選45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217～255 =650MPa =360MPa =280MPa 5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑 從動(dòng)軸=c=115=29.35 考慮鍵槽=29.35×1.05=30.82 選取標(biāo)準(zhǔn)直徑=32 5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，主動(dòng)軸和從動(dòng)軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。 5.2.3 軸的強(qiáng)度校核 從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 圓周力 ==2000×158.872/192=1654.92 徑向力 =tan=1654.92×tan20°=602.34 由于為直齒輪，軸向力=0 作從動(dòng)軸受力簡(jiǎn)圖：（如圖3所示） D2=32mm 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 L=110mm ==0.5=0.5×1654.92=827.46 =0.5L=827.46×110×0.5/1000=51.72 ==0.5=0.5×602.34 =301.17 =0.5L=501.17×110×0.5/1000=36.4 轉(zhuǎn)矩T=158.872 校核 ===55.04 ===118.42 由圖表查得，=55MPa d≥10=10=29.21(mm) 考慮鍵槽d=29.21mm < 45mm 則強(qiáng)度足夠 第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 6.1 軸承的選擇及校核 考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動(dòng)軸承根據(jù)軸頸值查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇6207 2個(gè)（GB/T276-1993）從動(dòng)軸承6209 2個(gè) （GB/T276-1993） 壽命計(jì)劃： 從動(dòng)軸承 2個(gè) 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 兩軸承受純徑向載荷 P==602.34 X=1 Y=0 從動(dòng)軸軸承壽命：深溝球軸承6209，基本額定功負(fù)荷 =25.6KN =1 =3 ===10881201 預(yù)期壽命為：8年，兩班制 L=8×300×16=38400< 軸承壽命合格 6.2 鍵的選擇計(jì)算及校核 （一）從動(dòng)軸外伸端d=42，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10×40 GB/T1096—2003，b=16，L=50，h=10，選45號(hào)鋼，其許用擠壓力=100MPa ====82.75< 則強(qiáng)度足夠，合格 （二）與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵14×52 GB/T1096—2003，b=10mm，L=45mm，h=8mm，選45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力=100MPa ====45.392< 則強(qiáng)度足夠，合格 從動(dòng)軸外伸端鍵10×40 GB/1096—2003 與齒輪聯(lián)接處鍵14×52 GB/T1096—2003 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 6.3 聯(lián)軸器的選擇 由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無(wú)特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，選用彈性套柱聯(lián)軸器 K=1.3 =9550=9550×=202.290 選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=250，<。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=32～40，選d=35，軸孔長(zhǎng)度L=82 TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù) 選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器 型號(hào) 公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N·m) 許用 轉(zhuǎn)速 n/（r· 軸孔 直徑 d/mm 軸孔 長(zhǎng)度 L/mm 外徑 D/mm 材料 軸孔 類型 鍵槽 類型 TL6 250 3300 35 82 160 HT200 Y型 A型 第七章 減速器潤(rùn)滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算及裝配圖 7.1 潤(rùn)滑的選擇確定 7.1.1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.軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑 7.1.2潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 齒輪浸油潤(rùn)滑 軸承脂潤(rùn)滑 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 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 7.2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 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 7.3減速器附件的選擇確定 列表說(shuō)明如下： 齒輪用150號(hào)機(jī)械油 軸承用2L—3型潤(rùn)滑脂 計(jì) 算 及 說(shuō) 明 結(jié)果 名稱 功用 數(shù)量 材料 規(guī)格 螺栓 安裝端蓋 12 Q235 M6×16 GB 5782—1986 螺栓 安裝端蓋 24 Q235 M8×25 GB 5782—1986 銷 定位 2 35 A6×40 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 7.4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 第八章 總結(jié) 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己對(duì)所學(xué)的各門課程進(jìn)一步加深了理解，對(duì)于各方面知識(shí)之間的聯(lián)系有了實(shí)際的體會(huì)。同時(shí)也深深感到自己初步掌握的知識(shí)與實(shí)際需要還有很大的距離，在今后還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐。 本設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊張，在設(shè)計(jì)中肯定會(huì)有許多欠缺，若想把它變成實(shí)際產(chǎn)品的話還需要反復(fù)的考慮和探討。但作為一次練習(xí)，確實(shí)給我們帶來(lái)了很大的收獲，設(shè)計(jì)涉及到機(jī)械、電氣等多方面的內(nèi)容，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算、認(rèn)證、畫圖，提高了我對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選用等方面的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用能力?？傊敬卧O(shè)計(jì)讓我受益非淺，各方面的能力得到了一定的提高。 參考文獻(xiàn) 1、 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，孫巖等主編，北京理工大學(xué)出版社。 2、 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，銀金光等主編，中國(guó)林業(yè)出版社；北京希望電子出版社。 3、 《機(jī)械制圖》教材 4、 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教材 5、 《工程力學(xué)》教材 6、其它機(jī)械類專業(yè)課程教材