機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一級(jí)圓錐齒輪減速器

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：一級(jí)圓錐齒輪減速器工作條件：單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作，與輕度震動(dòng)，使用年限10年。原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=3103N，帶速V=1.0m/s；鏈輪直徑D=150mm。注意事項(xiàng)： 將設(shè)計(jì)人的電子版課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（從郵箱中下載）粘貼、整理在此處； 正文中的標(biāo)題（一、二、三）字體為宋體、四號(hào)、加粗、居中，且要求不同標(biāo)題不能放在同一頁，下一個(gè)標(biāo)題及其內(nèi)容要放在下一頁； 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容字體為宋體、小四號(hào)、非加粗，按照樣例排版即可； 行間距要求：單倍行距； 以下左側(cè)方框內(nèi)為對(duì)應(yīng)標(biāo)題及其設(shè)計(jì)計(jì)算過程，右側(cè)方框?qū)?yīng)位置寫設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果或結(jié)論。二、電動(dòng)機(jī)的選擇1、電

2、動(dòng)機(jī)類型的選擇按工作要求和條件選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。2、電動(dòng)機(jī)功率選擇（1）傳動(dòng)裝置的總效率： a123345式中：1、2、3、4、5分別是帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和輸送鏈的傳動(dòng)效率。取1=0.95，2=0.98，3=0.97，4=0.99，5=0.93，則a=0.950.9830.970.990.93 =0.80（2）電機(jī)所需的功率：=kw=3kw= =3.75kw3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算鏈輪工作轉(zhuǎn)速：按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)比，一級(jí)錐齒輪減速器的傳遞比。則總傳動(dòng)比合理范圍為。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：。符合這一范

3、圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種傳動(dòng)比方案，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合，則選n=1000r/min。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6。其主要性能：額定功率4KW；滿載轉(zhuǎn)速960r/min；額定轉(zhuǎn)矩2.0。三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比ia=nm/n=960/127.39=7.532、分配各級(jí)傳動(dòng)比（1） 據(jù)指導(dǎo)書P7表1，為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，取ij=3。（

4、2） id=ia/ij=2.51 四、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n=nm/id=960/2.51=382.5r/minn=n/ij=382.5/3=127.39r/minn=n=127.39r/min2、計(jì)算各軸的輸入功率PI=Pd=3.750.95=3.56 KWPII=PI23=3.560.980.97=3.39 KWPIII=PII24=3.390.990.98=3.29KW3、計(jì)算各軸扭矩電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩:Td=9.55106Pd/nd=9.551063.75/960=37.30 Nm各軸輸入轉(zhuǎn)矩TI=Td1=35.4 NmTII= TI23=33.7NmTIII=9.55

5、106PIII/nIII=32.7Nm五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇普通V帶截型由教材P156表8-7取工作情況系數(shù)kA=1.2計(jì)算功率Pca=KAP=1.22.51=3.012KW由教材P157圖8-11選用A型V帶2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由教材教材P157圖8-11推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為：80100mm，則取dd1=100mmdmin=75 mm 大帶輪直徑 dd2=nd/nIdd1=960/382.5100=251mm由教材P157表8-8，取dd2=250mm 實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速nI=nddd1/dd2=960100/250=384r/min轉(zhuǎn)速誤差為：nI-n

6、I/nI=(382.5-384)/382.5=-0.00391200（適用）5、確定帶的根數(shù)根據(jù)教材P152表（8-4a）查得：P0=0.95KW根據(jù)教材P153表（8-4b）查得：P0=0.11KW根據(jù)教材P155表（8-5）查得：Ka=0.96根據(jù)教材P146表（8-2）查得：Kl=0.99由教材P158式（8-26）得：Z=Pca/(P0+P0)KaKl=3/(0.95+0.11)0.960.99=3取Z=36、計(jì)算軸上壓力由教材P149表8-3查得q=0.1kg/m，由教材P158式（8-27）單根V帶的初拉力：F0=500Pca（2.5-Ka）/ZV Ka+qV2=500(2.5-0

7、.93)4.8/0.9355.03+0.15.0242=162.17N則作用在軸承的壓力Fp，由教材P159式（8-28）得：Fp=2ZF0sin1/2=23162.17sin163.50/2=963N 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240260HBS。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)教材P210表10-8選7級(jí)精度。齒面粗糙度Ra1.63.2m2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)教材P203式10-9a：進(jìn)行計(jì)算確定有關(guān)參數(shù)如下： 傳動(dòng)比i齒=3取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=i

8、Z1=320=60實(shí)際傳動(dòng)比i0=52/20=2.6傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=2.6-2.6/2.6=0%0.07d，故取h=6mm。則段的直徑。對(duì)于左軸承若直接采用軸段定位，則軸肩直徑大于軸承內(nèi)圈直徑，不利于拆卸軸承，應(yīng)在左軸承和軸段間加一套筒。軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面和帶輪右端面的距離l=30mm,故取齒輪距箱體內(nèi)壁距離a=16mm，考慮到箱體的鑄造誤差，取s=8mm，已知滾動(dòng)軸承寬度T=32mm，則取段距箱體內(nèi)壁的距離為16mm，在確定軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一定距離，取8mm，則。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。（

9、2）軸上零件的周向定位錐齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d5有P106表6-1查的平鍵截面。鍵槽用銑刀加工，長45mm，同樣半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是有過渡配合來保證的。（3）求軸上載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出周德計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)兌取33210型，查的a=23.2mm。載荷水平面垂直面支反力 彎矩扭矩T=26.082N.m(4)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度故安全。八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：1636510=58400小時(shí)1、計(jì)算輸入軸軸承（1）兩軸承徑向反力：初選兩軸承為圓錐滾子軸承30208型根據(jù)教材P322表13

10、-7得軸承內(nèi)部軸向力查機(jī)械手冊知Y=1.6,e=0.37。有P322式13-11得 （2）求系數(shù)x、yFaA/Fra=0.36Fab/Frb=0.53根據(jù)教材P321表13-5得e=0.37 XA=1 XB=0.4 YA=0 YB=1.6（3）計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)教材P321表13-6取fP=1.2根據(jù)教材P320式13-8a得P1=fP(xAFrA+yAFaA)=4443.4NP2=fp(xBFrB+yBFaA)= 2560N（4）軸承壽命計(jì)算故取P=4443.4N=10/3根據(jù)手冊得30208型的Cr=63000N由教材P320式13-5a得Lh=106/60n(Cr/P)=1667

11、0/458.2(163000/4443.4)10/3=347322h58400h預(yù)期壽命足夠2、計(jì)算輸出軸軸承1）兩軸承徑向反力：初選兩軸承為圓錐滾子軸承33210型根據(jù)教材P322表13-7得軸承內(nèi)部軸向力查機(jī)械手冊知Y=1.5,e=0.41。有P322式13-11得 （2）求系數(shù)x、yFaA/Fra=1.67eFab/Frb=0.33e XA=0.4 XB=1 YA=1.5 YB=0（3）計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)教材P321表13-6取fP=1.2根據(jù)教材P320式13-8a得P1=fP(xAFrA+yAFaA)=3215.8NP2=fp(xBFrB+yBFaA)= 3210N（4）軸承

12、壽命計(jì)算故取P=3215.8N=10/3根據(jù)手冊得33210型的Cr=112000N由教材P320式13-5a得Lh=106/60n(Cr/P)=16670/458.2(1112000/3215.8)10/3=18059903h58400h九、鍵連接的選擇及校核計(jì)算1、大帶輪與軸連接采用平鍵連接軸徑d1=28mm，L1=50mm查手冊P51 選用C型平鍵，得：b=8 h=7 L=40即：鍵C840GB/T1096-2003 l=L1-b=40-8=32mm T2=106.63Nm 根據(jù)教材P106式6-1得p=4T2/dhl=4106630/28732=78.5Mpap(110Mpa)2、輸入

13、軸與齒輪連接采用平鍵連接軸徑d3=34mm L3=56mm T=260.82Nm查手冊P51 選A型平鍵，得：b=10 h=8 L=50即：鍵A1050 GB/T1096-2003l=L3-b=50-10=40mm h=8mmp=4T/dhl=4260820/34840=95.9Mpap(110Mpa)3、輸出軸與齒輪2連接用平鍵連接軸徑d2=56mm L2=45mm T=116.3N.m查手冊P51 選用A型平鍵，得：b=16 h=10 L=36即：鍵A1636GB/T1096-2003l=L2-b=36-16=20mm h=10mm根據(jù)教材P106（6-1）式得p=4T/dhl=41163

14、00/561020=41.5Mpap (110Mpa)a=0.80=3.75kw電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y132M1-6ia=7.53ij=3id=2.51n=127.39r/minn=127.39r/minn=382.5r/minPd=3.75KWPI=3.56KWPII=3.39KWPIII=3.29KWTd=38.03 NmTI=35.4NmTII=33.7NmTIII=32.7Nmdd1=100mmdd2=280mmnI=342.86r/minV=5.03m/s266mma0760mm取a0=500Ld=1600mma=493.6mmZ=5根Fp=1609.1Ni齒=2.6Z1=20Z2=52u=

15、2.6T1=111070NmmHlimZ1=560MpaHlimZ2=350MpaN1=1.16109N2=4.46108KHN1=0.93KHN2=0.97H1=520.8MpaH2=339.5Mpad1t=112.8mmZv1=21.43Zv2=144.86d1=152.58m=7d1=140mmd2=364mmR=195mmb=65mmYFa1=2.72YSa1=1.57YFa2=2.14YSa2=1.83FLim1=420MpaFLim2 =330MpaSF=1.25F1=53.1MpaF2=48.68MpaV =2.43m/sd=28mmL1=50mmd2=34mmmmL3=18mm

16、l5=16mml6=78mmd4=28mmd1=140mmT1=111070NmmFt=1904NFr=646.8NFa=248.8N軸承預(yù)計(jì)壽命58400小時(shí)XA=1YA=0XB=0.4YB=1.6P1=4443.4NP2=2560NLh=347322h預(yù)期壽命足夠XA=0.4YA=1.5XB=1YB=0P1=3215.8NP2=3210NLh=18059903h軸承合格鍵C840 GB/T1096-2003 p=78.5Mpa鍵A1050GB/T1096-2003p=95.9Mpa鍵A1636GB/T1096-2003p=45.1Mpa參考文獻(xiàn)1 濮良貴、紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）北京：高等教育出版社，20062 龔溎義、羅圣國機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（第二版）北京：高等教育出版社，19903王文斌機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第三卷）機(jī)械工業(yè)出版社，2004.84 侯洪生機(jī)械工程圖學(xué)北京：科學(xué)出版社，2001- 15 -