機械設(shè)計課程設(shè)計-雙級斜齒輪減速器

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機械設(shè)計 課程設(shè)計說明書 (機械設(shè)計基礎(chǔ)) 設(shè)計題目 雙級斜齒輪減速器 山東大學(xué)機械工程學(xué)院 機械制造及其自動化專業(yè) 班級 學(xué)號 設(shè)計人 彭 指導(dǎo)老師 張 完成日期 2011年1月13日 由于時間倉促，設(shè)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(shè)計任務(wù)書 - 2 - (一）設(shè)計任務(wù) - 2 - （二）原始數(shù)據(jù) - 2 - （三）工作條件 - 2 - 二、傳動總體方案設(shè)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(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩： - 4 - 三、V帶傳動設(shè)計計算 - 6 - 四、齒輪傳動設(shè)計 - 8 - （一）對高速齒輪設(shè)計: i=3.600 - 8 - （二）對低速速齒輪設(shè)計: i=2.800 - 14 - 五、軸的設(shè)計........................................................................................-19- 六、軸承的選擇與設(shè)計 - 30 - 七、鍵聯(lián)接的設(shè)計 - 33 - 八、聯(lián)軸器的計算與設(shè)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(jié) - 35 - 十一、參考文獻 - 36 - 一、設(shè)計任務(wù)書 （一）設(shè)計任務(wù) 鑄工車間一造型用砂型運輸帶，系由電動機驅(qū)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(shè)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(zhuǎn)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(shè)計壽命 7年 （三）設(shè)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(zhuǎn)，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(shè)計 （一） 平面布置簡圖： 此傳動系統(tǒng)由電動機驅(qū)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(jié)構(gòu)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(yuǎn)離高速軸齒輪的一端； 工作機安裝在遠(yuǎn)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(zhuǎn)速nm 同步轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩： 1、各軸輸入功率： 軸I： 軸II： 軸III： 軸IV： 軸V： 軸VI： 2、轉(zhuǎn)速： 軸I： 軸II： 軸III： 軸IV、軸V： 軸VI： 3、輸出轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速 n(r/min) 1440 800 222.222 79.365 79.365 42.305 輸入轉(zhuǎn)矩 T(Nmm) 25268 43214 149568 401725 394509 674734 三、V帶傳動設(shè)計計算 計算項目 計算內(nèi)容 計算結(jié)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(zhuǎn)速 計算帶長 求Dm 求△ 初取中心距 帶 長L 基準(zhǔn)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(zhì)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(yīng)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(shè)計 按承載較大的滾動軸承選擇其型號。應(yīng)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(nèi)容 計算結(jié)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(dāng)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(yīng)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(shè)計 按承載較大的滾動軸承選擇其型號。應(yīng)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(nèi)容 計算結(jié)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(dāng)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(yīng)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(shè)計 設(shè)計要求： 根據(jù)軸徑選擇鍵 選用平鍵鍵圓頭A型 取[]=100MPa 設(shè)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(biāo)準(zhǔn)值) 有效長度L’=L-b 連接傳遞的轉(zhuǎn)矩T = σp擠壓應(yīng)力 [σp]許用擠壓應(yīng)力 材料： 標(biāo)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(shè)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(nèi)徑和轉(zhuǎn)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(nèi)，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)簡單，維護方便，在較長的時間內(nèi)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(nèi)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(yīng)該用水玻璃密封或者密封膠密封 采用材質(zhì)為石棉橡膠板的油封墊 使用調(diào)整墊片組進行密封 采用軟鋼紙板進行密封 十、裝配圖設(shè)計 （一）、裝配圖的作用 作用：裝配圖表明減速器各零件的結(jié)構(gòu)及其裝配關(guān)系，表明減速器整體結(jié)構(gòu)，所有零件的形狀和尺寸，相關(guān)零件間的聯(lián)接性質(zhì)及減速器的工作原理，是減速器裝配、調(diào)試、維護等的技術(shù)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(diào)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(jié)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(dá)減速器外形，將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系集中反映在一個基本視圖上。 布置視圖時應(yīng)注意： a、整個圖面應(yīng)勻稱美觀，并在右下方預(yù)留減速器技術(shù)特性表、技術(shù)要求、標(biāo)題欄和零件明細(xì)表的位置。 b、各視圖之間應(yīng)留適當(dāng)?shù)某叽鐦?biāo)注和零件序號標(biāo)注的位置。 （2）、尺寸的標(biāo)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(yīng)標(biāo)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(yīng)標(biāo)注公稱尺寸、配合性質(zhì)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(biāo)題欄、序號和明細(xì)表： ①、說明機器或部件的名稱、數(shù)量、比例、材料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)代號、圖號以及設(shè)計者姓名等內(nèi)容。查GB10609.1-1989和GB10609.2-1989標(biāo)題欄和明細(xì)表的格式。 ②、裝備圖中每個零件都應(yīng)編寫序號，并在標(biāo)題欄的上方用明細(xì)表來說明。 （4）、技術(shù)特性表和技術(shù)要求： ①、技術(shù)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，布置在裝配圖右下方空白處。 ②、技術(shù)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(cè)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(xì)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(yīng)與零件的大小相協(xié)調(diào)，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(shè)計 （一）、零件圖的作用： 作用： 1、反映設(shè)計者的意圖，是設(shè)計、生產(chǎn)部門組織設(shè)計、生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。 2、表達(dá)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(nèi)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(cè)視圖。主視圖按軸線水平布置（全剖），反映基本形狀；側(cè)視圖反映輪廓、輻板、鍵槽等。 2、合理標(biāo)注尺寸及偏差： （1）、軸：參考《機械設(shè)計課程設(shè)計》P92，徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)標(biāo)注，有配合處徑向尺寸應(yīng)標(biāo)尺寸偏差；軸向尺寸以軸孔配合端面及軸端面為基準(zhǔn)，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(shè)計課程設(shè)計》P99：徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)，軸孔、齒頂圓應(yīng)標(biāo)相應(yīng)的尺寸偏差；軸向尺寸以端面為基準(zhǔn)，鍵槽尺寸應(yīng)相應(yīng)標(biāo)出尺寸偏差。 十二、 課程體會與小結(jié) 這次關(guān)于帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計實踐，使我對機械設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ). 　 在這次設(shè)計中，我越發(fā)覺得機械設(shè)計是機械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強的技術(shù)課程，它融目前我們已經(jīng)學(xué)過的所用專業(yè)知識于一體。通過本次設(shè)計，讓我把以上學(xué)科的知識融會貫通了起來，更重要的是，通過長達(dá)三周的機械設(shè)計過程，我對機械設(shè)計和機械行業(yè)有了更深的認(rèn)識，這是一個需要穩(wěn)重、耐心、以及細(xì)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(fēng)采，并進行創(chuàng)新設(shè)計與發(fā)明。 這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想、訓(xùn)練綜合運用設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反應(yīng)和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械 設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。 本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。最后，感謝張洪才老師的細(xì)心指導(dǎo)和不厭其煩的講解，初次設(shè)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(shè)計.第四版.北京：高等教育出版社，1997 [2] 黃珊秋主編.機械設(shè)計課程設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1999（2010重?。? [3] 山東大學(xué)機械工程學(xué)院.機械設(shè)計常用標(biāo)準(zhǔn).2010 [4] 廖希亮，邵淑玲主編.機械制圖.濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2002 [5] 吳宗澤主編.機械設(shè)計實用手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003