帶式輸送機一級直齒圓柱齒輪減速器設計

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1、 課 程 設 計 說 明 書 題目：帶式輸送機一級直齒圓柱齒輪減速器設計 二級學院 機電工程學院 年級專業(yè) 15機械制造與自動化 學 號 1501011007 學生姓名 胡定鵬 指導教師 熊建強 教師職稱 副教授 目錄 第一章原始數(shù)據(jù) 1 第二章選擇電動機 2 第三章計算總傳動比和傳動裝置的運動和動力參數(shù) 3 第四章齒輪傳動的設計 4 第五章軸的設計 7 第六章滾動軸承的選擇及驗算 10 第七章鍵的選擇及強度校核 11 第八章聯(lián)軸器的選擇 12 第九章設計體會 13 參考文獻 14 新余學院課程

2、設計說明書 第一章原始數(shù)據(jù) 運輸帶工作拉力F=3500（N）；運輸帶工作速度n=260 (r/min)；滾筒直徑D=300（mm）；每天工作24小時，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作期限為5年，每年工作300天，載荷較平穩(wěn)。環(huán)境最高溫度350C；小批量生產(chǎn)。 傳動裝置簡圖： 第二章選擇電動機 （1）電動機的類型 按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電機。 （2） 傳動效率 帶傳動V帶傳動=0.96 齒輪傳動的軸承=0.99 齒輪傳動 =0.97 聯(lián)軸器 =0.99 卷筒軸的軸承

3、 =0.98 卷筒 =0.96 （3） 電動機工作功率 運輸帶速度=4.1 工作機所需的電動機輸出功率:=16.69 （4） 電動機轉(zhuǎn)速 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為:=261.01 按推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動的傳動比=2~4,單級齒輪傳動比=3~5,則合理總傳動比的范圍為=6~20，故 ==(6~20)261.01 , =(1566.06~5220.2) 根據(jù)計算出的量，由附表8.1查出適應的電動機型號，其技術(shù)參數(shù)及傳動比的情況見表2-4。 表2-4 電動機型號 電動機型號 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比 帶傳動比 齒輪傳動比 Y160M2-2

4、15 2930 11.22 2.8 4.01 第三章計算總傳動比和傳動裝置的運動和動力參數(shù) （1）總傳動比: =11.22 電動機至Ⅰ軸的傳動比=2.8,Ⅰ軸至Ⅱ軸的傳動比=4.05 （2） 各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸 =1046.42 （3） Ⅱ軸 =260.95 卷筒軸 =260.95 （3）各軸輸入功率 Ⅰ軸 =16.02 Ⅱ軸 =15.23 卷筒軸 =14.63 （4） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩:==54.40 Ⅰ軸: =146.23 Ⅱ軸 =563.10 卷筒軸 =551.90 運動和動力參數(shù)

5、的計算結(jié)果列于表3-4 表3-4 運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果 軸名 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 卷筒軸 參數(shù) 轉(zhuǎn)速 2930 1046.42 260.95 260.95 輸入功率 16.69 16.02 15.23 14.63 輸出功率 54.40 146.23 563.10 551.90 第四章齒輪傳動的設計 (1)數(shù)據(jù) 傳遞功率=16.69 輸入轉(zhuǎn)速=1046.42 傳動比=4.01 (2) 選擇齒輪材料及精度等級 小齒輪材料用40Gr鋼調(diào)質(zhì)，硬度為280HBS，大齒輪材料用40鋼調(diào)質(zhì)，硬度為240HBS。 選用8級精度 (3) 設計計算 =54.4

6、0 取=1.1 選小齒輪齒數(shù)=28，則大齒輪齒數(shù)=112.2 取=112 選齒寬系數(shù) 齒輪材料的彈性系數(shù)=189.8 , 安全系數(shù)：=1 =601046.43(530024）=2.26 =0.558 接觸疲勞壽命系數(shù)：KHN1=0.90；KHN2=0.95 ===540 ===540 將數(shù)據(jù)代入公式中 =50.397 則模數(shù)==1.80 取標準模數(shù)=2 ==228=56 ==2113=224 由可得=156=56 ==56 =75 ==150 (4) 強度校核 復合齒形系數(shù)：=4.106，=3.9

7、0 =500 , =380 彎曲疲勞壽命系數(shù)：=0.85，=0.88 彎曲疲勞安全系數(shù)： 校核彎曲強度 < < =3.07 < 5 第五章軸的設計 (1) 選擇材料，確定許用應力和軸徑 選用45鋼調(diào)質(zhì) 許用彎曲應力=60 按45號鋼，取=110 ==42.67 考慮有鍵槽，軸徑應增加% 42.1+42.15%=44.80 為了使所選軸徑與聯(lián)軸器孔徑相適應，需要同時選取聯(lián)軸器。選用8型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其軸孔直徑為45 ，和軸配合部分長

8、度為84 ，故取=45 。 (2) 確定軸各段直徑和長度 軸段1 從聯(lián)軸器開始向左取，軸段1直徑最小，且安裝了聯(lián)軸器軸徑，故取 =45 軸段2 軸段2上應有軸肩定位聯(lián)軸器，故=+20.07+(1~2) 取標準值=52 軸段3 軸段3上安裝了軸承頸，且 應由軸肩定位齒輪，取=55 軸段4 軸段4上安裝齒輪，取=60 軸段5 軸段5為軸環(huán)，根據(jù)式得=72 軸段6 軸段6為軸環(huán)，根據(jù)軸承的安裝尺寸得=66 軸段7 軸段7上安裝了軸承，根據(jù)同軸兩軸承取同樣的型號確定==55 選用軸承得其寬度=23 齒輪端面至箱體壁間的距離取=15

9、 箱體有鑄造誤差，取滾動軸承與箱體內(nèi)邊距=5 軸承處箱凸緣寬度 =+（0.08~0.1）+（10~20） 取得=50 軸承蓋厚度取為20 軸承蓋與聯(lián)軸器之間的距離取為=16 半聯(lián)軸器與軸配合長度為=84 為使壓板壓住半聯(lián)軸器，取其相應的軸長為=82 已知齒輪寬度為=56 為使套筒壓住齒輪端面，取其相應的軸長為=54 =+20+22=16+20+22=58 =+2=45 由軸肩和軸環(huán)尺寸的關(guān)系得 =8 =12 =22 根據(jù)設計手冊，取在齒輪處的鍵剖面尺寸為=1811，取在半聯(lián)軸器處的鍵剖面尺寸為=149。 (3

10、) 軸的強度校核 轉(zhuǎn)矩：=563.20 圓周力：==4628.5 徑向力：==1736.74 軸向力：=1160.02 水平面上的支反力： =2314.25 垂直面身上的支反力： =-48.29 =1785.03 水平面上的彎矩： =71.5=165.5 垂直面身上的彎矩： =71.5=-3.45 =（71.5）=127.63 合成彎矩： =165.54 =208.99 因為單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)： 由表可得0.6 剖面處的當量彎矩： =354.79 =377.03 剖面當量彎矩最大，而

11、其直徑與鄰接段相差不大，股剖面為危險剖面。 =60 =17.46 < 剖面處雖然僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑較小，則該剖面也為危險剖面。 =313.81 =34.44 =34.44 < 第六章滾動軸承的選擇及驗算 （1） 確定軸承的類型 由上述軸的結(jié)構(gòu)設計已初步選擇單列30308型圓錐滾子軸承 （2） 計算軸承的壽命 查設計手冊可得?。? =90.8 =258.4 滾子軸承= =1160.02 輕微沖擊=1.1 由公式， 得==72073 >3600 故選用單列30308型圓錐滾子軸承，能滿足使用

12、要求。 第七章鍵的選擇及強度校核 （1） 與半聯(lián)軸器配合軸段處的鍵的選擇及強度校核 在軸的結(jié)構(gòu)設計中已選用圓頭平鍵(A型）=149 =82 取鍵長=72 鍵和軸的材料均為鋼，可得許用擠壓應力=120 鍵的工作長度=72-14=58 =523.02 =48.89 < 安全 （2） 與大齒輪配合軸段處的鍵的選擇及強度校核 在軸的結(jié)構(gòu)設計中已選用圓頭平鍵(A型） =1811 =54 取鍵長=44 鍵和軸的材料均為鋼，可得許用擠壓應力=120 鍵的工作長度=44-18=26

13、 =105.46 < 第八章聯(lián)軸器的選擇 （1） 聯(lián)軸器的類型選擇 根據(jù)聯(lián)軸器已知的各種條件，選用LT型彈性套柱銷聯(lián)軸器 （2） 聯(lián)軸器型號、尺寸的選擇 工作情況系數(shù)： =1.3 軸的轉(zhuǎn)矩： =523.02 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩: =679.93 已知值的大小，可根據(jù)設計手冊附表9.1查得可選用LT8型彈性套柱銷聯(lián)軸器 其公稱轉(zhuǎn)矩為： =710 > 679.93 聯(lián)軸器的各種參數(shù)如表8-2 表8-2 LT8型彈性柱銷聯(lián)軸器參數(shù) 型號 公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 軸孔直徑 軸孔長度 外徑 軸孔類型 LT8

14、 710 3000 45 112 190 Y型 第九章設計體會 機械設計基礎(chǔ)的課程設計是我們機械類專業(yè)學生第一次全面的機械設計訓練，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過不斷的學習和一次一次的更改以及不斷的驗證，最終找出來原因的所在。 通過這次課程設計，我們更好更加深入地學習到了一般的設計方法，掌握了通用零件、機械傳動裝置和簡單的機械設計原理，同時對制圖標準也有了更多的了解，在課程設計的這段時光里，我們學到了很多書本上的知識和課本上沒有的知識，可以說是多門課程的綜合運用，通過這次設計，把我們以前所學的知識都運用出來了，這時才發(fā)現(xiàn)，原來之前學的知識是那么那么的少，遠遠不夠這次設

15、計所用，讓自己以后更加努力地學習，不斷充實自己。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有很大的距離，在今后還需要繼續(xù)努力學習和實踐。 由于設計的時間較為緊張，在設計中肯定會有許多欠缺，若想把它變成實際產(chǎn)品的話還需要反復仔細的考慮和探討。但經(jīng)過這一次練習，確實給我們帶來了很大的收獲，設計涉及到了機械、電氣等多個方面的內(nèi)容，通過設計計算、認證、畫圖，提高了我對機械結(jié)構(gòu)設計、電動機的選用等方面的認識和應用能力?？傊敬卧O計讓我受益非淺，各方面的能力也得到了一定的提高，并且提升了我的思考問題和解決問題的能力。 最后特別感謝老師的悉心指導，特別是在我們的設計思路中，同時教導我學會獨立通過課程

16、設計，使自己對所學的專業(yè)知識和各門課程有了進一步的加深理解，對于各方面知識之間的聯(lián)系有了實際的體會。使我們在以后的學習和工作中能夠更快地解決問題，有更多的經(jīng)驗運用到學習和工作中去，讓我們更好地工作和學習。 參考文獻 [1] 濮良貴，紀名剛.機械設計[M].第八版，北京：高等教育出版 社，2006. [2] 吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊[S].第三版,北京：高 等教育出版社，2005. [3] 徐學林.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M].長沙：湖南大學出版社， 2005. [4] 范元勛，宋梅利，梁醫(yī).機械設計課程設計指導書[M].南京： 南京理工大學出版社

17、，2007. [5] 孫巖，陳曉羅，熊涌.機械設計課程設計[M].北京：北京理工 大學出版社，2007. [6] 楊黎明，楊志勤.機械設計簡明手冊.北京：國防工業(yè)出版社， 2008. 工 作 量 1. 低速軸組件圖一張（A2圖紙） 2. 從動齒輪零件圖和減速器低速軸零件圖1張。（均為A3圖紙）； 3. 設計說明書1份。 工 作 計 劃 設計時間：2016年12月25日-2016年12月30日（一周） 一、設計準備工作（0.5天） 1、熟悉任務書，明確設計的內(nèi)容和要求； 2、準備參考資料和手冊。 二、參數(shù)選擇

18、與設計計算（1.5天） 1）選擇電動機 3）計算總傳動比和分配傳動比 4）計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 5）齒輪傳動的設計（確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸）； 6）軸（低速軸）的設計（初估軸徑、結(jié)構(gòu)設計和強度校核）； 7）滾動軸承的選擇及驗算； 8）鍵的選擇及強度校核； 9）聯(lián)軸器的選擇； 三、繪制減速器低速軸組件圖、低速軸及從動齒輪零件圖 參 考 資 料 參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實驗室、主要儀器設備等） 1、學生具備機械基礎(chǔ)知識； 2、《機械設計課程設計》指導書； 3、《機械設計》各種版本的教材； 4、《機械設計手冊》 5、減速器實物； 指導教師簽字 教研室主任簽字 說明：此表一式叁份，學生、指導教師、二級學院各一份。 年 月 日 新余學院課程設計評審意見表 指導教師評語： 成績： 指導教師： 年 月 日 答辯小組評語： 成績： 評閱人： 年 月 日 課程設計總成績： 答辯小組成員簽字： 年 月 日