_機械設(shè)計課程設(shè)計-單級直齒錐齒輪減速器設(shè)計f=3.3，v=0.9，d=350

1、<p>　　機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計</p><p><b>　　( 減速器 )</b></p><p>　　2009 年1月9日</p><p><b>　　設(shè) 計 任 務(wù) 書</b></p><p><b>　　課程設(shè)計題目：</b></p><p

2、>　　用于交代運輸?shù)膯渭壷饼X圓錐齒輪減速器，傳送帶允許的速度誤差為。雙班制工作，有輕微振動，有粉塵，單件、小批量生產(chǎn)。</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)：</b></p><p><b>　　本組設(shè)計數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　第1組數(shù)據(jù)：運輸帶曳引力F（kN） 3.3 。</p>&l

3、t;p>　　運輸帶速度V（m/s） 0.9 。</p><p>　　卷筒直徑D（mm） 350 。</p><p>　　使用年限Y（年） 5 。</p><p><b>　　設(shè) 計 與 計 算</b></p><p>　　一、電動機選擇及傳動裝置總體設(shè)計</p&g

4、t;<p>　　1.電動機同步轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　卷筒軸的轉(zhuǎn)速 </p><p>　　V帶傳動的傳動比 </p><p>　　單級錐齒輪的傳動比 </p><p>　　鏈傳動的傳動比 </p><p>　　總傳動比

5、 </p><p>　　電動機轉(zhuǎn)速 </p><p>　　綜合考慮，選擇同步轉(zhuǎn)速為的電動機。</p><p>　　2.電動機功率的選擇</p><p>　　滾動軸承效率 （三對），帶傳動效率 ，單級錐齒輪效率，鏈傳動效率 ，卷筒效率 </p><p><b>　　傳動裝置總效率：</b&

6、gt;</p><p>　　工作機所需功率 </p><p>　　電動機的輸出功率： 取</p><p>　　即電動機的額定輸出功率 ，滿載轉(zhuǎn)速 ，電動機型號為</p><p><b>　　3.傳動比分配</b></p><p>　　該傳動裝置實際傳動比 &l

7、t;/p><p>　　合理分配各級傳動比：</p><p>　　V帶傳動的傳動比 </p><p>　　單級錐齒輪的傳動比 </p><p>　　鏈傳動的傳動比 </p><p>　　4.計算各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸出功率、輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　從電動機輸出至卷筒依此

8、為0軸、1軸、2軸、3軸</p><p><b>　　（1）0軸計算：</b></p><p><b>　?。?）1軸計算：</b></p><p><b>　　（3）2軸計算：</b></p><p><b>　?。?）3軸計算：</b></p&g

9、t;<p>　　二、V帶傳動設(shè)計計算</p><p><b>　　傳動帶選擇普通V帶</b></p><p><b>　　1、確定計算功率：</b></p><p>　　查得工作情況系數(shù) </p><p>　　計算功率

10、 </p><p><b>　　2、選擇V帶型號</b></p><p><b>　　查圖選A型V帶。</b></p><p>　　3.確定大小帶輪直徑和</p><p>　　查表選取小帶輪直徑 </p><p><b>　　驗算帶速 </b>

11、;</p><p>　　帶速在范圍內(nèi)，合適。</p><p>　　從動帶輪直徑 </p><p><b>　　查表取 </b></p><p>　　4.確定中心距和帶長</p><p><b>　　初選中心距</b></p><p><b

12、>　　應(yīng)滿足 </b></p><p>　　將代入得 </p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　求帶的計算基準長度</b></p><p>　　查表取帶的基準長度</p><p><b>　

13、　計算中心距:</b></p><p><b>　　5.驗算小帶輪包角</b></p><p><b>　　合適</b></p><p><b>　　6.確定V帶根數(shù)Z</b></p><p><b>　　查得且時 </b></p>

14、<p><b>　　，</b></p><p>　　由表查得包角系數(shù)，長度系數(shù)</p><p><b>　　計算V帶根數(shù) </b></p><p><b>　　取根 </b></p><p>　　7．計算單根V帶初拉力</p><p>

15、　　8．計算對軸的壓力 </p><p>　　9．確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖</p><p>　　小帶輪基準直徑采用實心式結(jié)構(gòu)，大帶輪基準直徑，采用孔板式結(jié)構(gòu)，基準圖見零件工作圖。</p><p><b>　　三、齒輪的設(shè)計計算</b></p><p>　　單級圓錐齒輪減速器設(shè)計</p><p

16、>　　1.齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇</p><p>　　因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料都采用45號鋼，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面粗糙度為，軟齒面閉式傳動，失效形式為齒面疲勞點蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取 </p><p><b>　　2.設(shè)計計算</b></p><p>　　因齒輪選用軟齒面

17、，按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，再按齒根彎曲疲勞強度校核。</p><p>　　按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　　選取材料的接觸疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　選取材料彎曲疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　查表得彎曲疲勞安全系數(shù)：，接觸疲勞安全系數(shù)： </p><p><b>　　選取工作載荷系數(shù)：&l

18、t;/b></p><p>　　求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力</p><p>　　查表得材料彈性系數(shù) ，標準齒輪的節(jié)點區(qū)域系數(shù)，齒寬系數(shù)</p><p><b>　　計算最小直徑</b></p><p><b>　　計算模數(shù)</b></p><p><b>　

19、　取</b></p><p><b>　　計算幾何尺寸：</b></p><p>　　分度圓直徑： </p><p>　　大小齒輪分錐角 </p><p>　　平均分度圓直徑 </p><p>　　平均模數(shù) <

20、;/p><p>　　外錐距 </p><p>　　齒寬 </p><p><b>　　圓整為，滿足</b></p><p>　　當量齒數(shù) </p><p>　　大小齒輪齒頂高 </p>

21、<p>　　齒根高 </p><p>　　全齒高 </p><p>　　頂隙 </p><p>　　齒頂圓直徑 </p><p>　　齒根圓直徑 </p><p>　　齒頂角

22、 </p><p>　　齒根角 </p><p>　　頂錐角 </p><p>　　根錐角 </p><p>　　3.校核彎曲疲勞強度</p><p>　　查得大小齒輪的齒形系數(shù)以及齒根應(yīng)力修正系數(shù)為：</p>

23、;<p><b>　　計算圓周力：</b></p><p>　　校核大小齒輪的彎曲強度：</p><p><b>　　安全</b></p><p><b>　　安全</b></p><p><b>　　四、鏈傳動設(shè)計計算</b></p&

24、gt;<p><b>　　1.確定鏈輪齒數(shù)</b></p><p>　　鏈傳動輸入功率 </p><p>　　輸入軸轉(zhuǎn)速 </p><p>　　傳動比 </p><p>　　根據(jù)傳動比，取小鏈輪齒數(shù) ，則 </p><p>　　鏈條節(jié)

25、距為，初定兩鏈輪中心距 </p><p><b>　　2.確定鏈條節(jié)數(shù)</b></p><p>　　鏈條節(jié)數(shù) </p><p><b>　　取偶數(shù) </b></p><p>　　有輕微振動，取工作載荷系數(shù)</p><p>　　3.選取鏈傳動排數(shù)和鏈條型號<

26、/p><p>　　計算載荷 </p><p>　　修正系數(shù) </p><p>　　為滿足承載需要，并使整體結(jié)構(gòu)緊湊，取三排鏈，則查表得多排鏈系數(shù)</p><p>　　鏈傳動所能傳遞的功率 </p><p>　　根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速，選取鏈條型號為，節(jié)距，排距，滾子外徑，每米長質(zhì)量</p&

27、gt;<p><b>　　4.確定實際中心距</b></p><p>　　將中心距設(shè)計成可調(diào)的，不必計算實際中心距，可取</p><p>　　5.計算鏈速 </p><p>　　6.計算圓周力 </p><p>　　7.計算作用在軸上的壓力 </p><p>　　8

28、.計算鏈輪主要尺寸：</p><p><b>　　小鏈輪：</b></p><p>　　分度圓直徑： </p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p>　　齒根圓直徑： </p><p><b>　　大鏈輪：</b><

29、;/p><p><b>　　分度圓直徑： </b></p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p>　　齒根圓直徑： </p><p><b>　　五、軸系設(shè)計</b></p><p>　　1軸即高速軸的設(shè)計：</p>

30、<p>　　1.選擇軸的材料及熱處理</p><p>　　由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　2.初步估算軸頸直徑：</p><p>　　按扭矩初估軸的直徑,查表得,取，則:</p><p>　　因考慮加鍵會削弱軸的強度，所以將軸頸直徑增加</p>

31、<p><b>　　查表，取</b></p><p><b>　　3.初選軸承</b></p><p>　　根據(jù)軸頸直徑初步選擇采用軸承</p><p>　　根據(jù)軸承確定安裝軸承處軸段的直徑為</p><p><b>　　4.各軸直徑的確定</b></p&g

32、t;<p>　　初估軸徑后,可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段1安裝帶輪，故該段直徑為軸頸直徑，軸段2應(yīng)對帶輪輪轂進行定位，直徑取為，軸段3安裝軸承,故該段直徑為。3段不裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取3段直徑為，軸段5與軸段3相同，軸段6安裝零件有擋油環(huán)和小錐齒輪，該段直徑取為軸頸直徑。 </p><p>　　5.各軸段長度的確定</p><

33、;p>　　初估軸徑后,可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定軸段長度，該軸軸段1安裝帶輪，根據(jù)帶輪寬度，取該段長度為，二段軸肩用以固定帶輪，取，軸段3安裝軸承，根據(jù)軸承寬度，取，軸段4不安裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取4段為，軸段5與軸段3相同，軸段6安裝零件有擋油環(huán)和小錐齒輪，根據(jù)檔油環(huán)和齒輪寬度，取，軸的總長為。</p><p>　　6.軸上零件的周向固定</p>&

34、lt;p>　　為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合。與軸承內(nèi)圈配合軸頸選用，齒輪與大帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，且都為鍵 。</p><p><b>　　7.軸上倒角與圓角</b></p><p>　　為保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)機械設(shè)計手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為，其他軸肩圓角半徑均為，軸的左右端倒角均為。</p><

35、p><b>　　8.軸的受力分析</b></p><p>　?。?）畫軸的受力簡圖</p><p><b>　?。?）計算支座反力</b></p><p><b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)計算得 </b><

36、/p><p><b>　　在垂直面上</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)計算得 </b></p><p>　　畫出水平面上的彎矩圖a，垂直面上的彎矩圖b，合成彎矩圖c</p><p><b>　　畫出扭矩圖d</b></p><p>　　扭矩

37、 </p><p><b>　?。?）判斷危險截面</b></p><p>　　危險截面為靠近齒輪的軸承中間處，該處的彎矩為</p><p>　?。?）軸的彎扭合成強度校核</p><p>　　該軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力，折合系數(shù)</p><p>　　則危險截面出的當量彎矩為

38、</p><p>　　危險截面處的彎曲應(yīng)力為</p><p>　　查表得 符合要求</p><p>　　2軸即低速軸的設(shè)計：</p><p>　　1.選擇軸的材料及熱處理</p><p>　　由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p&

39、gt;<p>　　2.初步估算軸頸直徑</p><p>　　按扭矩初估軸的直徑,查表得,取，則:</p><p>　　因考慮加鍵會削弱軸的強度，所以將軸頸直徑增加</p><p><b>　　查表，取 </b></p><p><b>　　3.初選軸承</b></p>&

40、lt;p>　　根據(jù)軸頸直徑初步選擇采用軸承</p><p>　　根據(jù)軸承確定安裝軸承處軸段的直徑為</p><p><b>　　4.各軸直徑的確定</b></p><p>　　初估軸徑后,可按軸上零件的安裝順序,從下端開始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承、擋油環(huán)和套筒，故該段直徑為軸頸直徑，軸段2應(yīng)對軸承定位，直徑取為，軸段3定位齒輪,故該段

41、直徑為。4段是軸承的安裝，直徑，軸段5裝鏈輪，該段直徑取為軸頸直徑。 </p><p>　　5.各軸段長度的確定</p><p>　　初估軸徑后,可按軸上零件的安裝順序,從下端開始確定直徑。該軸軸段1安裝軸承、擋油環(huán)和套筒，根據(jù)安裝零件的具體寬度，取該段長度為，二段裝齒輪，取，軸段3軸肩用于固定齒輪，以及為保證結(jié)構(gòu)合理性，取，軸段4安裝軸承以及透蓋，取4段為，軸段5裝鏈輪，取，軸的總長為

42、。</p><p>　　6.軸上零件的周向固定</p><p>　　為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合。與軸承內(nèi)圈配合軸頸選用，齒輪與大帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，且都為鍵 。</p><p><b>　　7.軸上倒角與圓角</b></p><p>　　為保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)機械設(shè)計手冊的推

43、薦，取軸肩圓角半徑為，其他軸肩圓角半徑均為，軸的左右端倒角均為。</p><p><b>　　8.軸的受力分析</b></p><p><b>　　畫軸的受力簡圖</b></p><p><b>　　計算支座反力。</b></p><p>　　在水平面上，軸承的寬度</p

44、><p>　　代入數(shù)據(jù)計算得 </p><p><b>　　在垂直面上</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)計算得 </p><p>　　畫出水平面上的彎矩圖a，垂直面上的彎矩圖b，合成彎矩圖c</p><p><b>　　畫出扭矩圖d</b></p>&

45、lt;p>　　扭矩 </p><p><b>　?。?）判斷危險截面</b></p><p>　　危險截面為靠近鏈輪的軸承處，該處的彎矩為</p><p>　?。?）軸的彎扭合成強度校核</p><p>　　該軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力，折合系數(shù)</p><p>　　

46、則危險截面出的當量彎矩為</p><p>　　危險截面處的彎曲應(yīng)力為</p><p>　　查表得 符合要求</p><p><b>　　六、軸承壽命校核</b></p><p>　　1.高速軸軸承壽命校核</p><p>　　為方便計算，現(xiàn)將靠近齒輪的軸承設(shè)定為軸承1

47、，遠離齒輪的設(shè)為軸承2</p><p>　?。?）計算軸承內(nèi)部的軸向力</p><p>　　所以軸承1為放松端 </p><p>　　軸承2為壓緊端 </p><p>　　（2）計算軸承的當量動載荷</p><p><b>　　查表得 </b></p>&l

48、t;p>　　查表可得。故當量動載荷</p><p>　?。?）計算所需的徑向基本額定動載荷</p><p>　　因為，故應(yīng)該以軸承2的徑向當量動載荷作為計算依據(jù)，因受輕微振動，查表得；工作溫度正常，查表得，預(yù)期壽命。所以</p><p>　　查表得軸承的徑向基本額定動載荷，因為故所選軸承適用。</p><p>　　2.低速軸軸承壽命校核

49、</p><p>　　為方便計算，現(xiàn)將靠近齒輪的軸承設(shè)定為軸承1，遠離齒輪的設(shè)為軸承2</p><p>　?。?）計算軸承內(nèi)部的軸向力：</p><p>　　所以軸承1為壓緊端 </p><p>　　軸承2為放松端 </p><p>　　（2）計算軸承的當量動載荷</p><p><

50、b>　　查表得</b></p><p>　　查表可得。故當量動載荷</p><p>　?。?）計算所需的徑向基本額定動載荷</p><p>　　因為，故應(yīng)該以軸承2的徑向當量動載荷作為計算依據(jù)，因受輕微振動，查表得；工作溫度正常，查表得，預(yù)期壽命。所以</p><p>　　（4）查表得軸承的徑向基本額定動載荷，因為故所選軸承

51、適用。</p><p>　　六、課程設(shè)計的心得體會</p><p>　　可以說，這次課程設(shè)計，實質(zhì)上是對我們學(xué)習(xí)知識能力的綜合考驗。一個復(fù)雜的設(shè)計，包括了很多細小的部分，每部分又都需要用心去認真完成，相當于采集很多原料，通過加工而成的一件精致的工藝品。同時，只有不斷探索、學(xué)習(xí)，才能提升自己的能力。當然，知識只有在實踐中才能發(fā)揮價值。因而，這次課程設(shè)計，讓我對減速器的相關(guān)知識有了更深的了解。

52、同時，也讓我明白了一個道理“細節(jié)決定成敗”，一些細微的東西，對整個大局也有舉足輕重的作用，萬不可忽視，只有不斷操作，才能不斷提升?？梢哉f，這次實踐是對機械設(shè)計知識的升華與拓展。正因為此，在設(shè)計中難免會遇到一些困難，好在都能及時解決。其次，這次課程設(shè)計也增強了我的動手能力，獨立思考能力及創(chuàng)新意識，同時，同學(xué)們互相學(xué)習(xí)，彼此交流，一起動腦筋研究，都很好地完成了任務(wù)。</p><p>　　“一份耕耘，一份收獲”，此次課