機(jī)械課程設(shè)計(jì)系 別：班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：職 稱：目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 1二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 1三、選擇電動(dòng)機(jī) 2四、計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù) 3五、普通 V 帶設(shè)計(jì)計(jì)算 4六、減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 7七、軸的設(shè)計(jì) .12八、滾動(dòng)軸承壽命校核 .22九、鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)計(jì)算 .24十、聯(lián)軸器的選擇 .25十一、減速器的密封與潤(rùn)滑 .25十二、減速器附件 .26十三、減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸 .28十四、設(shè)計(jì)小結(jié) .28十五、參考文獻(xiàn) .291一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)題目一級(jí)圓錐減速器，拉力 F=6200N，速度 v=1.5m/s，直徑 D=475mm，每天工作小時(shí)數(shù)：16 小時(shí)，工作年限（壽命）：15 年，每年工作天數(shù)：300 天，配備有三相交流電源，電壓 380/220V。1.2 設(shè)計(jì)步驟1.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2.電動(dòng)機(jī)的選擇3.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5.普通 V 帶設(shè)計(jì)計(jì)算6.減速器內(nèi)部傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算7.傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)8.滾動(dòng)軸承校核9.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)10.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)11.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)二、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2.1 傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)方案已給定，前置外傳動(dòng)為普通 V 帶傳動(dòng)，減速器為一級(jí)圓錐齒輪減速器。2.2 該方案的優(yōu)缺點(diǎn)由于 V 帶有緩沖吸振能力，采用 V 帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用 V 帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。18三、 選擇電動(dòng)機(jī)3.1 電動(dòng)機(jī)類型的選擇按照工作要求和工況條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，電壓為 380V，Y 型。3.2 確定傳動(dòng)裝置的效率查表得：聯(lián)軸器的效率：1=0.99滾動(dòng)軸承的效率：2=0.98V 帶的效率：v=0.96閉式圓錐齒輪的效率：3=0.97工作機(jī)的效率：w=0.97 =1×32××3×=0.8423.3 選擇電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)所需功率為=×1000=6200×1.51000=9.3電動(dòng)機(jī)所需額定功率:=9.30.842=11.05工作轉(zhuǎn)速：=60×1000×× =60×1000×1.5×475 =60.34經(jīng)查表按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，V 帶傳動(dòng)比范圍為： 23，一級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍為：28，因此理論傳動(dòng)比范圍為：424?？蛇x擇的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為 nd=ia×nw=(424)×60.34=241-1448r/min。進(jìn)行綜合考慮價(jià)格、重量、傳動(dòng)比等因素，選定電機(jī)型號(hào)為：Y200L-8 的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率Pen=15kW，滿載轉(zhuǎn)速為 nm=730r/min，同步轉(zhuǎn)速為 nt=750r/min。圖 3-1 電機(jī)尺寸Pd=11.05nw=60.34293.4 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比的計(jì)算由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 nw，可以計(jì)算出傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：=73060.34=12.098（2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比取普通 V 帶的傳動(dòng)比： iv=3減速器傳動(dòng)比為1=4.03四、 計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)4.1 電動(dòng)機(jī)輸出參數(shù)0=11.050=7300=9550000×00=9550000×11.05730=144558.224.2 高速軸的參數(shù)P =P0× v=11.05×0.96=10.61kWia=12.098iv=3i1=4.0329n =n0i0=7303 =243.33rpmT =9550000×Pn =9550000×10.61243.33=416411.87Nmm4.3 低速軸的參數(shù)P =P × 2× 3=10.61×0.98×0.97=10.09kWn =ni1=243.334.03=60.38rpmT =9550000×Pn =9550000×10.0960.38=1595884.4Nmm4.4 工作機(jī)的參數(shù)P =P × 1× 2× 2× w=10.09×0.99×0.98×0.98×0.97=9.31kWn =n =60.38rpmT =9550000×Pn =9550000×9.3160.38=1472515.73Nmm五、 普通 V 帶設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定計(jì)算功率 Pca由表 8-8 查得工作情況系數(shù) KA=1.1，故 =×=1.1×11.05=12.1552.選擇 V 帶的帶型根據(jù) Pca、n1 由圖 8-11 選用 B 型。3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd 并驗(yàn)算帶速 v1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1。由表 8-7 和表 8-9，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1=150mm。2）驗(yàn)算帶速 v。按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度29=×1×60×1000=×150×73060×1000=5.731因?yàn)?5m/sv30m/s，故帶速合適。3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式（8-15a） ，計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2=×1=3×150=450根據(jù)表 8-9，取標(biāo)準(zhǔn)值為 dd2=450mm。4.確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng) Ld 度根據(jù)式（8-20） ，初定中心距 a0=900mm。由式（8-22）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0=2×a0+ 2×(dd1+dd2)+(dd2dd1)24×a0 =2×900+ 2×(150+450)+(450150)24×900 2767mm由表選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=2700mm。按式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距 a。a a0+LdLd02 =900+270027672 866mm按式（8-24）,中心距的變化范圍為 826-947mm。5.驗(yàn)算小帶輪的包角 a 1 180°(dd2dd1)×57.3°a 180°(450150)×57.3°866=160.15°120°6.計(jì)算帶的根數(shù) z1）計(jì)算單根 V 帶的額定功率 Pr。由 dd1=150mm 和 n1=730r/min,查表 8-4 得 P0=1.93kW。根據(jù) n1=730r/min， i=3 和 B 型帶，查表 8-5 得P0=0.229kW。查表 8-6 得 K=0.95，表 8-2 得 KL=1.04，于是Pr=(P0+ P0)×K ×KL=(1.93+0.229)×0.95×1.04=2.133kW2）計(jì)算帶的根數(shù) zz=PcaPr=12.1552.133 5.7取 6 根。7.計(jì)算單根 V 帶的初拉力 F0由表 8-3 得 B 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.17kg/m，所以0=500×(2.5)××× +×2=500×(2.50.95)×12.1550.95×6×5.73+0.17×5.732=2948.計(jì)算壓軸力 Fp29=2××0×sin(12)=2×6×294×sin(160.15°2 )=3475.29.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小帶輪的軸孔直徑 d=55mm因?yàn)樾л?dd1=150小帶輪結(jié)構(gòu)選擇為實(shí)心式。因此小帶輪尺寸如下： 1=2.0×=2.0×55=110=+2×=150+2×3.5=157=(1)×+2×=(61)×19+2×11.5=118因?yàn)?L=2.0×de，Pr=0.4 ×Fr+Y×Fa軸承基本額定動(dòng)載荷 Cr=73.2kN，額定靜載荷 C0r=92kN，軸承采用正裝。要求壽命為 Lh=72000h。由前面的計(jì)算已知軸水平和垂直面的支反力，則可以計(jì)算得到合成支反力：Fr1= R2AH+R2AV= (7103.81)2+(3733.93)2=8025.36NFr2= R2BH+R2BV= (6512.61)2+(11898.93)2=13564.61N查表得系數(shù) Y=1.41=12=2866.22=22=4844.5由前面計(jì)算可知軸向力 Fae=715N1=+2=5559.52=2=4844.5Fa1Fr1=0.693 eFa2Fr2=0.36 e查表得 X1=0.4，Y1=1.4，X2=1，Y2=0查表可知 ft=1，fp=1因此兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷如下：1=1×1+1×1=0.4×8025.36+1.4×5559.5=10993.442=2×2+2×2=1×13564.61+0×4844.5=13564.61取兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷較大值帶入軸承壽命計(jì)算公式=10660×(××)103=7824072000由此可知該軸承的工作壽命足夠。8.2 低速軸上的軸承校核根據(jù)前面的計(jì)算，選用 30216 軸承，內(nèi)徑 d=80mm，外徑 D=140mm，寬度B=26mm查閱相關(guān)手冊(cè)，得軸承的判斷系數(shù)為 e=0.42。當(dāng) Fa/Fre 時(shí)，Pr=Fr ；當(dāng) Fa/Fre，Pr=0.4 ×Fr+Y×Fa軸承基本額定動(dòng)載荷 Cr=160kN，額定靜載荷 C0r=212kN，軸承采用正裝。要求壽命為 Lh=72000h。由前面的計(jì)算已知軸水平和垂直面的支反力，則可以計(jì)算得到合成支反力：Fr1= R2AH+R2AV= (1093.89)2+(2846.63)2=3049.57NFr2= R2BH+R2BV= (1773.89)2+(4911.37)2=5221.9N查表得系數(shù) Y=1.41=12=1089.132=22=1864.96由前面計(jì)算可知軸向力 Fae=2741N1=+2=4605.962=2=1864.96Fa1Fr1=1.51 eFa2Fr2=0.36 e查表得 X1=0.4，Y1=1.4，X2=1，Y2=0查表可知 ft=1，fp=1因此兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷如下：1=1×1+1×1=0.4×3049.57+1.4×4605.96=7668.172=2×2+2×2=1×5221.9+0×1864.96=5221.9取兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷較大值帶入軸承壽命計(jì)算公式=10660×(××)103=7824072000九、 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)計(jì)算9.1 高速軸與大帶輪鍵連接校核選用 A 型鍵，查表得 b×h=12mm×8mm（ GB/T 1096-2003）,鍵長(zhǎng)70mm。鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=58mm大帶輪材料為鑄鐵，可求得鍵連接的許用擠壓應(yīng)力p=60MPa。鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力 = 4×××=331.2, 12mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離2, , 12.5mm箱蓋、箱座肋厚 m1、m, m10.85×1、m0.85×, 8mm、 8mm十四、 設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)通過了幾個(gè)周的課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。由于在設(shè)計(jì)方面我們沒有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)問題，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)間是可能會(huì)出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大，在查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn)確。十五、 參考文獻(xiàn)1 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)第九版. 西北工業(yè)大學(xué)出版社2 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第 3 版. 高等教育出版社3 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 1 卷、第 2 卷、第 3 卷） （新版）北京機(jī)械工業(yè)出版社，20044 周開勤主編.機(jī)械零件手冊(cè)（第四版）. 北京：高等教育出版社，19945 龔桂義主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)（第三版）6 徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199129