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文档简介

1、第一章 绪 论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算, 在设计计算中运用到 了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程 知识,并运用 AUTOCAD 软件进行绘图,因此是一个非常重要的综合实践 环节 ,也是一次全面的、 规范的实践训练。通过这次训练,使我们在众多方面 得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面:(1)培养了我们理论联系实际的设计思想,训练了综合运用机械设计课程和 其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能 力,巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。(2)通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计,使我们掌握了 一般机械设计的

2、程序和方法,树立正确的工程设计思想,培养独立、全面、科 学的工程设计能力和创新能力。(3)另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的 能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。(4)加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。第二章 课题题目及主要技术参数说明2.1课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及v带传动。2.2主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=1150N,输送带的工作速度V=1.6 m/s,输送机滚筒直径D=260mm。2.3传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转;空载起动,工作载荷较

3、 平稳;两班制(每班工作8小时),要求减速器设计寿命为8年,大修期为 3年,中批量生产;三相交流电源的电压为 380/220V。2.4传动系统方案的选择3v带传动减速器运输带严!匚,軸赛 -V x iMM电动机图1带式输送机传动系统简图计算及说明结果第二章减速器结构选择及相关性能参数计算-r3.1减速器结构本减速器设计为水平剖分,封闭卧式结构。3.2电动机选择(一)工作机的功率PwPw =FV/1000=1150X 1.6/1000=1.84kw(二)总效率口总耳总=口带齿轮耳联轴器口滚筒11轴承= 2 = 0.876(三)所需电动机功率Pd电动机Pd = Pwr> 总=1.84/0.8

4、76 =2.100(KW)选用:Y100L2-4查机械零件设计手册得 Ped = 3 kW电动机选用 丫112M-4n满=1420 r/min3.3传动比分配工作机的转速n=60X 1000v/ (兀D=60X 1000 X 1.6/(3.14 X 260)=117.589r/mi ni总二n满 /n = 1420/117.589 =12.076(r/min)取 i带=3则 i齿=i总/i带=12.076/3 = 4.025i带=33.4动力运动参数计算i 齿=4.025(一)转速n计算及说明结果n0 = n 满=1420 (r/min )n I = n0 / i带 =门满 / i带=1420

5、/3=473.333( r/min )m = ni /i 齿=473.333/4.025=117.589( r/mi n )nhi = nh=117.589 (r/min )(二) 功率PF0 =Pd =2.100(kw)P =p0n 带=2.100x0.96=1.974(kw)P2齿轮“轴承=1.974 汉 0.98 汉 0.99 = 1.916(kw)P3 =卩2口联轴器耳轴承=1.916 汉 0.99 汉 0.99 = 1.875(kw)(三)转矩TT0 =9.55x106P0/n0 =9.55x10 62.100/14203=14.126x10 (N mm)T =T0n带= 14.12

6、6x0.96x3 = 40.684x103(N mm)T2 =Tj齿轮 *轴承 i 齿=40.684 汉 0.98 汇 0.99 汽 4.025=158.872x1(f(N mm)TT联轴器轴承i齿带=158.872 7.99汇0.99"3=155.710x10 (N mm轴号功率P/kWN/(r.min 1)T/(N - m)in02.100142014.12630.9611.974473.33340.68421.916117.589158.8724.0250.9731.875117.589155.71010.98将上述数据列表如下:第四章齿轮的设计计算4.1齿轮材料和热处理的选择

7、小齿轮选用45号钢,调质处理,硬度设取 HBS230大齿轮选用45号钢,正火处理,硬度设取 HBS1904.2齿轮几何尺寸的设计计算按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得H liml = 580MPa , h lim 2 = 530MPa ,SHIim = 1F lim 1 = 215MPa ,F lim 2 = 200MPa , Sf lim 1J =m/n2 = 473.333/117.589 = 4.025由机械零件设计手册查得ZN1 = ZN2 = 1Yn1 = Yn2 = 1.1玩1 = ¥Hl运 Ni =580" =580MPaSh lim1SH

8、 lim!H2】JHlim2ZN2 = 530 1 =530MPa- 1计算及说明结果屛丄1丫N1 -21恥1.1 -244MPaSf lim1卜|_升小2 _20°".1 _204MPaSF lim1(一)小齿轮的转矩Ti鼬550 R / 厲冒9550勘.974/473.377|42.379(N (二)选载何系数K由原动机为电动机,工作机为带式输送机,载何平稳,齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得,取 K = 1.1(三)计算齿数比卜卜=4.025(四)选择齿宽系数屮d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得,取 屮d二1(五

9、)计算小齿轮分度圆直径d1>3 厂31KT(u + 1)11.1 域 40.684(4.025+1)76.43 訂2=76.43 十2Vv dh2 u仆530 4025=44.714( mm)(六)确定齿轮模数ma = 2 © d2) = 1Gde) = dl 12=4472(1 +4.025 )=112.343(mm)m =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 185.871取m=3 (按照教材P188中10.25公式计算)(七)确定齿轮的齿数 乙和 zZ1 =勺=44.714 =22.36 m 3取乙=24Z1 = 24Z2 = 96Z2 =Z1 =4.

10、025 24 =96.6 取 Z2 = 96(八)实际齿数比J96 24-.-齿数比相对误差"-0.006A J <± 2.5% 允许(九)计算齿轮的主要尺寸di =mZ<i =2 24 =48(mm)d2 =mZ2 =2 96 =192(mm)d1 =48mm d2 =192mm计算及说明结果11中心距a = (d1 +d 2 )=(48 +192 )=120(mm)22a=120mm齿轮宽度 B2 =屮 dd1 =1 x 48 =48(mm)B1 = B2 + (5 10) = 53 58(mm)取 B1 =57 (mm)B1=57mm(十)计算圆周转速v(

11、以分度圆为基础)并选择齿轮精度B2=48mm闵口一3.14 如8汇473.333189m/s.V 1 . 11 11/0160000060如000V=1.1890查表应取齿轮等级为9级,(m/s) 定为IT7但根据设计要求齿轮的精度等级为 7级。齿轮弯曲强度校核(一)由4 2 1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力】=244MPa屛2 】=204MPa(二)计算两齿轮齿根的弯曲应力(只要计算齿轮1即可)由机械零件设计手册得YF1 =2.63Yf2=2.19比较Yf / f 的值Yf 1 /oF1=2.63/244=0.0108>YF2/oF2=2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应

12、力为2000KYF12000x101.741 x 2.63F1 =22B2 m Z 266 疋 3 疋 22强度足够= 40.952(MPa):打丨齿轮的弯曲强度足够齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径da 由机械零件设计手册得 h a =1 c = 0.25da1=54mmda2 =196m m h=4.5mm S=3.14mm P=6.28mm hf=2.5mm ha=2mm df1 =43mm df2=187mmdai =di 2ha1 = Z1 2ha m = (24 2 1) 2 = 54(mm)da2 =d2 2ha2 = Z2 2ha m = (96 2 1) 2 = 196(mm) 齿

13、距P = 2X 3.14=6.28(mm)齿根高hf = h a c m =2.5(mm)齿顶高ha=ham=1 2 = 2(mm)齿根圆直径d fdf1 =d1 2hf =48 2 2.5 =43(mm)d f2 =d2 2hf =192 -2 2.5 =187(mm)4.3齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下:轴孔直径d=*50(mm)轮毂直径D1=1.6d=1.6X 50=80(mm)轮毂长度L =B2 =66(mm)轮缘厚度8 0 =:(34)m = 68(mm)取 6=8轮缘内径D2= da2-2h-2 务 0 =196-2X 4.

14、5-2X 8=171(mm)取 D2 = 170(mm)腹板厚度 c=0.3 B2=0.3X 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直径D o =0.5(D,+D2)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直径 d 0 =0.25 ( D2-D!) =0.25 (170-80)=22.5(mm)取 d0=20(mm)齿轮倒角 n=0.5m=0.5X 2=1齿轮工作如图2所示:ru iT.-k-;计算及说明结果第五章轴的设计计算5.1轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选45号钢,调质处理,HB217255% =650MPa<Ts=360MPa <T=30

15、0MPa5.2轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径(P265公式14.2 )33从动轴 d2=c 胆-115 J 1.955 =29.35D2=32mm丫门2 117.587考虑键槽 d2 =29.35X 1.05=30.82选取标准直径d 2 =32 (mm )轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要,同时考虑到强度的原则,主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力Ft = 2000T2 =2000X 158.872/192=1654.92d2径向力Fr = Ft tan=1654.92X tan20° =602.34由于为直齿轮,轴向力

16、Fa=0作从动轴受力简图:(如图3所示)Ft Fr水平面弯矩RHAt1THRHB1 J 1Ta垂直面弯矩合力弯矩扭矩11B.4EWFI危险截面 当量弯矩从动轴受力简图计算及说明结果L=110mmRha = Rhb =0.5 Ft =0.5X 1654.92=827.46( N)M hc =0.5 Rha L=827.46 X 110X 0.5/1000=51.72(N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5X 602.34 =301.17(N m)MVC =0.5RvaL=501.17X 110X 0.5/1000=36.4( N m)转矩 T=158.872(N m)校核M C =

17、 Jm HC 2 + M VC2 =x'51.722 +18.822 =55.04(N m)Me = Jmc2 +(aT f =丁55.042 +(0.6如58.872 )2 =118.42( N m)由图表查得(P266表 14.2), B j=55MPad> 10 '】=10 /118.42 =29.21(mm)0.1Blv 0.1* 55考虑键槽 d=29.21mm < 45mm则强度足够第八早轴承、键和联轴器的选择6.1轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力,故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6207 2个(GB/T276-1

18、993)从动轴承 6209 2 个从动轴(GB/T276-1993)承2个寿命计划:两轴承受纯径向载荷P= F r =602.34X=1Y=0从动轴轴承寿命:深沟球轴承6209,基本额定功负荷Cr=25.6KNft=1: =310660吐ftG 丰=106P =60 117.589倍6 工 10叫3=10881201602.34预期寿命为:8年,两班制L=8 X 300X 16=38400<Li0h轴承寿命合格6.2键的选择计算及校核(一)从动轴外伸端d=42,考虑键在轴中部安装故选键10 X 40GB/T1096 2003, b=16, L=50 , h=10,选 45 号钢,其许用挤

19、压力 叽=100MPaJh 'l=4000TI=hid4000 158.8728 30 32=82.75< tpl从动轴 外伸端 键10 X40GB/10962003则强度足够,合格(二)与齿轮联接处 d=50mm,考虑键槽在轴中部安装,故同一方位母线上,选键 14X 52 GB/T1096 2003,b=10mm,L=45mm , h=8mm ,选45号钢,其许用挤压应力 tp =100MPaFth 'l4000Tihid4000 158872=45.392< 叮8 35 50p与齿轮 联接处 键14 X52GB/T10962003则强度足够,合格6.3联轴器的选

20、择由于减速器载荷平稳,速度不高,无特殊要求,考虑拆装方便及经济问题,选用弹性套柱联轴器(指导手册P149附表9.3)K=1.3KP|1.3 1.916 ,TC =9550=9550X =202.290选用TL8套住联 轴器nil117.589选用LT6型弹性 套住联轴 器,公称尺寸转矩T n =250,TC<Tn。采用Y型轴孔,A型键轴孔直径d=3240,选d=35,轴孔长度L=82LT6型弹性套住联轴器有关参数(如选用指导手册P147-148中附表连接形式也要列出类似参数表格)型号公称转矩T/(N -rm)许用 转速n/(r - min轴孔 直径 d/mm轴孔 长度L/mm外 径D/m

21、m材料轴孔 类型键 槽 类 型LT625033003582160HT200Y型A型第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图 7.1润滑的选择确定润滑方式1. 齿轮V=1.2vv 12 m/s应用喷油润滑,但考虑成 本及需要,选用浸油润滑2. 轴承采用润滑脂润滑润滑油牌号及用量齿轮浸油 润滑轴承脂 润滑计算及说明结果1.齿轮润滑选用150号机械油,最低最高油面距1020mm 需油量为1.5L左右齿轮用150号机械油2.轴承润滑选用2L 3型润滑脂,用油量为轴承间轴承用2L3 型隙的1/31/2为宜润滑脂7.2密封形式1箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封(指导手册P131附表6.1)闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙,由于 V<3 (m/s),故选用半粗羊毛毡加以密圭寸4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封,防止润滑油进入轴承内部7.3减速器附件的选择确定列表说明如下:计算及说明结果名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M6 X 16GB 5782 1986螺栓安装端盖24Q235M8 X 2

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