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机械毕业设计全套
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JX02-062@双齿减速器设计,机械毕业设计全套
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1 目 录 设计计划任务书 1 传动方案说明 2 电动机的选择 3 传动装置的运动和动力参数 5 传动件的设计计算 6 轴的设计计算 8 联轴器的选择 10 滚动轴承的选择及计算 13 键联接的选择及校核计算 14 减速器附件的选择 15 润滑与密封 16 设计小结 16 参考资料 16 nts 2 1.拟定传动方案 为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速 nw,即 v=1.1m/s;D=350mm; nw=60*1000*v/(*D)=60*1000*1.1/(3.14*350) 一般常选用同步转速为 r/min 或 r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为 7 或25。 2.选择电动机 ）电动机类型和 结构形式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的（）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 ）电动机容量 （）卷筒轴的输出功率 F=2800r/min; Pw=F*v/1000=2800*1.1/1000 (2)电动机输出功率 Pd Pd=Pw/t 传动装置的总效率 t=t1*t22*t3*t4*t5 式中， t1,t2, 为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表查得： 弹性联轴器 1 个 t4=0.99; Nw=60.0241r/min Pw=3.08Kw nts 3 滚动轴承 2 对 t2=0.99; 圆柱 齿轮闭式 1 对 t3=0.97; V 带开式传动 1 幅 t1=0.95; 卷筒轴滑动轴承润滑良好 1 对 t5=0.98; 则 t=t1*t22*t3*t4*t5=0.95*0.992*0.97*0.99*0.98 0.8762 故 Pd=Pw/t=3.08/0.8762 （）电动机额定功率 Ped 由第二十章表选取电动机额定功率 ped=4KW。 3）电动机的转速 为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。由表查得 V 带传动常用传动比范围 24，单级圆柱齿轮传动比 范围 36， 可选电动机的最小转速 Nmin=nw*6=60.0241*6=360.1449r/min 可选电动机的最大转速 Nmin=nw*24=60.0241*24=1440.6 r/min 同步转速为 960r/min 选定电动机型号为 32 1。 效 率 t=0.8762 Pd = 3.5150 Ped=4Kw nts 4 ）电动机的技术数据和外形、安装尺寸 由表、表查出 32 1型电动机的方根技术数据和 外形、安装尺寸，并列表刻录备用。 电机型号 额定功率 同步转速 满载转速 电机质量 轴径mm Y132M1-6 4Kw 1000 960 73 28 大齿轮数比小齿轮数 =101/19=5.3158 计算传动装置总传动比和分配各级传动比 ）传动装置总传动比 nm=960r/min; i=nm/nw=960/60.0241=15.9936 ）分配各级传动比 取 V 带传动比为 i1=3; 则单级圆柱齿轮减速器比为 i2=i/i1=15.9936/3=5.3312 所得 i2 值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 计算传动装置的运动和动力参数 ）各轴转速 电动机轴为轴，减速器高速轴为轴，低速轴 为轴，i=15.9936 i1=3 i2=5.3312 nts 5 各轴转速为 n0=nm; n1=n0/i1=60.0241/3=320r/min n2=n1/i2=320/5.3312=60.0241r/min ）各轴输入功率 按机器的输出功率 Pd 计算各轴输入功率，即 P0=Ped=4kw 轴 I 的功率 P1=P0*t1=4*0.95=3.8kw 轴 II功率 P2=P1*t2*t3=3.8*0.99*0.97=3.6491kw ）各轴转矩 T0=9550*P0/n0=9550*4/960=39.7917 Nm T1=9550*P1/n1=9550*3.8/320=113.4063 Nm T2=9550*P2/n2=9550*3.6491/60.0241=580.5878 Nm 二、 设计带轮 1、计算功率 P=Ped=4Kw 一班制，工作小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机 查课本表，得 KA=1.1; 计算功率 Pc=KA*P=1.1*4 4.4kw n0=960r/min n1=320r/min n2=60.0241r/min P0=4Kw P1=3.8Kw P2=3.6491Kw T0=39.7917Nm T1=113.4063Nm T2=589.5878Nm KA=1.1 Pc=4.4Kw nts 6 2 选择普通带型号 n0 =960r/min 根据 Pc=4.4Kw， n0=960r/min,由图 13-15（ 205 页）查得坐标点位于 A 型 d1=80100 、确定带轮基准直径 表及推荐标准值 小轮直径 d1=100mm; 大轮直径 d2=d1*3.5=100*3.5=350mm 取标准件 d2=355mm; 4、验算带速 验算带速 v=*d1*n0/60000=3.14*100*960/60000=5.0265m/s 在 525m/s 范围内 从动轮转速 n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s n21=n0/3.5=960/3.5=274.2857m/s 从动轮转速误差=(n22-n21)/n21=270.4225-274.2857/274.2857 =-0.0141 5、 V 带基准长度和中心距 d1=100mm d2=355mm nts 7 初定中心距 中心距的范围 amin=0.75*(d1+d2)=0.75*(100+355)=341.2500mm amax=0.8*(d1+d2)=0.8*(100+355)=364mm a0=350mm; 初算带长 Lc=2*a0+pi*(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4/a0 Lc = 1461.2mm 选定基准长度 表 8-7,表 8-8 查得 Ld=1600mm; 定中心距 a0+(Ld-Lc)/2=(1600-1461.3)/2=419.4206mm a=420mm; amin=a-0.015*Ld=420-0.015*1600=396mm amax=a+0.03*Ld=420+0.03*1600=468mm 6、验算小带轮包角 验算包角 1 180-(d2-d1)*57.3/a=180-(355-100)*57.3/a 145.2107 120 度 故合格 7、求 V 带根数 Z 由式（ 13-15）得 查得 n1=960r/min , d1=120mm 初定中心距 a0=350mm Lc=1461.3mm Ld=1600mm 中心距 a=420mm nts 8 查表 13-3 P0=0.95 由式 13-9 得传动比 i=d2/(d1(1+0.0141)=350/(100*(1+0.0141)=3.5 查表（ 13-4）得 05.00 P 由包角 145.21 度 查表 13-5 得 Ka=0.92 KL=0.99 z=4.4/(0.95+0.05)*0.92*0.99)=3 8、作用在带上的压力 F 查表 13-1 得 q=0.10 故由 13-17 得单根 V 带初拉力 NqvKzv PcF Q3.2745333.0*1.0)192.0 5.2(533.0*5 4.4*500)15.2(500 22 三、 轴 初做 轴 直径： 3* nPcd 轴 I 和 轴 II 选 用 45#钢 c=110 d1=110*（ 3.8/320） (1/3)=25.096mm 取 d1=28mm d2=110*(3.65/60)（ 1/3） =43.262mm 由于 d2 与 联轴 器 联 接，且 联轴 器 为标 准件，由 轴 II 扭矩，查 162 页 表 取 YL10YLd10 联轴 器 Tn=630580.5878Nm 轴 II 直径与 联轴 器内孔一致 z=3 根 预紧 力 FQ 274.3N d1=28mm d2=45mm YL10YLd10 nts 9 取 d2=45mm 四、 齿轮 1、 齿轮强 度 由 n2=320r/min,P=3.8Kw,i=3 采用 软齿 面，小 齿轮 40MnB 调质 ， 齿 面硬度 为 260HBS，大 齿轮 用 ZG35SiMn 调质齿 面硬度 为 225HBS。 因 MPaH 7001lim ， MPaH 5402lim SH1=1.1， SH2=1.1 M P aSHHH 6361.17001 1l i m1 ， M P aSHHH 4911.15402 2l i m2 ， 因： MPaF 2401lim ， MPaF 1802lim ， SF=1.3 所以 M P aSFFF 1853.1240 1l i m1 M P aSFFF 1383.1180 2l i m2 2、按 齿 面接触 强 度 设计 设齿轮 按 9 级 精度制造。取 载 荷系数 K=1.5， 齿宽 系数4.0a 小 齿轮 上的 转 矩 NmNPT 4063.113320 8.3*9550*95501 按3 2 1) 335()1( uKTHuaa 计 算中心距 T1=113.4063Nm nts 10 u=i=5.333 2331.124333.5*4.0 4.113*5.1)491335()1333.5( 3 2 a mm 齿 数 z1=19,则 z2=z1*5.333=101 模数 m=2a/(z1+z2)=2.0667 取模数 m 2.5 确定中心矩 a=m(z1+z1)/2=150mm 齿宽 b= mmaa 60150*4.0* b1=70mm,b2=60mm 3、 验 算弯曲 强 度 齿 形系数 YF1=2.57， YF2=2.18 按式（ 11-8） 轮齿 弯曲 强 度 pFF KNzbmYFKT 7.1229.1*5.2*6057.2*10*134.1*5.1*21*12125121 pFF KN 9.10457.2/18.2*7.122 22 4、 齿轮圆 周速度 smndv /37 9 5 5.01 0 0 0*60 320*19*5.2*1 0 0 0*60 11 按 162 页 表 11-2 应选 9 做精度。与初 选 一致。 m=2.5 a=150mm nts 11 五、 轴 校核： 圆 周力 Ft=2T/d1 径向力 Fr=Ft*tan =20 度 标 准 压 力角 d=mz=2.5*101=252.5mm Ft=2T/d1=2*104.79/252.5=5852.5N Fr=5852.5*tan20=2031.9N 1、求垂直面的支承 压 力 Fr1,Fr2 由 Fr2*L-Fr*L/2=0 =20 度 Ft=5582.5N Fr=2031.9N nts 12 得 Fr2=Fr/2=1015.9N 2、求水平平面的支 承力 FH1=FH2=Ft/2=2791.2N 3、画垂直面弯矩 图 L=40/2+40/2+90 10=140mm Mav Fr2*L/2 1015.9*140/2=71.113Nm 4、画水平面弯矩 图 MaH=FH*L/2=2791.2*140/2=195.384Nm 5、求合成弯矩 图 NmM aFM ahM avMa16.216384.195113.71 22226、求 轴传递转 矩 T=Ft*d2/2=2791.2*2.5*101/2=352.389Nm FH1=FH2=2791.2N Mav=71.113Nm MaH=195.38Nm Ma 216.16Nm nts 13 7、求危 险 截面的当量弯矩 从 图 可 见 a-a 截面是最危 险 截面，其当量弯矩 为 22 )( aTMaMe 轴 的扭切 应 力是脉 动 循 环应 力 取折合系数 a=0.6 代入上式可得 NmMe 15.457)4.113*6.0(16.216 22 8、 计 算危 险 截面 处轴 的直径 Me=457.15Nm nts 14 轴 的材料，用 45#钢 ， 调质处 理，由表 14-1查 得 MPaB 650 由表 13-3 查 得 许 用弯曲 应 力 MPab 60 1 ， 所以 mmMedb40.2560*1.0 10*6 5 0*1.0 3 331考 虑 到 键 槽 对轴 的削弱，将 轴 的最小危 险 直径 d 加 4%。 故 d=1.04*25.4=26.42mm 由 实际 最小直径 d=40mm,大于危 险 直径 所以此 轴选 d=40mm,安全 六、 轴 承的 选择 由于无 轴 向 载 荷，所以 应选 深沟球 轴 承 6000 系列 径向 载 荷 Fr=2031.9N，两个 轴 承支撑， Fr1=2031.9/21015.9N 工作 时间 Lh 3*365*8=8760（小 时 ） 因 为 大修期三年，可更 换 一次 轴 承 所以取三年 由公式16 )*10*60(* LnnftPfpCr 式中 fp=1.1,P=Fr1=1015.9N,ft=1 (工作 环 境温度不高 ) 3 （深沟球 轴 承系列） KNCr 79.9)8760*10 50*60(1 9.1015*1.1 316 由附表 选 6207 型 轴 承 七、 键 的 选择 选 普通平 键 A 型 由表 10-9 按最小直径 计 算，最薄的 齿轮计 算 Fr1=1015.9N Lh=8760 小 时 6207 型 nts 15 b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm 由公式 M P ad h LT pP 80704 所以 9.4880*9*40 39.352*4 PP M P a 选变 通平 键 ， 铸铁键 80914 Lhb 所以 齿轮 与 轴 的 联 接中可采用此平 键 。 八、减速器附件的 选择 1、通气器： 由于在外界使用，有粉 尘 ， 选 用通气室采用 M18 1.5 2、油面指示器： 选 用油 标 尺， 规 格 M16 3、起吊装置：采用箱盖吊耳，箱座吊耳 4、放油螺塞： 选 用外六角 细 牙螺塞及 垫 片 M16 1.5 5、 窥视 孔及 视 孔盖 选 用板 结 构的 视 孔盖 九、 润 滑与密封： 1、 齿轮 的 润 滑：采用浸油 润 滑，由于低速 级 大 齿轮 的速度 为 ： smdnv /6542.060000 250*50*14.360000 查 课 程 设计 P19 表 3-3 大 齿轮 浸油深度 为 六分之一大齿轮 半径，所以取浸油深度 为 30mm。 2、 滚动轴 承的 润 滑 b h L=14 9 80 nts 16 采用 飞溅润 滑在箱座凸 缘 面上开 设导 油沟，并 设挡 油 盘 ，以防止 轴 承旁 齿轮啮 合 时 ，所 挤 出的 热 油 溅 入 轴 承内部，增加 轴 承的阻力。 3、 润 滑油的 选择 齿轮 与 轴 承用同种 润 滑油 较为 便利，考 虑 到 该 装置用于小型 设备选 用 L-AN15 润 滑油 4、密封方式 选 取： 选 用凸 缘 式端盖，易于 调 整 轴 承 间 隙，采用端盖安装毡圈油封 实现 密封。 轴 承盖 结 构尺寸按用其定位的 轴 承外径决定。 设计 小 结 ： 二、课程设计总结 设计中运用了 Matlab 科学工程计算软件，用 notebook命令调用 MS Word 来完成设计说明书及设计总结，在设计过 程中用了机械设计手册 2.0 软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力
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