机械课程设计任务书(pdf 60页).pdf

机械设计基础课程设计 一级闭式圆柱齿轮减速器 无涯机械 CAD 论坛 2012 最新设计 目 录 目 录 设计任务书 1 传动方案的拟定及说明 4 电动机的选择 4 计算传动装置的运动和动力参数 5 传动件的设计计算 5 轴的设计计算 8 滚动轴承的选择及计算 14 键联接的选择及校核计算 16 连轴器的选择 16 减速器附件的选择 17 润滑与密封 18 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 2 设计小结 18 参考资料目录 18 机械设计课程设计任务书 机械设计课程设计任务书 题目 设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 题目 设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 一 总体布置简图 一 总体布置简图 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 3 1 电动机 2 联轴器 3 齿轮减速器 4 带式运输机 5 鼓轮 6 联轴器 二 工作情况 二 工作情况 载荷平稳 单向旋转 三 原始数据 三 原始数据 鼓轮的扭矩 T N m 850 鼓轮的直径 D mm 350 运输带速度 V m s 0 7 带速允许偏差 5 使用年限 年 5 工作制度 班 日 2 DWG 文件下载地址 四 设计内容 四 设计内容 1 电动机的选择与运动参数计算 2 斜齿轮传动设计计算 3 轴的设计 4 滚动轴承的选择 5 键和连轴器的选择与校核 6 装配图 零件图的绘制 7 设计计算说明书的编写 五 设计任务 五 设计任务 1 减速器总装配图一张 2 齿轮 轴零件图各一张 3 设计说明书一份 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 4 六 设计进度 六 设计进度 1 第一阶段 总体计算和传动件参数计算 2 第二阶段 轴与轴系零件的设计 3 第三阶段 轴 轴承 联轴器 键的校核及草图绘制 4 第四阶段 装配图 零件图的绘制及计算说明书的编写 传动方案的拟定及说明 传动方案的拟定及说明 由题目所知传动机构类型为 同轴式二级圆柱齿轮减速器 故只要对本传动机构进行分析论证 本传动机构的特点是 减速器横向尺寸较小 两大吃论浸油深度可以大致相同 结构较复杂 轴向尺寸大 中间轴较长 刚度差 中间轴承润滑较困难 电动机的选择 电动机的选择 1 电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是 载荷平稳 单向旋转 所以选用常用的封闭式 Y IP44 系列的电动机 2 电动机容量的选择 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 5 1 工作机所需功率 Pw Pw 3 4kW 2 电动机的输出功率 Pd Pw 轴承 联齿轴承联 23 0 904 Pd 3 76kW 3 电动机转速的选择 nd i1 i2 in nw 初选为同步转速为 1000r min 的电动机 4 电动机型号的确定 由表 20 1 查出电动机型号为 Y132M1 6 其额定功率为 4kW 满载转速 960r min 基本符合题目所需的要求 计算传动装置的运动和动力参数 计算传动装置的运动和动力参数 传动装置的总传动比及其分配 1 计算总传动比 由电动机的满载转速 nm 和工作机主动轴转速 nw 可确定传动装置应有的总传动比为 i nm nw nw 38 4 i 25 14 2 合理分配各级传动比 由于减速箱是同轴式布置 所以 i1 i2 因为 i 25 14 取 i 25 i1 i2 5 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 6 速度偏差为 0 5 5 166 6 22 故轴的选用安全 I 轴 1 作用在齿轮上的力 FH1 FH2 337 2 168 5 Fv1 Fv2 889 2 444 5 2 初步确定轴的最小直径 mm n P Ada9 173 1 1 01 3 轴的结构设计 1 确定轴上零件的装配方案 2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 16 d 由于联轴器一端连接电动机 另一端连接输入轴 所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴 直径尺寸的限制 选为 25mm e 考虑到联轴器的轴向定位可靠 定位轴肩高度应达 2 5mm 所以该段直径选为 30 f 该段轴要安装轴承 考虑到轴肩要有 2mm 的圆角 则轴承选用 30207 型 即该段直径 定为 35mm g 该段轴要安装齿轮 考虑到轴肩要有 2mm 的圆角 经标准化 定为 40mm h 为了齿轮轴向定位可靠 定位轴肩高度应达 5mm 所以该段直径选为 46mm i 轴肩固定轴承 直径为 42mm j 该段轴要安装轴承 直径定为 35mm 2 各段长度的确定 各段长度的确定从左到右分述如下 a 该段轴安装轴承和挡油盘 轴承宽 18 25mm 该段长度定为 18 25mm b 该段为轴环 宽度不小于 7mm 定为 11mm c 该段安装齿轮 要求长度要比轮毂短 2mm 齿轮宽为 90mm 定为 88mm d 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取 13 5mm 轴承与箱体内壁距离取 4mm 采用油 润滑 轴承宽 18 25mm 定为 41 25mm e 该段综合考虑箱体突缘厚度 调整垫片厚度 端盖厚度及联轴器安装尺寸 定为 57mm f 该段由联轴器孔长决定为 42mm 4 按弯扭合成应力校核轴的强度 W 62748N mm T 39400N mm 45 钢的强度极限为MPa p 275 又由于轴受的载荷为脉动的 所以6 0 43 2 3 2 p m p MPa W TM III 轴 1 作用在齿轮上的力 FH1 FH2 4494 2 2247N Fv1 Fv2 1685 2 842 5N 2 初步确定轴的最小直径 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 17 mm n P Ada4 513 1 1 01 3 轴的结构设计 1 轴上零件的装配方案 2 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 I II II IV IV V V VI VI VII VII VIII 直径 60 70 75 87 79 70 长度 105 113 75 83 9 9 5 33 25 5 求轴上的载荷 Mm 316767N mm T 925200N mm 6 弯扭校合 333 21600601 01 0mmdW 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 18 2 51 2 1 2 p m p MPa W TM 7 2757 52223 1 所以轴向力为223 aA F 7 52 aB F 4 当量载荷 由于e F F rA aA 32 1 e F F rB aB 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 19 II 轴 6 轴承 30307 的校核 1 径向力 NFFF VHrA 5 1418 2 1 2 1 NFFF VHrb 5 603 2 2 2 2 2 派生力 N Y F F rA dA 443 2 N Y F F rB dB 189 2 3 轴向力 由于 dAdBa FNFF 1081189892 1 所以轴向力为NFaA638 NFaB189 4 当量载荷 由于e F F rA aA 45 0 e F F rB aB III 轴 7 轴承 32214 的校核 1 径向力 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 20 NFFF VHrA 5 842 2 1 2 1 NFFF VHrb 5 842 2 2 2 2 2 派生力 N Y F F rA dA 6 294 2 N Y F F rB dB 6 294 2 3 轴向力 由于 dAdBa FNFF 6 140911156 294 1 所以轴向力为NFaA1115 NFaB6 294 4 当量载荷 由于e F F rA aA 32 1 e F F rB aB 键连接的选择及校核计算键连接的选择及校核计算 代号 直径 mm 工作长度 mm 工作高度 mm 转矩 N m 极限应力 MPa 高8 7 60 单头 25 35 3 5 39 8 26 0 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 21 速 轴 12 8 80 单头 40 68 4 39 8 7 32 中 间 轴 12 8 70 单头 40 58 4 191 41 2 20 12 80 单头 75 60 6 925 2 68 5 低 速 轴 18 11 110 单头 60 107 5 5 925 2 52 4 由于键采用静联接 冲击轻微 所以许用挤压应力为MPa p 110 所以上述键皆安全 连轴器的选择 连轴器的选择 由于弹性联轴器的诸多优点 所以考虑选用它 二 高速轴用联轴器的设计计算 由于装置用于运输机 原动机为电动机 所以工作情况系数为5 1 A K 计算转矩为mNTKT Aca 7 598 395 1 1 所以考虑选用弹性柱销联轴器 TL4 GB4323 84 但由于联轴器一端与电动机相连 其孔径受电动机外 伸轴径限制 所以选用 TL5 GB4323 84 其主要参数如下 材料 HT200 公称转矩mNTn 125 轴孔直径mmd38 1 mmd25 2 轴孔长mmL82 mmL60 1 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 22 装配尺寸mmA45 半联轴器厚mmb38 1 P163 表 17 3 GB4323 84 三 第二个联轴器的设计计算 由于装置用于运输机 原动机为电动机 所以工作情况系数为5 1 A K 计算转矩为mNTKT Aca 8 13872 9255 1 3 所以选用弹性柱销联轴器 TL10 GB4323 84 其主要参数如下 材料 HT200 公称转矩mNTn 2000 轴孔直径mmdd63 21 轴孔长mmL142 mmL107 1 装配尺寸mmA80 半联轴器厚mmb58 1 P163 表 17 3 GB4323 84 减速器附件的选择减速器附件的选择 通气器 由于在室内使用 选通气器 一次过滤 采用 M18 1 5 油面指示器 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 23 选用游标尺 M16 起吊装置 采用箱盖吊耳 箱座吊耳 放油螺塞 选用外六角油塞及垫片 M16 1 5 润滑与密封润滑与密封 一 齿轮的润滑 采用浸油润滑 由于低速级周向速度为 所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径 取为 35mm 二 滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为 所以宜开设油沟 飞溅润滑 三 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 四 密封方法的选取 选用凸缘式端盖易于调整 采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封 密封圈型号按所装配轴的直径确定为 F B25 42 7 ACM F B70 90 10 ACM 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定 设计小结 设计小结 由于时间紧迫 所以这次的设计存在许多缺点 比如说箱体结构庞大 重量也很大 齿轮的计算不够精确等等 缺陷 我相信 通过这次的实践 能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作 有能力设计出结构更紧凑 传动更稳定精确的设备 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 24 参考资料目录 参考资料目录 1 机械设计课程设计 高等教育出版社 王昆 何小柏 汪信远主编 1995 年 12 月第一版 2 机械设计 第七版 高等教育出版社 濮良贵 纪名刚主编 2001 年 7 月第七版 3 简明机械设计手册 同济大学出版社 洪钟德主编 2002 年 5 月第一版 4 减速器选用手册 化学工业出版社 周明衡主编 2002 年 6 月第一版 5 工程机械构造图册 机械工业出版社 刘希平主编 6 机械制图 第四版 高等教育出版社 刘朝儒 彭福荫 高治一编 2001 年 8 月第四版 7 互换性与技术测量 第四版 中国计量出版社 廖念钊 古莹庵 莫雨松 李硕根 杨兴骏编 2001 年 1 月第四版 DWG 文件下载地址 目录 第一章 绪论 2 第二章 课题题目及主要技术参数说明 3 2 1 课题题目 2 2 传动方案分析及原始数据 第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算 5 3 1 减速器结构 3 2 电动机选择 3 3 传动比分配 3 4 动力运动参数计算 第四章 齿轮的设计计算 包括小齿轮和大齿轮 9 4 1 闭式齿轮传动设计 4 1 1 闭式齿轮选材 4 1 2 闭式齿轮的设计计算与强度校核 4 1 3 闭式齿轮的结构设计数据 4 2 开式齿轮传动 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 25 4 2 1 齿轮选材 4 2 2 齿轮的设计计算与强度校核 第五章 轴的设计计算 从动 轴 18 5 1 轴 电动机轴 的尺寸设计 5 1 1 轴的材料和热处理的选择 5 1 2 轴几何尺寸的设计计算 5 2 轴 输出轴 的尺寸设计和强度校核 5 2 1 轴的材料和热处理的选择 5 2 2 轴几何尺寸的设计计算 5 2 3 轴的强度校核 第六章 轴承 键和联轴器的选择 32 6 1 轴承的选择及校核 6 2 键的选择计算及校核 6 3 联轴器的选择 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 38 7 1 润滑的选择确定 7 2 密封的选择确定 7 3 箱体主要结构尺寸计算 7 4 减速器附件的选择确定 第八章 总结 42 参考文献 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 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 26 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 一级闭式圆柱齿轮减速器 2 2 传动方案分析及原始数据 设计要求 带式运输机连续单向运转 载荷较平稳 空载启动 运输带速允许误差为 50 使用期限为 10 年 大修期三年 小批量生产 两班制工作 原始数据 A11A11 运输带卷筒所需功率 P kW 5 8 运输带卷筒工作转速 n r min 88 卷筒中心高 H mm 300 设计任务 1 减速器装配图 1 张 A0 或 A1 图纸 2 零件工作图 2 3 张 传动零件 轴 箱体等 A3 图纸 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 27 3 设计计算说明书 1 份 6000 8000 字 说明书内容应包括 拟定机械系统方案 进行机构 运动和动力分析 选择电动机 进行传动装置运动动力学参数计算 传动零件设计 轴承 寿命计算 轴 许用应力法和安全系数法 键的强度校核 联轴器的选择 设计总结 参考文献 设计小结等内容 结构设计简图 图 1 带式输送机传动系统简图 设计计算说明书 第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算 减速器的结 构与性能介 绍 3 1 结构形式 按照设计任务要求 本减速器采用水平剖分 封闭结构 1 运输带卷筒所需功率 P卷筒 5 8Kw 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 28 2 从电动机到卷筒间各个运动副的总机械效率 总 2 1234 总 1 0 99 联轴器效率 2 0 98 闭式齿轮传动效率 3 0 95 开式齿轮传动效率 4 0 99 轴承效率 所以 2 1234 2 0 99 0 99 0 98 0 95 0 903 总 3 电动机所需功率为 查 机械零件设计手册 附录表 F1 7Y 系列电动机的技术数据 取7 5 KwP 电动机 可见有三种 Y 系列三相异步电动机可用 分别为 Y132M 4 Y160M 6 Y160L 8 三者参数比较如下 机械零件设 计手册 P997 表 4 1 2 结果及依据结果及依据 型号 额定功率 kw 同步转速 r min 满载转速 r min 堵转转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 尺寸 3 2 电动机选择 Y132M 4 7 5 1500 1440 2 2 2 2 中 机械零件设 计手册 附录 表 F1 7 电动机选用 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 29 Y160M 6 1000 970 2 0 2 0 中 Y160L 8 750 720 2 0 2 0 长 Y160M 6 型 综合考虑总传动比及尺寸大小 选取 Y160M 6 型 3 3 传动比分配 3 4 动力运动参 数计算 运输带卷筒的转速为 n 88 r min 所以 取 04 闭 i 则 1 转速 n 0 n n1 n满 970 r min II n 0 n 闭 i 970 4 242 5 r min III n II n 开 i 242 5 2 756 87 990 r min 功率 23 46 0 kwPP d 596 30 99236 4 101 kwPP 闭 i 4 0 开 i 2 756 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 30 706 10 990 98596 3 4212 kwPP 035 80 990 9570 16 4323 kwPP 3 转矩 T m 63 237 N 970236 49550 9550 000 nPT 05 6260 9937 236 101 mNTT 242 958 0 40 990 9805 662 4212 mN iTT 齿 闭 2 7560 990 95958 242 4323 开齿 iTT 629 752 N m 将上述数据列表如下 设计计算内容设计计算内容 计算及说明计算及说明 结果及依据结果及依据 轴号 功率 P kW n r min T N m i 轴号 功率 P kW n r min T N m i 0 6 423 970 63 237 1 0 99 6 359 970 62 605 4 0 0 97 6 170 242 5 242 958 5 803 87 990 629 752 2 7560 94 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 31 第四章 齿轮的设计计算 齿轮的设计 计算及结构 说明 4 14 1 闭式齿轮传 动设计 4 1 1 闭式齿轮 选材 4 1 2 闭式齿轮 的设计计算与 强度校核 闭式齿轮选用 直齿圆柱硬齿面齿轮 1 选择材料及确定需用应力 小齿轮选用 45 号钢 调质处理 HB 236 大齿轮选用 45 号钢 正火处理 HB 190 由 机械零件设计手册 查得 lim1lim2 580 370SHlim 1 0 HaHa MPMP 25 1 320 450 lim2lim1lim FaFaF SMPMP 2 确定各种参数 齿轮按 9 等级精度制造 由于原动机为电动机 工作机为带式输送机 载荷平稳 齿 轮在两轴承间对成布置 一般按照中等冲击载荷计算 查 机 械设计基础 教材中表 11 3 得 取 K 1 3 查 机械设计基础 教材中表 11 4 取 区域系数 ZH 2 5 弹性系数 ZE 188 0 查 机械设计基础 教材中表 11 6 取 齿宽系数 由 a H H H MP S 580 1 580 lim 1lim 1 机械设计基 础 教材 P166 表 11 1 机械设计基 础 教材 P171 表 11 5 机械设计基 础 教材 P168 表 11 2 机械设计基 础 教材十一章 表 11 3 表 11 6 表 11 4 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 32 a H H H MP S 370 1 370 lim 2lim 2 a F F F MP S 360 5 21 450 lim 1lim 1 a F F F MP S 256 5 21 320 lim 2lim 2 3 按齿面接触强度设计计算 37 236 970236 49550 9550 111 mNnPT 3 3 2 2 1 3 63 237 104 1188 0 2 5 0 84370 74 56mm 齿数取 Z1 21 则 Z2 21 4 84 故实际传动比 模数 齿宽 取 b2 65mm b1 70mm 按表 4 1 取 m 4mm 实际的 d1 z m 21 4mm 84mm d2 84 4mm 336mm 1 Z 21 21 2 Z 84 84 机械设计基 础 教材 P171 公式 11 3 d1 74 56mm 实际 d1 84mm d2 336mm 查 机械设计基 础 教材图 11 8 11 9 齿轮强度校核 安全 V 3 785m s 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 33 4 1 3 闭式齿轮 的结构设计数 据 中心距 4 验算齿轮弯曲强度 齿形系数 YFa1 2 56 YSa1 1 63 YFa2 2 24 YSa2 1 76 由式 11 5 安全 5 计算齿轮圆周转速 v 并选择齿轮精度 1 1 3 14 74 56 970 3 785 60 100060 1000 d n vm s 对照表 11 2 可知选用 9 级精度是合宜的 其他计算从略 齿轮结构设计 齿顶圆直径 da 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 34 1111 22842 1 492 aaa ddhdh mmm 2222 223362 1 4344 aaa ddhdh mmm 齿全高 h c 0 25 2 2 10 25 49 a hhc mmm 齿厚 S 3 14 4 6 28 222 Pm Smm 齿根高 25 fa hhc mmm 1 0 5 4 齿顶高 4 aa hh mmm 齿根圆直径 df 11 2842 2 579 ff ddhmm 22 23362 2 5331 ff ddhmm 由于小齿轮 d1 84mm 可采用齿轮轴结构 大齿轮因为分度圆半径 较大采用锻造毛坯的腹板式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下 需要根据后面轴的设计来确定大齿轮 的详细参数 轴孔直径 d 50mm 轮毂直径 D1 1 6d 1 6 50 80 mm 取 D1 80 mm 轮毂长度 L B2 1 5d 60 mm 轮缘厚度 0 3 4 m 12 16 mm 取 0 16 mm 轮缘内径 D2 da2 2h 2 0 344 2 9 2 16 294 mm 取 D2 300 mm 腹板厚度 c 0 3B2 0 3 65 19 5 mm 取 c 20 mm 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 35 腹板中心孔直径 D0 0 5 D2 D1 190mm 腹板孔直径 d0 0 25 D2 D1 0 25 300 80 55 mm 取 d0 55mm 齿轮倒角 n 0 5 m 2mm 齿轮结构图如下 图 2 从动轴上大齿轮 图 2 从动轴上大齿轮 设计计算内容设计计算内容 计算及说明计算及说明 结果及依据结果及依据 4 2 开式齿轮传 动 4 2 1 齿轮选材 开式齿轮选用 斜齿圆柱硬齿面齿轮 开式齿轮选用 斜齿圆柱硬齿面齿轮 小齿轮 40Cr 表面淬火 硬度 48 55HBC lim1 1150 1210 H MPa 1 700 740a FE MP 大齿轮 40Cr 表面淬火 硬度 48 55HBC lim1 1150 1210 H MPa 1 700 740 FE MP 机械设计基 础 教材 P166 表 11 1 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 36 4 2 2 齿轮的设 计计算与强度 校核 对于一般工业用齿轮 采用一般可靠度计算 取最小安全系数 H S 1 0 F S 1 25 因此 lim1 12 1150 1210 1150 1210 1 0 H HH H MPa S 1 12 0 7700 740 560 592 1 25 FE FF F MPa S 1 小齿轮上的转矩 2 6 170 95509550242 98 242 5 P TN m n 2 2 确定各种参数 齿轮按 9 等级精度制造 K 1 5 2 5 H Z 189 8 E Z 0 8 d 初选螺旋角 15 3 按齿轮弯曲强度设计计算 计算齿数比 u 2123 Z Zn n242 5 87 992 756u 取 1 Z 32 则 2 Z u 1 Z 88 192 取 2 89Z 实际传动比 2 1 89 2 781 32 Z i Z 齿形系数 1 30 32 35 51 cos 15 V Z 2 30 89 98 75 cos 15 V Z 机械设计基 础 教材 P171 表 11 5 1 Z 32 32 2 Z 89 89 2 781i 机械设计基 础 教材图 11 8 11 9 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 37 齿数比相对误差 2 781 2 756 0 89 2 5 2 781 u 故 对小齿轮进行弯曲强度计算 法向模数 2 111 3 2 11 3 2 3 2 2 cos 2 1 5 242 98 10 0 00745 cos 151 834 0 8 32 FaSa n dF KTY Y m Z mm 由 机械设计基础 教材表 4 1 取2 5 n mmm 中心距 12 2 5 32 89 156 59 2cos2cos15 n m ZZ amm 取 160 amm 确定螺旋角 齿轮分度圆直径 1 1 2 5 32 84 6 coscos192 n m Z dmm 机械设计基 础 教材 表 4 1 n 2 5mmm 1 84 6dmm 175 270 1 07 bmm bmm vm s 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 38 齿宽 1 0 8 84 667 7 d bdmm 取 2 70bmm 12 5 10 75bbmm 4 验算齿面接触强度 2 2 1 2 1 21 2 1 5 242980 2 756 1 189 8 2 5cos19 2 70 84 62 756 825 141150 1210 HEH H KT u Z Z Z b du MPaMPa 选择标准直径 1 24dmm 2 计算 2 d 21111 22 0 07 0 1 27 4 28 8ddaddmm 因 2 d必须符合轴承密封元件的要求 经查表 取 2 d 30mm 3 计算 3 d 32 1 5 31 35ddm mm m 且 3 d必须与轴承的 内径一致 圆整 3 d 35mm 初选轴承型号为 6207 查附表可知 B 17mm D 72mm 25 5 15 2 r CkN CkN 4 计算 4 d 43 1 5 36 40ddmmmm 为装配方便而加大直径 应圆整为标准直径 一般取 0 2 5 8 尾数 取 4 d 40mm 5 计算 5 d 54444 22 0 07 0 1 45 6 48ddaddmm 取 5 d 50mm 6 计算 6 d 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 41 63 35ddmm 同一轴上的轴承选择同一型号 以便减少轴 承座孔镗制和减少轴承类型 电动机轴各阶梯轴直径列表如下 电动机轴各阶梯轴直径列表如下 名称 1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d 直径 mm 24 30 35 40 50 40 3 计算轴各段长度 1 计算 1 L 半联轴器的长度 l 52mm 为保证轴端挡圈只压在半联轴 器上 而不压在轴的端面上 故第一段的长度应比 l 略短一 些 取 1 L 50mm 2 计算 2 L melL 12 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖 取 mmdemml6 92 1 20 31 其中 d3为螺钉直径 M8 由轴 承外径 D 72mm 查表 取 d3 7mm 轴承轴承 BccBLm 3213 8 3 式中 为箱体壁厚 取 8mm 取轴旁连接螺栓的直径为 10mm 查得 mmcmmc14 16 21 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积 1 5 2 10 5 故轴承采用脂润滑 取 3 9mm 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 42 5 2 轴 输出 轴 的尺寸设计 和强度校核 5 2 1 轴的材 料和热处理的 选择 所以 m 8 16 14 8 9 17 4mm 所以 melL 12 20 8 4 4 32 4mm 取 2 L 33mm 3 计算 3 L 323 21712 510241 5mmLB 轴承 式中 2 为大齿轮端面至箱体内壁距离 应考虑两个齿 轮的宽度差 两齿轮的宽度差为 5mm 取小齿轮至箱体内 壁的距离为 10mm 则 mm BB 5 12 2 5 10 2 大轮小轮 小22 取 L3 45mm 4 计算 4 L 4 265263Lbmm 大齿轮 5 计算 5 L 544 1 41 4 0 07 0 1 1 4 45 6 Lbad mm 取 L5 6 6 计算 6 L 6235 L 1715 10636 LB mm 轴承 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 43 5 2 2 轴几何 尺寸的设计计 算 各段轴长度列表如下 各段轴长度列表如下 名称 1 L 2 L 3 L 4 L 5 L 6 L 6 L 长度 mm 50 33 45 63 6 36 41 尺寸设计部分具体步骤如下 1 电动机轴的材料选择 热处理方式 许用应力的确定 选择 45 钢正火 硬度达到 170 217HBS 抗拉强度 b 600MPa 屈服强度 e 355MPa b1 55MPa 3 初步计算各轴段直径 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 44 1 按下列公式初步计算出轴的直径 输出轴的功率 P 和扭矩 T 2 6 170PMPa 2 242 958 TNm 最小直径计算 查 机械设计基础 教材表 14 2 取 c 110 3 2 3 2 6 170 11032 333 242 958 p dcmm n 考虑键槽 1 03 32 33333 303dmm 选择标准直径 1 35dmm 2 计算 2 d 21111 22 0 07 0 1 39 9 42ddaddmm 因 2 d必须符合轴承密封元件的要求 经查表 取 2 d 40mm 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 45 3 计算 3 d 32 1 5 41 45ddm mm m 且 3 d必须与轴承 的内经一致 圆整 3 d 45mm 初选轴承型号为 6309 查附表可 知 B 25mm D 100mm 52 8 31 8 r CkN CkN 4 计算 4 d 43 1 5 46 50ddmmmm 为装配方便而加大直径 应圆整为标准直径 一般取 0 2 5 8 尾数 取 4 d 50mm 5 计算 5 d 54444 22 0 07 0 1 57 60ddaddmm 取 5 d 60mm 6 计算 6 d 63 45ddmm 同一轴上的轴承选择同一型号 以便减少轴 承座孔镗制和减少轴承类型 电动机轴各阶梯轴直径列表如下 电动机轴各阶梯轴直径列表如下 名称 1 d 2 d 3 d 4 d 5 d 6 d 直径 mm 35 40 45 50 60 40 3 计算轴各段长度 1 计算 1 L L1 段部分为插入开式齿轮的长度 b2 小齿轮 70mm 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 46 取 L1 80mm 2 计算 2 L 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖 取 13 20 1 28 4lmm edmm 其中 d3为螺钉直径 由轴承外 径 D 100mm 查表 取 d3 7mm 轴承轴承 BccBLm 3213 8 3 式中 为箱体壁厚 取 8mm 取轴旁连接螺栓的直径为 10mm 查得 mmcmmc14 16 21 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积 1 5 2 10 5 故轴承采用脂润滑 取 3 9mm 所以 m 8 16 14 8 9 25 12mm 所以 melL 12 20 14 8 4 40 4mm 取 2 L 41mm 3 计算 3 L 323 22512 510249 5mmLB 轴承 式中 2 为大齿轮端面至箱体内壁距离 应考虑两个齿 轮的宽度差 两齿轮的宽度差为 5mm 取小齿轮至箱体内 壁的距离为 10mm 则 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 47 5 2 3 轴的强 度校核 mm BB 5 12 2 5 10 2 大轮小轮 小22 取 L3 50mm 4 计算 4 L 4 265263Lbmm 大齿轮 5 计算 5 L 544 1 41 4 0 07 0 1 1 4 57 Lbad mm 6 计算 6 L 6235 L 25 15 10743 LB mm 轴承 各段轴长度列表如下 各段轴长度列表如下 名称 1 L 2 L 3 L 4 L 5 L 6 L 6 L 长度 mm 80 41 50 63 7 43 41 强度校核部分具体步骤如下 1 输出轴的功率 P 和扭矩 T 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 48 2 6 17PMPa 2 242 958 TNm 2 最小直径计算 查 机械设计基础 教材表 15 3 取 c 110 2 3 3 2 6 17 11032 333 242 958 p dcmm n 考虑键槽 1 03 32 33333 303dmm 选择标准直径 35dmm 3 计算齿轮受力 大齿轮采用锻造毛坯的腹板式 圆周力 2 2 22 242958 1446 336 t T FN d 径向力 tan1446 tan20526 rt FFN o 是直齿轮 故 轴向力 0 a FN 4 按许用应力校核轴的弯曲强度 1 轴的受力简图 图 A L 113mm 2 求支持反力 水平面支反力0 50 5 1446723 HAHBt RRFN 垂直面支反力 0 50 5526263 VAVBr RRFN 3 作弯矩图 水平弯矩 图 B 0 50 5 113 72340850 HCHA MLRN mm 垂直弯矩 图 C 0 50 5 113 263 14860 VCVA MLRN mm 4 求合成弯矩 作出合成弯矩图 图 E 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 49 2222 486001768543469 CHCVC MMMN mm 5 作扭矩图 图 D C 点左 0 TN mm C 点右 2 1 336 1446242928 22 t d TTFN mm 6 作危险截面当量弯矩图 图 E 该轴单项工作 转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑 取 0 59 2222 43469 0 59 242928 149774 eaCC MTMN mm 7 校核危险截面轴径 Q45 号优质碳素钢调质处理时 查 机械设计基础 教材 11 1 650 b Mp 360 s Mp 280 e Mp 1 60 b MPa 3 3 min 1 149774 29 2 0 10 1 60 eaC C b M dmm C 剖面的轴径 3 5029 2dmmmm 故 强度足够 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 50 图 3 从动轴受力简图校核分析图 3 从动轴受力简图校核分析 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 51 第六章 轴承 键和联轴器的选择 设计计算内容设计计算内容 计算及说明计算及说明 结果及依据结果及依据 滚动轴承的 选择与校核 滚动轴承的 选择与校核 6 1 轴承的选 择及校核 一 从动轴承 因为闭式齿轮选择直齿圆柱齿轮 考虑承受载荷和只承受径向力 主动轴承和从动轴承均选用深沟球轴承 从动轴承 根据轴径值查 机械制图 教材 326 附录 C10 1 深 沟球轴承各部分尺寸 选择 6209 GB T276 1994 型深沟球轴承 2 个 各部分尺寸如下表 尺寸 mm 轴承代号 d D B 6209 50 100 25 寿命计划 要求轴承寿命 十年两般制工作 按每年工作 300 天 每班工作 16 个小时 10 300 1648000Lh 计算选用轴承寿命 查 机械零件设计手册 P810 表 3 11 15 基本额定动负荷25 11 r CKN 动载荷系数1X 0Y 当量动载荷 763 ra PXFYFN 温度系数1 t f 载荷系数1 5 p f 对球轴承寿命系数3 机械制图 教材 327 附 录 C10 2 机械设计基 础 教材 公式 16 4 表 16 8 表 16 9 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 52 3 66 1 10101 25110 6060 9701 5 763tr h p f C L nf p hLh 轴承寿命合格 二 主动轴承 轴承寿命合格 二 主动轴承 主动轴承 根据轴径值查 机械制图 教材 326 附录 C10 1 深 沟球轴承各部分尺寸 选择 6207 GB T276 1994 型深沟球轴承 2 个 各部分尺寸如下表 尺寸 mm 轴承代号 d D B 6207 24 72 17 寿命计划 要求轴承寿命 十年两般制工作 按每年工作 300 天 每班工作 16 个小时 10 300 1648000Lh 计算选用轴承寿命 查 机械零件设计手册 P810 表 3 11 12 基本额定动负荷19 72 r CN 动载荷系数1X 0Y 当量动载荷 786 ra PXFYFN 温度系数1 t f 载荷系数1 5 p f 对球轴承寿命系数3 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 53 3 66 0 10101 19720 6060 9701 5 786 8040048000 tr h p f C L nf p hLh 轴承寿命合格 轴承寿命合格 图 4 主动轴承简图 图 4 主动轴承简图 6 2 键的选择与 校核 材料选择及其许用挤压应力 选择 45 号优质碳素钢 查 机械零件设计手册 P458 表 3 2 3 其许用挤压应力100 jy MPa 1 主动轴外伸端 24dmm 考虑到键在轴中部安装 选择 平键就可以了 且联轴器轴长度 62mm 故选择 8 250GB1096 1990 型键 8bmm 50lmm 7hmm 静连接工作面的挤压应力 22 62605 29 8 0 50 5 724 50 jyjy T MPa hdl 则 强度足够 合适 2 从动轴外伸端 35dmm 考虑到键在轴中部安装 选择 平键就可以了 故选择 机械制图 教材 P323 附录 C8 机械零件设 计手册 P458 表 3 2 3 表 3 2 2 主动轴外端 8 50 GB1096 90 A 型键 从动轴外端 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 54 10bmm 49lmm 8hmm 静连接工作面的挤压应力 2 22 242958 77 5 0 50 5 8 32 49 jyjy T MPa hdl 则 强度足够 合适 3 从动轴与齿轮联接处 50dmm 考虑到键在轴中部安装 且 l 38 mm 选择平键就可以了 故选择 14bmm 30lmm 9hmm 静连接工作面的挤压应力 2 22 242958 71 9 0 50 5 9 30 50 jyjy T MPa hdl 则 强度足够 合适 10 49 GB1096 90 A 型键 从动轴与齿轮 联接处 14 30 GB1096 90 A 型键 6 3 联轴器的选 择 由于减速器载荷平稳 速度不高 无特殊要求 考虑装拆方便及经 济问题 选用弹性套柱销联轴器 取工作情况系数 1 3k 选用 TL5 ZA25 62 YA25 62 型 GB4323 84 弹性套柱销联轴器 根据主动轴连接联轴器处24dmm 将各种参数列表如下 型 号 公称 转矩T 许用 转数n 轴孔直 径 d 轴孔长 度 L 外径 D材料 轴孔类 型 TL5 125 360025 62 130 HT 200 Y 型 TL5 ZA25 62 YA25 62 型 GB4323 84 弹性套柱销联 轴器 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 55 联轴器承受转矩 0 0 1 3 6 423 9550955082 2 125 970 c KP TN mTN m n 故 合适 故 合适 DWG 文件下载地址 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 56 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 设计计算内容设计计算内容 计算及说明计算及说明 结果及依据结果及依据 1 齿轮v 1 884m s 5 10 m s 查 机械零件设计手册 P981 表 3 14 26 选用浸油润滑方式 并根据表 3 14 27 选用 150 号机械油 2 轴承采用润油脂润滑 并根据表 3 14 23 选用 ZL 3 型润油 脂 润滑方式 密封方式 简要说明 润滑方式 密封方式 简要说明 7 1 润滑方式 及牌号 7 2 密封方式 1 轴承内部与机体内部处用挡油环加以密封 防止润滑油进入 轴承内部 2 轴承外部与端用半粗羊毛毡圈加以密封 3 箱座与箱盖凸缘结合面与观察孔 油孔之间都采用静密封方 式 机械零件设计 手册 P981 表 3 14 26 表 3 14 27 P978 表 3 14 21 名称 名称 计算公式 尺寸计算 尺寸计算 7 3 箱体主要 结构尺寸的计 算 箱座厚度 8 箱盖厚度 8 箱盖凸缘厚度 12 箱座凸缘厚度 12 箱座底凸缘厚度 20 机械零件设计 手册 P1044 表 4 1 9 表 4 1 12 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 57 地脚螺钉直径 M16 地脚螺钉数目 4 轴承旁联结螺栓直径 M12 盖与座联结螺栓直径 M8 螺栓的间距 200 300 轴承外圈直径 90 100 直径 M8 轴承端盖螺钉直径 螺钉数目 6 视孔盖螺钉直径 单级减速器 M6 定位销直径 d 0 7 0 8 6 18 16 至外箱壁 的距离 28 8 至凸缘边缘距 离 5 轴承座外 径 144 轴承旁连接螺栓距离 S 一般取 S 144 轴承旁凸台半径 16 轴承旁凸台高度 h 待定 无涯机械 CAD 论坛 机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器 58 箱盖