機械設計基礎課程設計--v帶傳動單級圓柱斜齒輪減速器

1、<p><b>　　機械設計課程設計</b></p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　設計題目：V帶傳動單級圓柱斜齒輪減速器</p><p>　　設計單位：工業(yè)裝備與控制工程04級2班</p><p><b>　　目錄</b></p&

2、gt;<p>　　傳動方案擬定……………………………………………3</p><p>　　原始數據…………………………………………………3</p><p>　　確定電動機的型號………………………………………3</p><p>　　確定傳動裝置的總傳動比及分配………………………4</p><p>　　傳動零件的設計計算…………………

3、…………………6</p><p>　　減速器鑄造箱體的主要結構尺寸………………………11</p><p>　　軸的設計計算……………………………………………11</p><p>　　滾動軸承的選擇及校核計算……………………………15</p><p>　　鍵聯(lián)接的選擇及計算……………………………………16</p><p>

4、;　　聯(lián)軸器的選擇和計算……………………………………17</p><p>　　十一、減速器的潤滑……………………………………………17</p><p>　　十二、設計心得…………………………………………………18</p><p>　　一、傳動方案的擬定（如下圖）</p><p><b>　　二、原始數據</b></

5、p><p>　　帶拉力：F = 4150 N 帶速度v = 1.00m/s 滾筒直徑 D = 285 mm</p><p>　　三、確定電動機的型號</p><p>　?。?）選擇電動機的類型： Y系列三相異步電動機</p><p>　　（2）選擇電動機的功率</p><p>　　根據已知條件F、v和D，確定求出輸

6、送帶的功率Pw</p><p><b>　　傳動裝置的總效率：</b></p><p>　　傳動效率一般包括V帶傳動效率η1 、齒輪傳動效率η2 、軸承傳動效率η3 （球軸承一對）、聯(lián)軸器效率η4，（參《機械設計課程設計》P6表2-3 ）和工作機的效率η5</p><p>　　取η1=0.95，η2=0.97，η3=0.98，η4=0.995，

7、η5=0.94</p><p><b>　　那么有</b></p><p>　　η = 0.950.970.9920.9950.94 = 0.8247</p><p><b>　　電動機所需功率：</b></p><p>　　式中，取載荷系數K = 1.3</p><p>　

8、　查《機械設計課程設計》表16-1，取電動機的額定功率 Ped=7.5kW</p><p>　?。?）選擇電動機的轉速</p><p>　　取V帶傳動比范圍（表2-2）i1 = 2 ~ 4 ，單級齒輪減速器傳動比i2 = 3 ~ 6</p><p><b>　　滾筒的轉速：</b></p><p>　　則總傳動比范圍為

9、i = 6 ~ 24 。故電動機轉速的可選范圍為402.3～1609.2 r/min</p><p>　　符合這一范圍的同步轉速有750、1000和1500 r/min</p><p>　　根據容量和轉速，由有關手冊查出由三種適用的電動機型號。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選擇1000 r/min較為適合。</p><p>　　

10、電動機的合理同步轉速：</p><p>　　查表16-1得 電動機的型號和主要數據如下</p><p>　　查表16-2得 電動機的安裝及有關尺寸</p><p>　　四、確定傳動裝置的總傳動比及分配</p><p>　　傳動裝置的總傳動比： </p><p>　　

11、取V帶傳動比： i1 = 3.6 單級圓柱齒輪減速器傳動比i2 = 4.02</p><p>　?。?）計算各軸的輸入功率</p><p><b>　　電動機軸</b></p><p>　　Pd = 6.542 kW</p><p>　　軸I （減速器高速軸） </p><p>

12、　　軸II（減速器低速軸）</p><p>　?。?）計算各軸的轉速</p><p><b>　　電動機軸 </b></p><p>　　軸I ： </p><p><b>　　軸II ：</b></p><p>　?。?）計算各軸的轉矩</p>

13、<p><b>　　電動機軸 </b></p><p><b>　　軸I </b></p><p><b>　　軸II </b></p><p>　　把上述計算結果列于下表：</p><p>　　五、傳動零件的設計計算</p><p>

14、;　　1.普通V帶傳動的設計計算</p><p><b>　?、俅_定計算功率Pc</b></p><p>　?。ㄊ街腥」ぷ髑闆r系數KA = 1.3）</p><p>　　②根據計算功率Pc與小帶輪的轉速，查《機械設計基礎》圖10-10，選擇B型V帶</p><p>　?、鄞_定帶輪的基準直徑dd1，dd2</p>

15、;<p>　　由圖10-10得，推薦的小帶輪基準直徑為125 ~ 140mm，則</p><p>　　取小帶輪直徑dd1 = 140mm > dmin=75mm</p><p>　　根據GB/T 13575.1-1992 取大帶輪的直徑dd2 = 500mm</p><p><b>　　④驗證帶速</b></p>

16、;<p>　　在5m/s ~ 25m/s之間，故帶的速度合適。</p><p>　　⑤確定V帶的基準直徑和傳動中心距a0</p><p>　　那么取a0 = 500mm</p><p><b>　　V帶的基準長度為</b></p><p>　　查《機械設計基礎》表10-2，選取帶的基準直徑長度Ld = 20

17、00mm</p><p><b>　　實際中心距</b></p><p>　　⑥驗算主動輪的最小包角</p><p>　　故主動輪上的包角合適</p><p><b>　?、哂嬎鉜帶的根數z</b></p><p>　　由nm = 970r/min，dd1 = 140mm&l

18、t;/p><p>　　查《機械設計基礎》表10-5得， ＝ 2.13kW</p><p>　　查《機械設計基礎》表10-6得，＝ 0.30kW</p><p>　　查《機械設計基礎》表10-7得， ＝ 0.89</p><p>　　查《機械設計基礎》表10-2得， ＝ 0..98</p><p><b>　　那么

19、V帶的根數z為</b></p><p><b>　　取z = 5根</b></p><p>　?、嘤嬎鉜帶的合適初拉力F0并計算作用在軸上的載荷FQ</p><p>　　單根普通V帶合適的初拉力F0可按下式計算：</p><p>　　計算作用在軸上的載荷</p><p>　　⑨帶輪的結

20、構設計：單位（mm）</p><p>　　2.齒輪傳動的設計計算</p><p>　?。?）選擇齒輪類型、材料、精度及參數</p><p>　?、龠x擇斜齒圓柱齒輪傳動（外嚙合）</p><p>　　②選擇齒輪材料：考慮減速器傳遞公里不大，所以齒輪采用軟齒面；</p><p>　　小齒輪材料采用45#鋼，調質，齒面硬度H

21、BS＝230</p><p>　　大齒輪材料選用ZG310-570，調質，齒面硬度HBS＝240</p><p>　　③選取齒輪為8級精度（GB 10095-1988）</p><p><b>　?、艹踹x螺旋角</b></p><p>　　⑤取小齒輪齒數，那么大齒輪的齒數為</p><p>　?。?/p>

22、2）按齒面接觸疲勞強度設計</p><p><b>　?、僦行木郺0</b></p><p><b>　　式中，。</b></p><p>　　查《機械設計基礎》圖7-26，有＝ 570MPa；查表7-5，＝1</p><p>　　查表7-4，K＝1.3；齒寬系數?。海?.4</p>

23、<p><b>　?、谟嬎隳?lt;/b></p><p>　　查表7-1取模數標準值mn ＝3</p><p><b>　　③計算中心距a</b></p><p>　　圓整中心距，取a ＝ 190 mm</p><p><b>　?、苄拚菪?lt;/b></p>

24、;<p>　?、萦嬎銉升X輪分度圓直徑</p><p><b>　　小齒輪 </b></p><p><b>　　大齒輪 </b></p><p><b>　?、抻嬎泯X寬</b></p><p>　　取小齒輪齒寬b1＝78mm；大齒輪齒寬b2＝76mm

25、</p><p>　?。?）校核彎曲疲勞強度</p><p><b>　?、傩：?lt;/b></p><p><b>　　，其中</b></p><p>　　查《機械設計基礎》表7-4，得K＝1.3；查圖7-23，得YF＝2.76</p><p>　　查圖7-24，有＝ 190M

26、Pa；查表7-5，有＝1.3</p><p><b>　　那么有</b></p><p><b>　　則設計滿足要求。</b></p><p>　?、邶X輪傳動的幾何尺寸，制表如下：（詳細見零件圖）</p><p>　　六、減速器鑄造箱體的主要結構尺寸</p><p>　　查《

27、機械設計課程設計基礎》表3-1經驗公式，列結果于下表</p><p><b>　　七、軸的設計計算</b></p><p><b>　　1.高速軸的設計</b></p><p>　?。?）選擇軸的材料：選取45#鋼，調質，HBS=230</p><p>　?。?）初步估算軸的最小直徑</p&g

28、t;<p>　　根據教材公式，取，則</p><p><b>　?。?）軸的結構設計</b></p><p>　　考慮帶輪的機構要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑；根據密封件的尺寸，選取裝軸承處的軸徑為d＝40mm</p><p>　　兩軸承支點間的距離為：</p><p>　　式中 ——小齒輪齒寬，＝78mm

29、</p><p>　　——箱體內壁與小齒輪端面的間隙，＝12mm</p><p>　　——箱體內壁至軸承端面的距離，?。?0mm</p><p>　　——軸承寬度，初選6308型深溝球軸承，查表13-3得＝23mm</p><p><b>　　帶入上式得</b></p><p>　　帶輪對稱線到軸

30、承支點的距離為</p><p>　　式中 ——軸承蓋的凸緣厚度，=40mm</p><p>　　——螺栓頭端面至帶輪端面的距離，?。?5mm</p><p>　　——軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表得＝5.3mm</p><p>　　——帶輪寬度，＝118mm</p><p><b>　　帶入上式得</b

31、></p><p>　?。?）按彎扭合成應力校核軸的強度</p><p><b>　　①繪出軸的計算簡圖</b></p><p>　　軸的計算簡圖如圖所示</p><p>　?、谟嬎阕饔迷谳S上的力</p><p><b>　　小齒輪受力分析</b></p>

32、<p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p>　　帶傳動作用在軸上的壓力</p><p><b>　?、塾嬎阒Х戳?lt;/b></p>&l

33、t;p><b>　　水平面</b></p><p><b>　　垂直面</b></p><p><b>　?、茏鰪澗貓D</b></p><p><b>　　水平面彎矩</b></p><p><b>　　垂直面彎矩</b><

34、;/p><p><b>　　合成彎矩</b></p><p><b>　?、葑鲝澗貓D</b></p><p><b>　　⑥作計算彎矩圖</b></p><p>　　當扭轉剪應力為脈動循環(huán)變應力時，取系數</p><p>　　⑦按彎矩合成應力校核軸的強度&l

35、t;/p><p>　　軸的材料為45#鋼，調質，查表得拉伸強度極限，對稱循環(huán)變應力時的許用應力。</p><p><b>　　由計算彎矩圖可見，</b></p><p>　　A剖面的計算彎矩最大，該處的計算應力為</p><p>　　D剖面的計算彎矩最小，該處的計算應力為</p><p>　　八、滾動

36、軸承的選擇和計算</p><p>　?、龠x取的軸承：型號為6308深溝球軸承（每根軸上安裝一對）</p><p>　　查《機械設計課程設計》表13-3和查《機械設計基礎》表18-11，</p><p><b>　?、谳S承A的徑向載荷</b></p><p><b>　　軸向載荷：</b></p

37、><p><b>　　軸承B的徑向載荷</b></p><p><b>　　軸向載荷：</b></p><p>　　由此可見，軸承A的載荷大，應該驗算軸承A</p><p>　?、塾嬎爿S承A的徑向當量動載荷</p><p>　　查表13-3得到：，取</p><

38、;p>　　，故查表18-11得：</p><p><b>　　則其徑向當量動載荷</b></p><p>　　因兩端選擇同樣尺寸的軸承，故選軸承A的徑向當量動載荷P為計算依據。</p><p>　　工作溫度正常，查《機械設計基礎》表18-8得，溫度系數為</p><p>　　按中等沖擊載荷，查《機械設計基礎》表18

39、-9得，載荷系數</p><p>　　按設計要求，軸承的壽命為，則</p><p>　　因為，所以選取的軸承合適</p><p>　　九、鍵聯(lián)接的選擇和強度校核</p><p>　　1.高速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接</p><p>　　（1）選用圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　按軸徑d＝40

40、mm，及帶輪寬 ＝118mm，查表10-1選鍵12×100 GB/T 1096-1979</p><p><b>　?。?）強度校核</b></p><p>　　鍵材料選擇45#鋼，V帶輪材料為鑄鐵，查表得鍵聯(lián)接的許用應力，鍵的工作長度，。</p><p><b>　　擠壓應力</b></p>&l

41、t;p>　　2. 低速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接</p><p>　?。?）選用圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　按軸徑d＝60mm，及帶輪寬 ＝92mm，查表10-1選鍵16×56 GB/T 1096-1979</p><p><b>　?。?）強度校核</b></p><p>　　鍵材料選擇45#鋼，

42、V帶輪材料為鑄鋼，查表得鍵聯(lián)接的許用應力，鍵的工作長度，。</p><p><b>　　擠壓應力</b></p><p>　　十、聯(lián)軸器的選擇和計算</p><p><b>　　聯(lián)軸器的計算轉矩</b></p><p>　　查表取工作情況系數，因前面在計算電動機功率時已考慮功率備用系數1.3，故計算

43、轉矩為</p><p>　　根據工作條件，選用十字滑塊聯(lián)軸器，查表15-4得是自滑塊聯(lián)軸器的許用轉矩，許用轉速，配合軸徑d = 40mm，配合長度L1 = 90mm。</p><p><b>　　十一、減速器的潤滑</b></p><p>　　齒輪傳動的圓周速度為</p><p>　　因，所以采用浸油潤滑，由表14-1，

44、選用L－AN68全損耗系統(tǒng)用油（GB 443-1989），大齒輪浸入油中的深度約為1～2個齒高，但不應少于10mm。</p><p>　　對軸承的潤滑，因，采用脂潤滑，由表14-2選用鈣基潤滑脂L-XAAMHA2（GB 491-1987），只需填充軸承空間的，并在軸承內側設擋油環(huán)，使油池中的油不能進入軸承以致稀釋潤滑脂。</p><p><b>　　十二、設計心得</b&g

45、t;</p><p>　　時間真的過得好快，仿佛昨天還是聽著師兄們抱怨課程設計的種種繁復，心里充滿了忐忑和期待，而今天，自己卻坐在這里寫下自己的課程設計的最后一頁——設計心得。</p><p>　　作為一名過程裝備與控制工程專業(yè)大三的學生，我覺得用心的去做一次類似的機械課程設計是十分有意義，而且是十分必要的。</p><p>　　在已經度過的大學時光里，我們學習了許

46、多專業(yè)基礎課程，如：工程制圖，工程力學，機械設計基礎等等。我們在課堂上學到的僅僅是這些課程的理論層面，而且在考試之后，很快就會淡忘。如何去鍛煉我們的實踐層面？如何將這些知識融會貫通，并應用到生產實踐當中去呢？我想這次的課程設計為我們提供了一次絕好的機會，一個良好的實踐平臺。</p><p>　　在這短短的兩周時間里面，翻閱《機械設計課程設計》成了最習慣的動作。為了讓自己的設計更加完善，更好的利用已有的標準和經驗公

47、式使自己的設計更加符合生產實際，同時也為了讓設計能夠順利通過答辯，一次次的翻閱《課程設計》，一次次的研究“GB”們是十分必要的。</p><p>　　仔細的計算、完成的喜悅、細節(jié)的爭辯、無奈的重新來過……種種滋味在這14天內，一一上演，酸甜苦辣，應有盡有。很享受這種認真的感覺，很享受這種設計完成之后那種無與倫比的自豪和驕傲，很享受和舍友就一個螺栓直徑而吵得面紅耳赤的執(zhí)著，很享受跌倒后重新站起來的堅持。課程設計，讓

48、我們離工程師又近了一步。</p><p>　　原來這就是工程師啊！永遠要從實際生產出發(fā)，有據可依，有理可循——藝術家的無邊幻想和超越現實都和設計無緣。雖然離真正的工程師還有很長的路要走，但幸運的是今天的課程設計讓我們邁出了堅實的第一步。</p><p>　　最后要感謝老師們的辛苦工作，感謝這樣一個機會能讓我們停下來，總結自己，審視自己的未來。我相信經過這次的設計，大家都會對今后的工程師之路