【正文】 機械設(shè)計課程設(shè)計 院 部： 長江學(xué)院機電學(xué)院 班 級： 1232601 專 業(yè)： 機械電子工程 姓 名： 劉和林 學(xué) 號： 202130260102 指導(dǎo)教師： 廖老師 2021 年 01月 1 前言 1. 設(shè)計目的 機械設(shè)計課程是培養(yǎng)學(xué)生具有機械設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計則是機械設(shè)計課程的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同 時也是高等工科院校 大多數(shù)專業(yè)學(xué)生第一次全面的設(shè)計能力訓(xùn)練，其目的是： （ 1） 通過課程設(shè)計實踐，樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識培 養(yǎng)綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的的理論與實去分析和解決機械設(shè)計問題的能力。 （ 2）學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律。 （ 3）通過制定設(shè)計方案，合理選擇傳動機構(gòu)和零件類型，正確算 零件的工作能力，確定尺寸及掌握機械零件，以較全面的考慮制造工藝，使用和維護要求，之后進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，達到了解和掌握機械零件， 機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計過程和方法。 （ 4）學(xué)習(xí)進行機 械設(shè)計基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計算、繪圖、閱 設(shè)計資料和手冊、運用標準和規(guī)范等。 2 目錄 1. 運動簡圖和原始數(shù)據(jù) 2. 電動機選擇 3. 主要參數(shù)計算 4. V 帶傳動的設(shè)計計算 5. 減速器斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算 6. 機座結(jié)構(gòu)尺寸計算 7. 軸的設(shè)計計算 8. 鍵、聯(lián)軸器等的選擇和校核 9. 滾動軸承及密封的選擇和校核 10. 潤滑材料及齒輪、軸承的潤滑方法 11. 齒輪、軸承配合的選擇 12. 參考文獻 3 一、設(shè)計題目 展開式二級圓柱齒輪減速器 傳動裝置設(shè)計 二、運動簡圖 圖 1 1— 電動機 2— V 帶 3— 齒輪減速器 4— 聯(lián)軸器 5— 滾筒 6— 輸送帶 三、工作條件 該裝置單向傳送 ,載荷平穩(wěn) ,空載起動 ,兩班制工作 ,使用期限 10年 (每年按 300 天計算 ),輸送帶的速度容許誤差為 177。 5%. 四、原始數(shù)據(jù) 4 滾筒直徑 D（ mm）： 280 運輸帶速度 V（ m/s）： 運輸機的工作拉力 F（ N）： 1800 五、設(shè)計工作量 1 減速器總裝配圖一張 2 齒輪、軸零件圖各一張 3 設(shè)計說明書一份 一 . 電動機的選擇 一、確定電動機轉(zhuǎn)速 滾筒軸工作的轉(zhuǎn)速 wn 6 0 6 0 1 .3 5 2 9 2 .1 3 / m in2 2 3 .1 4 0 .2 8w vnrRn? ??? ? ??? 二、電動機輸出功率 dP 其中總效率為 3 2 3 20 .9 6 0 .9 9 0 .9 7 0 .9 9 0 .9 6 0 .8 3 3v? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?帶 軸 承 齒 輪 聯(lián) 軸 滾 筒 1 8 0 0 1 .3 5 2 .9 21 0 0 0 0 .8 3 3d FvP k w? ?? ? ? 查表可得 Y100L2 符合要求 ,故選用它。 Y100L2(同步轉(zhuǎn)速 2880 minr ， 2 極 )的相關(guān)參數(shù) 表 1 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 3kw 2880 minr 2200N mm? 2200N mm? 68kg 二 . 主要參數(shù)的計算 5 一、確定總傳動比和分配各級傳動比 傳動裝置的總傳動比 2880 3 1 .2 69 2 .1 3mwni n? ? ?總 查表可得 V 帶傳動單級傳動比常用值 2~4，圓柱齒輪傳動單級傳動比常用值為 3~5，展開式二級圓柱齒輪減速器 ? ?~? 。 初分傳動比為 Vi ?帶， 1 ? ， 2 ? 。 二、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 本裝置從電動機到工作機有三軸，依次為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ軸，則 各軸轉(zhuǎn)速 2880 1 1 5 2 m in2 .5mVnnri? ? ?Ⅰ帶 11152 2 7 1 . 5 1 m in4 . 2 4 3nnri? ? ?ⅠⅡ 22 7 1 . 5 1 8 9 . 5 8 m in3 . 0 3 1nnri? ? ?ⅡⅢ 各軸功率 0 2 .9 2 0 .9 6 2 .8 0 3dd VP P P k w??? ? ? ? ? ?Ⅰ Ⅰ 帶 2 .8 0 3 0 .9 9 0 .9 7 2 .6 9 2P P P k w? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 軸 承 齒 輪 2. 69 2 0. 99 0. 97 2. 58 5P P P k w? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅱ 軸 承 齒 輪 各軸轉(zhuǎn)矩 2 . 9 29 5 5 0 9 5 5 0 9 . 6 8 32880dddPT N mn? ? ? ? ? 0 9 .6 8 3 2 .5 0 .9 6 2 3 .2 4d VT T i N m?? ? ? ? ? ?Ⅰ Ⅰ帶 1 23. 24 43 9 7 94. 689T T i N m?? ? ? ? ? ? ?Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ 2 9 4 .6 8 9 3 .0 3 1 0 .9 9 0 .9 7 2 7 5 .6 0 8T T i N m?? ? ? ? ? ? ?Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅲ 6 表 2 三 V 帶傳動的設(shè)計計算 一、確定計算功率 caP 查表可得工作情況系數(shù) ? 故 a AP k P k w? ? ? ? ? 二、選擇 V 帶的帶型 根據(jù) caPn、 ，由圖 68 可得選用 A 型帶。 三、確定帶輪的基準直徑 d 并驗算帶速 v 初選小帶輪的基準直徑 1d 。 查表 61 可得選取小帶輪的基準直徑 1 90dd mm? 項目 電機軸 高速軸Ⅰ 中間軸Ⅱ 低速軸Ⅲ 轉(zhuǎn)速 ( min)r 2880 1152 功率 ()kw 轉(zhuǎn)矩 ? ?Nm 傳動比 3 效率 7 驗算帶速 v 按計算式驗算帶的速度 1 9 0 2 8 8 0 1 3 .5 6 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0ddnv m s? ? ??? ? ??? 計算大帶輪的基準直徑 2d 按式計算大帶輪的基準直徑 21 2. 5 90 22 5ddVd i d m m? ? ? ?帶 根據(jù)教材附 表 67， 可得 2 224dd mm? 。 確定 V 帶的中心距 a 和基準直徑 dL （ 1）按計算式 1 2 0 1 ( ) 2( )d d d dd d a d d? ? ? ?初定中心距0a ，考慮到設(shè)計要求結(jié)構(gòu)緊湊，故選0a=430mm （ 2）按計算式計算所需的基準長度 2210 0 1 2 0()2 ( )24 ddd d d ddL a d d a? ?? ? ? ?2( 2 2 4 9 0 )2 4 3 0 ( 9 0 2 2 4 )2 4 4 3 0? ?? ? ? ? ? ? ? =1364mm 查 教材附 表 62 可選帶的基準長度 1400dL mm? （ 3）按計算式計算實際中心距 a 00 1 4 0 0 1 3 6 4( 4 3 0 ) 4 4 822ddLLa a m m m m? ?? ? ? ? ? 中心距的變化范圍為 ? ?42 7 49 0m m m m 驗算小帶輪上的包角 1? ? ? ? ?1 2 1 5 7 . 3 5 7 . 31 8 0 1 8 0 2 2 4 9 0 1 6 3 1 2 0448dddd a? ? ? ? ? ? ? ? ? 計算帶的根數(shù) （ 1）計算單根 V 帶的額定功率 rP 由 1 90 288 0 m i ndd mm n r??和 由附表 63 表可得 0 1..64P kw? 根據(jù) 2 8 8 0 m in 2 .5n r i??，和 A 型帶，由 附表 64 得 0 kw?? 、 由 8 附表 62 得 ? 由附表 65 得 k? =。 故 ? ? ? ?r 0 0P 1 .6 4 0 .3 4 0 .9 6 0 .9 6 1 .8 2 5LP P k k k w?? ? ? ? ? ? ? ? （ 2）計算 V 帶的根數(shù) Z r3 .5 0 4 1 .9 2P 1 .8 2 5caP? ? ? ? 故取 V 帶根數(shù)為 2 根 計算單根 V 帶的初拉力的最小值 ? ?0minF 查表可得 A 型帶的單位長度質(zhì)量 kg m? ? ? ? ? 20 m i n 2 . 5500 cakPF q vk Zv????? ? ? 22 . 5 0 . 9 6 3 . 5 0 4( 5 0 0 0 . 1 1 3 . 5 6 4 ) 1 2 2 . 5 80 . 9 6 2 1 3 . 5 6 4 NN??? ? ? ? ??? 應(yīng)使帶的實際初拉力 ? ?00minFF?。 計算壓軸力 pF 壓軸力的最小值為 ? ? ? ? 10m in m in2 s in 2PF Z F ?? 1632 2 1 2 2 .5 8 s in 2? ? ? ? 。= 四 減速器斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算 一、高速級齒輪 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （ 1）按 圖所示的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。 （ 2）運輸裝置為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度。 （ 3）材料選擇：查 附 表 81 可選擇小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì) )，硬度為 280HBS；大齒輪材料為 45 鋼 (調(diào)質(zhì) )，硬度為 240HBS，二 9 者材料硬度差為 40HBS。 （ 4）選小齒輪齒數(shù) 1 20Z? ，大齒輪齒數(shù) 2 20 85Z ? ? ?，取 2 85Z ? （ 5）選取螺旋角，初選螺旋角 14?? 按齒面接觸強度設(shè)計，按計算式試算即 ? ?3 2112 1t HEtdHkT ZZudu??????? ??? ?? （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①試選 ? ， 1 ?? ? ， 2 ?? ? 則有 12 ? ? ?? ? ?? ? ? ②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 1 N m? ③查 附 圖 83 可選取區(qū)域系數(shù) ? 查 附 表 86 可選取齒寬系數(shù) 1d?? ④查 附 表 85 可得材料的