.. 3 10 16 17 17 18 18 20 21機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理及設(shè)計(jì)課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。1．綜合運(yùn)用《機(jī)械原理及設(shè)計(jì)》課程及其它有關(guān)先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)踐知識2．在設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法步基礎(chǔ)以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等工程師在機(jī)械設(shè)計(jì)方面必須具備的基本訓(xùn)練進(jìn)行一次訓(xùn)練。帶式運(yùn)輸機(jī)傳動系統(tǒng)中的展開式二級圓柱齒輪減速器減速器減速器聯(lián)軸器v輸送帶聯(lián)軸器滾筒2）工作條件單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動，經(jīng)常滿載，空載起動，單班制工作，使用期限5年，輸送帶速度容許誤差為±5%。3）原始數(shù)據(jù)輸送帶拉力F（N）2.6×103輸送帶速度v（m/s）4）設(shè)計(jì)工作量（1）設(shè)計(jì)說明書（2）減速器裝配圖（3）減速器零件圖3計(jì)算及說明1）電動機(jī)的選擇（1）選擇電動機(jī)的類型構(gòu)，電壓380V.(2)選擇電動機(jī)的容量此帶式運(yùn)輸機(jī)，其電動機(jī)所需功率為pdpη=wηΣ式中：p—工作機(jī)的有效功率，即工作機(jī)的輸出功率，單位為kW。wη—從電動機(jī)到工作輸送帶間的總效率。Ση是組成傳動裝置和工作機(jī)的各部分運(yùn)動副或傳動副的效率乘積。設(shè)η、Σ1η,η,η分別為聯(lián)軸器、滾動軸承、齒輪傳動及卷筒傳動的效率，則查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表9-1取η=0.99，η2424ΣP=W所以電動機(jī)所需功率=WdΣd3（3）確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速Σw所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為dΣw根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速由機(jī)械手冊選定電動機(jī)型號為Y112M-4，其主wPd所選電機(jī)Y112M-4Y112M-4額定功率∕4滿載轉(zhuǎn)速∕啟動轉(zhuǎn)距額定轉(zhuǎn)矩2.2最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩2.2HABCDEGKBY112M726212000804252)傳動裝置的總傳動比和分配傳動比m=m=ΣΣw（2）分配傳動比iΣ（2）分配傳動比iΣ1iii13）各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)(1)各軸的轉(zhuǎn)速1Ⅲ軸2=Ⅲ軸2（2）各軸的輸入功率Ⅲ軸p2p3總傳動比Σ12(3)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為6xpdmⅢ軸軸名功率P∕kW轉(zhuǎn)矩T∕轉(zhuǎn)速n(rmin電機(jī)軸3.182.109x1041440Ⅱ軸2.991.134x105256.7Ⅲ軸2.844.244x10564卷筒軸2.764.119x10564齒輪材料4.齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪材料1）高速級齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算45鋼（1）齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪~286）HBS取小齒齒數(shù)Z=171高速級大齒輪選用45#鋼正火，齒面硬度為大齒輪（156~217）HBS②齒輪精度按GB/T10095－1998（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》以下簡稱教材p168），選擇(2)設(shè)計(jì)計(jì)算①設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪要正常工作必須滿足一定的強(qiáng)度以免失效，因此要通過強(qiáng)度計(jì)算來設(shè)計(jì)齒輪的尺寸，先分別按齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出最小分度圓直徑進(jìn)而算出模數(shù)，比較兩者的大小，然后按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取值，再根據(jù)模數(shù)算出最后的分度圓直徑等齒輪尺寸?？紤]到裝配時(shí)兩齒輪可能產(chǎn)生軸向誤差，常取大齒輪齒寬b2=b,而小齒輪寬b1=b+(5~10)mm,以便于裝配。②按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)3dx(ZHZEHHHlim1Hlim2Hlim1SHHlim2H2SHH1]H2]HHE初取小齒輪的分度圓直徑d=42.5mmdd11于是有小齒輪的分度圓直徑3xd3xdHx4x33=③計(jì)算幾何尺寸④校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度FFE1FE2FF1FE1=FF于是有Fa1Sa1=F1Fa2Sa2=F2大齒輪的數(shù)值較大，選用。=1.57mm32KT1F34對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，按教材p57GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=2mm但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑11=1=⑤計(jì)算幾何尺寸22221取模數(shù)m=2mm12a=139mm12b=42mm12齒頂圓直徑a2240mm齒根圓直徑f175.7mm初取m=3.15f11f2f222）低速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）齒輪材料、精度、齒數(shù)小齒齒數(shù)Z=241齒輪精度:按教材p168GB/T10095－1998，選擇7級，齒根噴丸強(qiáng)化(2)設(shè)計(jì)計(jì)算①設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪要正常工作必須滿足一定的強(qiáng)度以免失效，因此要通過強(qiáng)度計(jì)算來設(shè)計(jì)齒輪的尺寸，先分別按齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出最小分度圓直徑進(jìn)而算出模數(shù)，比較兩者的大小，然后按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取值，再根據(jù)模數(shù)算出最后的分度圓直徑等齒輪尺寸?？紤]到裝配時(shí)兩齒輪可能產(chǎn)生軸向誤差，常取大齒輪齒寬b2=b,而小齒輪寬b1=b+(5~10)mm,以便于裝配。②按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)3φd3φduH取K=1.6，標(biāo)準(zhǔn)齒輪ZHH123d3dHx5x3)2=③計(jì)算幾何尺寸d1=Z11④按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)32KT2F5N.FE1FE2FF1σFE1SFF2σFE2=SF于是有Fa1Sa1=F1Fa2Sa2=F2大齒輪的數(shù)值較大，選用。計(jì)算模數(shù)32KT233F522a=188mm12a=188mm1時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=75.7mm1來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).222212ddmddma2=67.5mf1f2f22tNFrtNFr=361.89N作用在齒輪上的力：小齒輪分度圓直徑d=1切向力Ft=1=d14。rtmm⑵初步確定軸的最小直徑先按教材p241初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)Pn1套柱銷聯(lián)軸器合,故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。參考教材p291選擇K=1.5A4因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以查指導(dǎo)書綜合電動機(jī)的軸頸選取LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為63Nm,半聯(lián)軸器的孔徑d=20mm,d=20mm,半聯(lián)軸器長度L=621⑶根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度肩,根據(jù)h＞0.07d,取h=1.5,故取Ⅱ-Ⅲ的直徑d=23mm6205深溝球軸承6205深溝球軸承1右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位.高度ⅥⅦ定位.已知齒輪轂的寬度為45mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段ⅥⅦ④軸承端蓋的總寬度為10mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定).根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求,考慮軸承座的寬度,故?、萑↓X輪距箱體內(nèi)壁之距離a=12mm,兩圓柱齒輪間的距離c=16mm.考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動軸承位置時(shí),應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取低速齒輪輪轂長L=40mm,則至此,已初步確定了軸的各端直徑和長度.⑷高速軸周向固定根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》p200齒輪和半聯(lián)軸器的軸向H定位均采用平鍵連接。根據(jù)Ⅵ-Ⅶ段軸頸dⅥ-Ⅶ由指導(dǎo)書p116查得截面尺寸b×h＝8×7。鍵槽用銑刀的配合為H7n6。半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵b×h×L＝6×6×32，半ⅥⅦl=38mml=Ⅷ⑸倒角與圓角由指導(dǎo)書p85軸上的圓角Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ處R=1.0，Ⅴ、Ⅵ處R=1.6.左軸端⑹高速軸結(jié)構(gòu)圖如下???????2）中間軸結(jié)構(gòu)P2223）輸出軸結(jié)構(gòu)P最小直徑dC334)高速軸受力分析⑴受力分析圖如下V1F=V2FLr3r3=F=H1FFFF=⑶水平面支撐反力F=⑶水平面支撐反力F=H1740.7NH2tH1V1H1H1H12M=H2H2HH2H232125）按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核高速軸的強(qiáng)度M221)22226）軸的安全系數(shù)校核⑴判斷危險(xiǎn)截面疲勞強(qiáng)度的影響來看,截面Ⅵ和Ⅶ處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,從受載來看,截面C上的應(yīng)力最大.截面Ⅵ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同時(shí)軸徑也較大,故不必做強(qiáng)度校核.截面C上雖然應(yīng)力最大,但是應(yīng)力集中不大,而且這里的直徑最大,故C截面也不必做強(qiáng)度校核,截面Ⅳ和Ⅴ顯然更加不必要做強(qiáng)度校核.鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而,該軸只需校核截面Ⅶ左右兩側(cè)即可.⑵截面Ⅶ左側(cè)M=2此軸合理安全危險(xiǎn)截面截面Ⅶ3T1彎曲應(yīng)力σ扭轉(zhuǎn)應(yīng)力σMT=1BS=12.5》Mσσ只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)σkσσσσa1=2只考慮轉(zhuǎn)矩作用時(shí)安全系數(shù)τT1=最后得計(jì)算安全系數(shù)S=22⑶截面Ⅶ右側(cè)3T1彎曲應(yīng)力σ扭轉(zhuǎn)應(yīng)力σMT=1BM只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)σkσσσ1=2只考慮轉(zhuǎn)矩作用時(shí)安全系數(shù)T1=最后得計(jì)算安全系數(shù)S=7.2》S=7.2》2Pp鍵1：8×32AGB/T1096-2003鍵2：6×32AGB/T1096-2003根據(jù)指導(dǎo)書查得已選的深溝球軸承6205的額定動載荷C=1.4x104NrV2rV1H1LH2tH1可見軸承2所受力大于軸承1受力，所以只需算軸承2223P1）輸入軸聯(lián)軸器為了隔離振動和沖擊，選用彈性聯(lián)軸器，參考教材p291選擇K=1.5A4因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以查指導(dǎo)書綜合電動機(jī)的軸頸選取LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為63N·m2)輸出軸聯(lián)軸器因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，根據(jù)指導(dǎo)書p134選擇LT8彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為710N·mGB/T1096-2003GB/T1096-2003h>5年:彈性套柱銷聯(lián)軸器由于兩對嚙合齒輪中的大齒輪直徑徑相差不大，且它們的速度都不大，低速齒輪傳動可采用浸油潤輪傳動可采用浸油潤滑，由于齒面接觸應(yīng)力＜500MPa,由指導(dǎo)書p95的表2）滾動軸承潤滑5滑滾動軸承采用脂潤滑承脂（SY1514—1998）ZGN69-2.3)密封⑴為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大。并勻均布置，保證部分面處的密封性。⑵為避免油池中稀油濺入軸承座，在齒輪與軸承之間放置擋油環(huán)。輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。1）減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)。⑴機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體外加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度⑵機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡單，拔模方便.⑶對附件設(shè)計(jì)A視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.δδb9為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.在機(jī)座和機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊耳，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.2）減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：箱座壁厚箱蓋壁厚箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度箱座底凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁聯(lián)接螺栓直徑機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑連接螺栓d間距2軸承端蓋螺釘直徑窺視孔蓋螺釘直徑定位銷直徑f12機(jī)壁距離f2緣距離軸承旁凸臺半徑計(jì)算公式1bpdfndbpdfndM2