機械設計基礎課程設計---單級圓柱齒輪減速器_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  機 械 設 計 基 礎</p><p><b>  課 程 設 計</b></p><p>  學生姓名: </p><p>  學 號: </p><p>  年 級: 2012級 </p>

2、<p>  專 業(yè):材料科學與工程專業(yè)</p><p>  院 (系):材料科學與工程學院</p><p>  指導教師: </p><p>  時 間:2015.1.15----2015.1.23</p><p><b>  目錄</b></p>

3、<p>  設計任務書……………………………………………………………………1</p><p><b>  一.前言</b></p><p>  1.1設計目的……………………………………………………………2</p><p>  1.2傳動方案的分析與擬定……………………………………………2</p><p> 

4、 二. 減速器結構選擇及相關性能參數(shù)計算</p><p>  2.1 電動機類型及結構的選擇…………………………………………3</p><p>  2.2 電動機選擇…………………………………………………………3</p><p>  2.3 確定電動機轉速……………………………………………………3</p><p>  2.4確定傳動裝置的總傳

5、動比和分配級傳動比………………………4</p><p>  2.5動力運動參數(shù)計算…………………………………………………4</p><p>  三.傳動零件的設計計算</p><p>  3.1減速器外部零件的設計計算--普通V形帶傳動…………………6</p><p>  四. 齒輪的設計計算</p><p>  4.

6、1直齒圓柱齒輪………………………………………………………8</p><p>  4.2齒輪幾何尺寸的設計計算</p><p>  4.2.1 按照接觸疲勞強度計算………………………………………8</p><p>  4.2.2 按齒根彎曲接觸強度校核計算………………………………9</p><p>  4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定………………

7、…………………………10</p><p>  4.3齒輪的結構設計……………………………………………………10</p><p><b>  五. 軸的設計計算</b></p><p>  5.1輸入軸的設計………………………………………………………11</p><p>  5.2輸出軸的設計………………………………………

8、………………16</p><p>  六.減速器箱體基本尺寸設計</p><p>  6.1箱體壁厚、凸緣、螺釘及螺栓……………………………………19</p><p>  6.2螺釘螺栓到箱體外避距離、箱體內部尺寸…………………………19</p><p>  6.3視孔蓋、其中吊耳和吊鉤……………………………………………20</p>

9、;<p>  6.4細節(jié)事項………………………………………………………………20</p><p>  七. 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇</p><p>  7.1 軸承的選擇……………………………………………………………22</p><p>  7.2 鍵的選擇計算及校核 ………………………………………………·22</p><

10、p>  7.3 聯(lián)軸器的選擇…………………………………………………………23</p><p>  八. 減速器潤滑、密封</p><p>  8.1潤滑的選擇確定………………………………………………………24</p><p>  8.2 密封的選擇確定………………………………………………………24 </p><p>  九. 減速器繪

11、制與結構分析</p><p>  9.1拆卸減速器……………………………………………………………25</p><p>  9.2 分析裝配方案…………………………………………………………25</p><p>  9.3 分析各零件作用、結構及類型………………………………………25</p><p>  9.4 減速器裝配草圖設計……………………

12、……………………………25</p><p>  9.5 完成減速器裝配草圖…………………………………………………26</p><p>  9.6 減速器裝配圖繪制過程………………………………………………26</p><p>  9.7 完成裝配圖……………………………………………………………27</p><p>  9.8 零件圖設計…………

13、…………………………………………………27</p><p>  十一.設計總結………………………………………………………………·28</p><p>  參考文獻…………………………………………………………………………29</p><p><b>  設計任務書</b></p><p>  設計一用于帶式運輸上

14、的單級直齒圓柱齒輪減速器。</p><p>  運輸機連續(xù)單向工作,一班工作制,載荷平穩(wěn),室內工作,有粉塵(運輸帶與滾筒摩擦阻力影響已經(jīng)在F中考慮)。</p><p>  生產(chǎn)條件:中等規(guī)模機械廠,可加工7—8級齒輪與蝸輪。</p><p>  動力來源:電力,三相交流380/220V</p><p><b>  題目數(shù)據(jù):<

15、/b></p><p>  運輸帶允許速度誤差為5%</p><p><b>  設計任務要求:</b></p><p>  減速器裝配圖紙一張(1號圖紙) 一張</p><p>  軸、齒輪零件圖紙各一張(3號圖紙) 兩張</p><p>  設計說明書一分 一份</

16、p><p><b>  一 、 前言</b></p><p><b>  1.1 設計目的</b></p><p>  (1)培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想,訓練綜合運用機械設計課程和其他相關課程的基礎理論并結合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力,鞏固、深化和擴展了相關機械設計方面的知識。</p><

17、;p> ?。?)通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設計,使我們掌握了一般機械設計的程序和方法,樹立正確的工程設計思想,培養(yǎng)獨立、全面、科學的工程設計能力和創(chuàng)新能力。</p><p>  (3)另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關技術資料的能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理等設計方面的能力。</p><p><b>  1.2傳動方案擬定</b>

18、</p><p>  1、傳動系統(tǒng)的作用及傳動方案的特點:</p><p>  機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要,是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外,還要求結構簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。</p>

19、;<p>  本設計中原動機為電動機,工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動,第一級傳動為帶傳動,第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。</p><p>  帶傳動承載能力較低,在傳遞相同轉矩時,結構尺寸較其他形式大,但有過載保護的優(yōu)點,還可緩和沖擊和振動,故布置在傳動的高速級,以降低傳遞的轉矩,減小帶傳動的結構尺寸。</p><p>  齒輪傳動的傳動效率高,適用的功率和

20、速度范圍廣,使用壽命較長,是現(xiàn)代機器中應用最為廣泛的機構之一。本設計采用的是單級直齒輪傳動。</p><p>  減速器的箱體采用水平剖分式結構,用HT200灰鑄鐵鑄造而成。</p><p>  2、傳動方案的分析與擬定</p><p>  1、工作條件:使用年限10年,工作為一班工作制,載荷平穩(wěn),室內工作。</p><p>  2、原始數(shù)據(jù)

21、:滾筒圓周力F=4000N;</p><p>  帶速V=1.5m/s;</p><p>  滾筒直徑D=350mm;</p><p><b>  3、方案擬定:</b></p><p>  采用V帶傳動與齒輪傳動的組</p><p>  合,即可滿足傳動比要求,同時由于</p>&

22、lt;p>  帶傳動具有良好的緩沖,吸振性能,</p><p>  適應大起動轉矩工況要求,結構簡單,</p><p>  成本低,使用維護方便。</p><p>  圖1 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖</p><p>  九. 減速器繪制與結構分析</p><p><b>  9.1 拆卸減速器</

23、b></p><p>  按拆卸的順序給所有零、部件編號,并登記名稱和數(shù)量,然后分類、分組保管,避免產(chǎn)生混亂和丟失;拆卸時避免隨意敲打造成破壞,并防止碰傷、變形等,以使再裝配時仍能保證減速器正常運轉。</p><p><b>  拆卸順序:</b></p><p><b> ?、佟⒉鹦队^察孔蓋。</b></p&

24、gt;<p> ?、凇⒉鹦断潴w與箱蓋聯(lián)連螺栓,起出定位銷釘,然后擰動起蓋螺釘,卸下箱蓋。</p><p> ?、?、拆卸各軸兩邊的軸承蓋、端蓋。</p><p> ?、?、一邊轉動軸順著軸旋轉方向將高速軸軸系拆下,再用橡膠榔頭輕敲軸將低、中速軸系拆卸下來。</p><p> ?、?、最后拆卸其它附件如油標尺、放油螺塞等。</p><p&g

25、t;  9.2 分析裝配方案</p><p>  按照先拆后裝的原則將原來拆卸下來的零件按編好的順序返裝回去。</p><p> ?、?、檢查箱體內有無零件及其他雜物留在箱體內后,擦凈箱體內部。將各傳動軸部件裝入箱體內;</p><p> ?、?、將嵌入式端蓋裝入軸承壓槽內,并用調整墊圈調整好軸承的工作間隙。</p><p> ?、?、將箱內各零件

26、,用棉紗擦凈,并塗上機油防銹。再用手轉動高速軸,觀察有無零件干涉。經(jīng)檢查無誤后,合上箱蓋。</p><p> ?、?、松開起蓋螺釘,裝上定位銷,并打緊。裝上螺栓、螺母用手逐一擰緊后,再用扳手分多次均勻擰緊。</p><p> ?、荨⒀b好軸承小蓋,觀察所有附件是否都裝好。用棉紗擦凈減速器外部,放回原處,擺放整齊。</p><p>  9.3 分析各零件作用、結構及類型:

27、</p><p><b>  主要零部件:</b></p><p> ?、?、軸:主要功用是直接支承回轉零件,以實現(xiàn)回轉運動并傳遞動力。高速軸屬于齒輪軸;低速軸為轉軸,屬階梯軸。</p><p> ?、凇⑤S承:用來支承軸或軸上回轉零件、保持軸的旋轉精度、減小磨擦和磨損。</p><p> ?、?、齒輪:用來傳遞任意軸間的運動

28、和動力,在此起傳動及減速作用,都為斜齒圓柱齒輪。</p><p>  9.4 減速器裝配草圖設計</p><p> ?。?)裝配圖的作用:</p><p>  裝配圖表明減速器各零件的結構及其裝配關系,表明減速器整體結構,所有零件的形狀和尺寸,相關零件間的聯(lián)接性質及減速器的工作原理,是減速器裝配、調試、維護等的技術依據(jù),表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減

29、速器的調整和使用方法。</p><p><b> ?。?)設計內容:</b></p><p>  進行軸的設計,確定軸承的型號、軸的支點距離和作用在軸上零件的力的作用點,進行軸的強度和軸承壽命計算,完成軸系零件的結構設計以及減速器箱體的結構設計。</p><p> ?。?)初繪減速器裝配草圖:</p><p>  主要繪

30、制減速器的俯視圖和部分主視圖:</p><p>  1、畫出傳動零件的中心線;</p><p>  2、畫出齒輪的輪廓;</p><p>  3、畫出箱體的內壁線;</p><p>  4、確定軸承座孔寬度,畫出軸承座的外端線; </p><p>  5、軸的結構設計(徑向尺寸、軸向尺寸);</p>&l

31、t;p>  6、畫出軸、滾動軸承和軸承蓋的外廓。</p><p>  9.5 完成減速器裝配草圖</p><p><b> ?。?)、視圖布局:</b></p><p>  ①、選擇3個基本視圖,結合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補充。</p><p> ?、凇⑦x擇俯視圖作為基本視圖,主視和左視圖表達減速器外形,將

32、減速器的工作原理和主要裝配關系集中反映在一個基本視圖上。</p><p><b>  布置視圖時應注意:</b></p><p>  a、整個圖面應勻稱美觀,并在右下方預留減速器技術特性表、技術要求、標題欄和零件明細表的位置。</p><p>  b、各視圖之間應留適當?shù)某叽鐦俗⒑土慵蛱枠俗⒌奈恢谩?lt;/p><p> 

33、?。?)、尺寸的標注:</p><p>  特性尺寸:用于表明減速器的性能、規(guī)格和特征。如傳動零件的中心距及其極限偏差等。</p><p>  外形尺寸:減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。</p><p>  安裝尺寸:減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。</p><

34、p> ?。?)、標題欄、序號和明細表:</p><p> ?、佟⒄f明機器或部件的名稱、數(shù)量、比例、材料、標準規(guī)格、標準代號、圖號以及設計者姓名等內容。</p><p> ?、?、裝備圖中每個零件都應編寫序號,并在標題欄的上方用明細表來說明。</p><p> ?。?)、技術特性表和技術要求:</p><p>  ①、技術特性表說明減速器的

35、主要性能參數(shù)、精度等級,布置在裝配圖右下方空白處。</p><p> ?、凇⒓夹g要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點、嚙合側隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗、包裝運輸要求。</p><p> ?、凇⒓夹g要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點、嚙合側隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗、包裝運輸要求。</p><p>  9.6 減速器裝

36、配圖繪制過程:</p><p><b> ?。?)、畫三視圖:</b></p><p> ?、佟⒗L制裝配圖時注意問題: </p><p>  a、先畫中心線,然后由中心向外依次畫出軸、傳動零件、軸承、箱體及其附件。</p><p>  b、先畫輪廓,后畫細節(jié),先用淡線最后加深。</p><p> 

37、 c、3個視圖中以俯視圖作基本視圖為主。</p><p>  d、剖視圖的剖面線間距應與零件的大小相協(xié)調,相鄰零件剖面線盡可能取不同。</p><p>  e、對零件剖面寬度的剖視圖,剖面允許涂黑表示。</p><p>  f、同一零件在各視圖上的剖面線方向和間距要一致。</p><p> ?。?)、軸系的固定:</p><

38、;p>  軸向固定:滾動軸承采用軸肩和悶蓋或透蓋,軸套作軸向固定;齒輪同樣。</p><p> ?。?)、減速器的箱體和附件:</p><p> ?、?、箱體:用來支持旋轉軸和軸上零件,并為軸上傳動零件提供封閉工作空間,防止外界灰砂侵入和潤滑逸出,并起油箱作用,保證傳動零件嚙合過程良好的潤滑。材料為:HT200。加工方式如下: 加工工藝路線:鑄造毛坯→時效→油漆→劃線→粗精加工基準面→

39、粗、精加工各平面→粗、半精加工各主要加工孔→精加工主要孔→粗、精加工各次要孔→加工各緊固孔、油孔等→去毛刺→清洗→檢驗</p><p> ?、?、附件:包括窺視孔及窺視孔蓋、通氣器、軸承蓋、定位銷、啟箱螺釘、油標、放油孔及放油螺塞、起吊裝置。</p><p><b>  9.7 完成裝配圖</b></p><p> ?。?)、標注尺寸:標注尺寸反

40、映其的特性、配合、外形、安裝尺寸;</p><p>  (2)、零件編號(序號):由重要零件,按順時針方向依次編號,并對齊;</p><p><b> ?。?)、技術要求;</b></p><p><b>  (4)、審圖;</b></p><p><b>  (5)、加深。</b&

41、gt;</p><p><b>  9.8 零件圖設計</b></p><p>  (一)、零件圖的作用:</p><p>  1、反映設計者的意圖,是設計、生產(chǎn)部門組織設計、生產(chǎn)的重要技術文件。</p><p>  2、表達機器或部件運載零件的要求,是制造和檢驗零件的依據(jù)。</p><p>  

42、(二)、零件圖的內容及繪制:</p><p>  1、選擇和布置視圖:</p><p> ?。?)、軸:采用主視圖和剖視圖。主視圖按軸線水平布置,再在鍵槽處的剖面視圖。</p><p> ?。?)、齒輪:采用主視圖和側視圖。主視圖按軸線水平布置(全剖),反映基本形狀;側視圖只畫出局部視圖。</p><p>  2、合理標注尺寸及偏差:<

43、/p><p>  (1)、軸:,徑向尺寸以軸線為基準標注,有配合處徑向尺寸應標尺寸偏差;軸向尺寸以軸孔配合端面及軸端面為基準,反映加工要求,不允許出現(xiàn)封閉尺寸鏈。</p><p> ?。?)、齒輪:徑向尺寸以軸線為基準,軸孔、齒頂圓應標相應的尺寸偏差;軸向尺寸以端面為基準,鍵槽尺寸應相應標出尺寸偏差。</p><p><b>  3、表面粗糙度標注</b

44、></p><p> ?。?)、軸:查表軸加工表面粗糙度Ra薦用值。</p><p> ?、?、與傳動件及聯(lián)軸器等輪轂相配合的表面取1.6。</p><p> ?、凇⑴c滾動軸承相配合的表面,軸承內徑d≤80mm取1.0。</p><p> ?、?、與傳動件及聯(lián)軸器相配合的軸肩端面取3.2。</p><p>  ④、平

45、鍵鍵槽工作面取3.2,非工作面取6.3。</p><p> ?、?、與滾動軸承相配合的軸肩端面,d≤80mm的取2.0。</p><p>  (2)、齒輪:查齒輪表面粗糙度Ra薦用值。</p><p>  ①、齒輪工作面、齒頂圓、與軸肩配合的端面取3.2。</p><p><b> ?、凇⑤S孔取1.6。</b></p

46、><p>  ③、平鍵鍵槽取3.2(工作面);12.5(非工作面)。</p><p>  4、合理標注形狀和位置公差</p><p>  (1)、軸:取公差等級為8級,推薦標注項目有圓柱度、圓跳動度、對稱度。</p><p> ?。?)、齒輪:取公差等級為8級,推薦標注項目有圓柱度、圓跳動度、對稱度。</p><p>&l

47、t;b>  5、技術要求</b></p><p>  軸:1、調質處理,硬度為217~255HBS。</p><p>  2、圓角半徑為R1。</p><p>  齒輪:調質處理,硬度為217~255HBS。</p><p><b>  十. 設計總結</b></p><p> 

48、 為期一周多的課程設計已接近尾聲了,這是令人難忘的一個星期。這一周的經(jīng)歷讓我成長了很多,對于未知的事物人類總是會感到恐懼,在實踐過程中,我發(fā)現(xiàn)自己有很多知識都不懂,而又總自以為是的去做,后來卻發(fā)現(xiàn)錯了,多時的努力化為泡沫。我曾一度的想要放棄,我的耐心已經(jīng)被一次次的錯誤,又一次次地修改,令人崩潰的是在我算到軸的時候,發(fā)現(xiàn)齒輪的設計是錯誤的,我改正;在我算完軸后,在和同學交流時,卻發(fā)現(xiàn)自己忘了考慮鍵槽,也就是說我前面算的齒輪和軸幾乎全錯,得

49、全部從頭來過。當時我真的不想再繼續(xù)了,后來在同學地鼓勵和幫助下,堅持下來了。</p><p>  這件事讓我學到了很多,也明白了很多。做一件事之前,我們必須要有所準備,切莫自以為是。就那這件事來說,如果我開始之前就將這些知識點弄懂,先觀看別人的設計報告,相信也不會發(fā)生這么多錯誤了。做事不能閉門造車,應該多和他人交流,學習他們好的方法,如此定能事半功倍。我明白了現(xiàn)在講究的是團隊合作,這是時代的潮流,在和他人共同努力

50、合作的情況下,我們才能更快更好的完成任務。還有,做事不能一遇到困難就想要放棄,不然很難會有所成就。</p><p>  在這件事后,我開始和同學們一起交流,一起畫圖。同樣的很難,經(jīng)常發(fā)生錯誤,我們一起解決,當遇到疑惑時我們一起討論,不知不覺間,我們之間的關系越來越近了。由于大學同學們都有很多自己的事要做,平時也沒有多少時間在一起交流,慢慢地都變得有點陌生了,而通過這次實踐,我們又找到了初到大學時的那種感覺,為我們

51、的大學生活添上了豐富多彩的一筆。</p><p>  以上都是我在為人處事方面的收獲,除了這些,我在對這門課程的理論知識和實踐環(huán)節(jié)也學到了很多知識。</p><p>  通過本次實踐,我們將理論與實踐聯(lián)系起來,對這門課程有了更好的認識。理論聯(lián)系實際的設計,鍛煉了我綜合運用機械設計課程和其他相關課程的基礎理論并結合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力,鞏固、深化和擴展了我相關機械設計方面

52、的知識。通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設計,使我們掌握了一般機械設計的程序和方法,樹立了正確的工程設計思想,培養(yǎng)了獨立、全面、科學的工程設計能力和創(chuàng)新能力。同時還培養(yǎng)了我們查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關技術資料的能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理等設計方面的能力。這些都為我們以后的工作學習打下了基礎,讓我們有一個規(guī)范思想。</p><p>  總之,本次實踐不但讓我們學會了科學理論知識,更加培養(yǎng)了我

53、們的學習能力,以及知識的運用能力。這些學習能力的增長將讓我們受益終生,相信未來無論遇到什么難題,我們都依靠這種能力將其解決。</p><p>  同時,就我個人而言,我學到了很多新世紀人才必備的一些素質,例如:團隊協(xié)作能力,獨立思考能力,吃苦耐勞品質,等等。</p><p>  在本次實踐中,我發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足之處,在未來的日子里,我會好好的改正這些缺點,爭取做一個新世紀的新青年。&l

54、t;/p><p>  在此,我要感謝老師對我們的指導,是您讓我們更加的理解了這門知識,相信這對我們將來會有所用處的。同時,感謝那些幫助過我以及陪我一起度過這一周多的同學們,是你們讓我更加了解自己,謝謝你們。</p><p><b>  參 考 文 獻</b></p><p>  【1】 楊可楨,程光蘊,李仲生 主編.《 機械設計基礎》,第四版修訂版

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