機械設(shè)計一級圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：帶式傳輸機的傳動裝置班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 二 年 月 日 德州學(xué)院機電工程系目錄第一章 緒論第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1 課題題目 2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明 2.3 傳動系統(tǒng)工作條件2.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇 第三章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算3.1 減速器結(jié)構(gòu)3.2 電動機選擇3.3 傳動比分配3.4 動力運動參數(shù)計算第四章 齒輪的設(shè)計計算(包括小齒輪和大齒輪)4.1 齒輪材料和熱處理的選擇4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算 4.2.1 按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸 4.2.2 齒輪彎曲強度校核 4.2.3 齒輪幾何尺

2、寸的確定4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計第五章 軸的設(shè)計計算(從動軸)5.1 軸的材料和熱處理的選擇5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計計算 5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.3 軸的強度校核第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核 6.2 鍵的選擇計算及校核6.3 聯(lián)軸器的選擇第七章 皮帶輪的設(shè)計計算7.1 確定帶型中心距及基準長度7.2 驗算小帶輪的包角7.3 計算v帶的根數(shù)第八章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算8.1 潤滑的選擇確定 8.2 密封的選擇確定 8.3減速器附件的選擇確定8.4箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算 第九章 總結(jié)參考

3、文獻第一章 緒 論本論文主要內(nèi)容是進行一級圓柱直齒輪的設(shè)計計算，在設(shè)計計算中運用到了機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性等多門課程知識，并運用autocad軟件進行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練，使我們在眾多方面得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練了綜合運用機械設(shè)計課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)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(guān)機械設(shè)計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計，使我們掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正

4、確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計算機輔助設(shè)計方面的能力。（4）加強了我們對office軟件中word功能的認識和運用。第二章 課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明2.1課題題目帶式輸送機傳動系統(tǒng)中的減速器。要求傳動系統(tǒng)中含有單級圓柱齒輪減速器及v帶傳動。2.2 主要技術(shù)參數(shù)說明 輸送帶的最大有效拉力f=1150n，輸送帶的工作速度v=1.6 m/s，輸送機滾筒直徑d=260 mm。2.3 傳動系統(tǒng)工作條件 帶式輸送機在常溫下連續(xù)工作、單向運轉(zhuǎn)；空載起動，工作載荷較平穩(wěn)；兩班制

5、（每班工作8小時），要求減速器設(shè)計壽命為8年，大修期為3年，中批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為380/220v。2.4 傳動系統(tǒng)方案的選擇圖1 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖計 算 及 說 明結(jié)果第三章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算3.1 減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。3.2 電動機選擇（一）工作機的功率pw =fv/1000=1500×1.65/1000=2.475kw（二）總效率 = =0.868（三）所需電動機功率 查機械零件設(shè)計手冊得 ped = 3 kw電動機選用 yl00l2-4 n滿 = 1420 r/min3.3 傳動比分配 工作機的轉(zhuǎn)速n=60×

6、;1000v/（d） =60×1000×1.65/(3.14×260) =121.212r/min 取 則3.4 動力運動參數(shù)計算（一）轉(zhuǎn)速n電動機選用：y100l2-4=3.905計 算 及 說 明結(jié)果=1420（r/min）=/=/=1420/3=473.333（r/min） =/=473.333/3.905=121.212（r/min） =121.212（r/min） （二） 功率p （三） 轉(zhuǎn)矩t =19.201(nm) =55.299(nm) = 209.496(nm) = 205.32(nm ) 計 算 及 說 明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率p/k

7、w n /(r.min-1) /(nm) i 02.855142019.201 30.96 12.741473.33355.299 22.659121.212209.496 3.9050.97 32.606121.212205.3210.98第四章 齒輪的設(shè)計計算4.1 齒輪材料和熱處理的選擇 小齒輪選用40cr，調(diào)質(zhì)處理,齒面硬度280hbs 大齒輪選用45號鋼,齒面硬度240hbs4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1 按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸 接觸疲勞強度極限：,shlim = 1 彎曲疲勞強度極限： 接觸疲勞壽命系數(shù)：= 0.95, = 1.0彎曲疲勞壽命系數(shù)： 由 計 算

8、及 說 明結(jié)果 （一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩（二） 選載荷系數(shù)k 由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取k1.3（三） 計算尺數(shù)比 =3.905（四） 選擇齒寬系數(shù) 根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取1（五） 計算小齒輪分度圓直徑 計 算 及 說 明結(jié)果=51.213 確定齒輪模數(shù)m m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)×125.6 取m=2（六） 確定齒輪的齒數(shù)和 取 z1 = 26 取 z2 = 102（八）實際齒數(shù)比 齒數(shù)比相對誤差 <±2.5%

9、 允許（九） 計算齒輪的主要尺寸 z1 = 26z2 = 102=52mm=204mm計 算 及 說 明結(jié)果 中心距 齒輪寬度 b1 = b2 + (510) = 5762(mm) 取b1 =60 (mm) （十）計算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度 查表應(yīng)取齒輪等級為9級，但根據(jù)設(shè)計要求齒輪的精度等級為7級。4.2.2 齒輪彎曲強度校核（一） 由421中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力 （二） 計算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力 由機械零件設(shè)計手冊得 =2.65 =2.192比較的值 /=2.65/303.571=0.00873</=2.192/244.286=0.00897 計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為a=1

10、20mmb1=60mmb2=52mm v=1.289(m/s)定為it7 計 算 及 說 明結(jié)果 齒輪的彎曲強度足夠4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑 由機械零件設(shè)計手冊得 h*a =1 c* = 0.25齒距 p = 2×3.14=6.28(mm)齒根高 齒頂高 齒根圓直徑 4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑 d=54輪轂直徑 =1.6d=1.6×54=88輪轂長度 輪緣厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=208-2×4.5-2×8強

11、度足夠=56mm=208mmh=4.5mms=3.14mmp=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=47mmdf2=199mm計 算 及 說 明結(jié)果= 183(mm)取d2 = 180(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.3×52=15.6 取c=16(mm)腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(88+180)=134(mm)腹板孔直徑=0.25（-）=0.25（180-88）=23(mm) 取=22(mm)齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1齒輪工作如圖2所示：計 算 及 說 明結(jié)果第五章 軸的設(shè)計計算5.1 軸的材料和熱處理的選擇由機械零件設(shè)計手冊中的圖表查得選

12、45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，hb217255=650mpa =360mpa =280mpa5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計計算 5.2.1 按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑從動軸=c=115=32.193考慮鍵槽=32.193×1.05=33.803選取標(biāo)準直徑=405.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動軸均設(shè)計為階梯軸。5.2.3 軸的強度校核從動軸的強度校核 圓周力 =2000×209.496/204=2053.88徑向力 =tan=2053.88×tan20°=747.552 由于為直齒輪，軸向力=0作從動軸

13、受力簡圖：（如圖3所示）d2=40mm計 算 及 說 明結(jié)果l=126mm =0.5=0.5×2053.882=1026.941=0.5l=0.5×1026.94×126/1000=64.69=0.5=0.5×747.552 =373.776=0.5l=0.5×373.776×126/1000=23.55 轉(zhuǎn)矩t=209.496 校核=68.849 =143.318 由圖表查得，=60mpa d10=10=28.8(mm) 考慮鍵槽d=28.8mm < 40mm 則強度足夠第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核考

14、慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機械零件設(shè)計手冊選擇6207 2個（gb/t276-1994）從動軸承6210 2個 （gb/t276-1994）壽命計劃：從動軸承 2個計 算 及 說 明結(jié)果兩軸承受純徑向載荷p=747.552 x=1 y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承6210，基本額定功負荷=27kn =1 =3=6478436.4預(yù)期壽命為：10年，兩班制l=10×300×16=48000<軸承壽命合格6.2 鍵的選擇計算及校核（一）從動軸外伸端d=40，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵12×8 gb/t10962003，b=

15、12，l=70，h=8，選45號鋼，其許用擠壓力=100mpa=37.41<則強度足夠，合格（二）與齒輪聯(lián)接處d=54mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵16×10 gb/t10962003，b=16mm，l=45mm，h=10mm，選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力=100mpa=45.392<則強度足夠，合格從動軸外伸端鍵12×8 gb/10962003與齒輪聯(lián)接處鍵16×10 gb/t10962003計 算 及 說 明結(jié)果6.3 聯(lián)軸器的選擇 由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器k=1.3=9

16、550=9550×=272.345選用tl7型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=500，<。采用y型軸孔，a型鍵軸孔直徑d=4048，選d=40，軸孔長度l=84tl8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)選用tl8型彈性套住聯(lián)軸器型號公稱轉(zhuǎn)矩t/(n·m)許用轉(zhuǎn)速n/（r·軸孔直徑d/mm軸孔長度l/mm外徑d/mm材料軸孔類型鍵槽類型tl650036004084190ht200y型a型第七章 皮帶輪的設(shè)計計算1.確定計算功率由表8-7查得工作情況系數(shù)故p1.23=3.6kw2.選擇v帶的帶型根據(jù)、，由圖8-11選取b型帶。3.確定帶輪的基準直徑并驗算帶速1)初選小帶輪的基

17、準直徑。由表8-6和表8-8，取=90mm2）驗算帶速按式（8-13）驗算帶的速度v=6.69m/s因為5m/s<v<30m/s,故帶速合適。3）計算大帶輪的基準直徑根據(jù)式（8-15a） =270mm根據(jù)表8-8，取=280mm4.確定v帶的中心距a和基準長度1）根據(jù)式（8-20），初定a=555mm。2)由式（8-22），計算帶所需要的基準長度1697.46由表8-2選帶的基準長度=1600mm。3）按式（8-23）計算實際中心距a.中心距變化范圍為506.27-555mm。符合。5.驗算小帶輪上的包角6.計算帶的根數(shù)z1)計算單根v帶的額定功率查表8-4a,得=1.029kw.

18、查表8-4b,得=0.168kw.查表8-5，得=0.99.查表8-2，得=0.942。于是，=(1.029+0.168)0.9420.92=1.03742）計算v帶的根數(shù)z.取4跟7.計算單根v帶的初拉力的最小值= =115.726應(yīng)使帶的實際初拉力8.計算壓軸力壓軸力的最小值為909.56第八章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算及裝配圖8.1 潤滑的選擇確定 8.1.1潤滑方式 1.齒輪v=1.212 m/s 應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需要，選用浸油潤滑2.軸承采用潤滑脂潤滑 8.1.2潤滑油牌號及用量計 算 及 說 明結(jié)果1.齒輪潤滑選用150號機械油，最低最高

19、油面距1020mm，需油量為1.5l左右2.軸承潤滑選用2l3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的1/31/2為宜8.2密封形式 1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙，由于v<3（m/s），故選用半粗羊毛氈加以密封4.軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部8.3減速器附件的選擇確定列表說明如下：齒輪用150號機械油軸承用2l3型潤滑脂計 算 及 說 明結(jié)果名稱功用數(shù)量材料規(guī)格螺栓安裝端蓋12q235m6×16gb 57821986螺栓安裝端蓋24q235m8×25gb 57821986銷定位235a6×40gb 1171986墊圈調(diào)整安裝365mn10g