設(shè)計(jì)一臺(tái)帶式運(yùn)輸機(jī)中使 用的單級直尺圓柱齒輪減速器機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目: 設(shè)計(jì)一臺(tái)帶式運(yùn)輸機(jī)中使 用的單級直尺圓柱齒輪減速器專業(yè)：設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)老師：2014年12月20日目 錄一、緒論3二、課程設(shè)計(jì)要求4三、電動(dòng)機(jī)的選擇5四、傳動(dòng)比的分配6五、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速7六、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩及其他運(yùn)動(dòng)參數(shù)7七、齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)7八、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算13九、軸和鍵的選擇19十、潤滑劑、潤滑方式選擇19十一、箱體設(shè)計(jì)19十二、總結(jié)21參考文獻(xiàn) 21一、緒論本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性等多門課程知識(shí)，并運(yùn)用AUTOCAD軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是

2、一次全面的、 規(guī)范的實(shí)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(gè)方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。（2）通過對通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)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(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。（4）加強(qiáng)了我們對Office軟

3、件中Word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。計(jì)算及說明結(jié)果二課程設(shè)計(jì)要求簡圖設(shè)計(jì)課題:設(shè)計(jì)一臺(tái)帶式運(yùn)輸機(jī)中使用的單級直齒圓柱齒輪減速器原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶傳遞的有效圓周力F=4000N。運(yùn)輸帶速度V=0.75m/s滾筒的計(jì)算直徑D=300mm原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，齒輪單向傳動(dòng)，有輕微沖擊，工作時(shí)間為10年，每年300天計(jì)，單班工作（每班8小時(shí)）1配圖一張（一號紙），（電腦繪圖A3紙打?。┊嬃慵D1到2張，3號圖紙（電腦繪圖A4紙打?。?編寫計(jì)算說明書1份，不少于20頁（A4紙打?。┎襟E1選電動(dòng)機(jī)2傳動(dòng)比分配3計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速4計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩5齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)6軸的設(shè)計(jì)7軸承和鍵的選擇8繪制裝配圖和零件圖計(jì)算及說明結(jié)果三、電動(dòng)機(jī)的

4、選擇(1) 確定工作機(jī)功率=0.940.96=0.980.995 =0.960.99=0.950.98=0.96=0.99(齒輪聯(lián)軸器)(2) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速總轉(zhuǎn)動(dòng)比：普通V帶=24滾子鏈=26單級齒輪減速器=36 計(jì)算及說明結(jié)果（3）確定電動(dòng)機(jī)型號根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,查有關(guān)手冊,綜合考慮電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選擇電動(dòng)機(jī)型號為Y132M1-6,起只要性能如下表:電動(dòng)機(jī)型號額定功率 kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)重量N參考價(jià)格元傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)減速器Y132M1-64100096073035083.772.829.92馬達(dá)的簡圖如下：

5、四、傳動(dòng)比的分配原則：各級傳動(dòng)比應(yīng)在合理的范圍內(nèi)： （選定電動(dòng)機(jī)為960r/min）各級平均傳動(dòng)比：根據(jù)上述原則分配傳動(dòng)比：=960r/min計(jì)算及說明結(jié)果五、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速軸 =軸 =軸 =六、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩及其他運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算公式：各軸功率： = = = 各軸轉(zhuǎn)矩： Nmm 七、齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知=，=3.4，（1） 選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力，小齒輪用40，調(diào)質(zhì)處理，250HBS，（表11-1），大齒輪用45鋼，240HBS，（表11-1），由表11-5，取，=128.3r/min=47.71r/minP=Nmm 計(jì)算及說明結(jié)果（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)槭沁\(yùn)輸用齒輪，選用8級精度制造（表

6、11-2） 取載荷系數(shù)k=1.4（表11-3），齒寬系數(shù)（表11-6），小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 ?。ū?1-4） =mm=81.1mm齒數(shù)Z1=30，則Z2=iZ1=3.4，故軸實(shí)際傳動(dòng)比誤差為0.模數(shù)m=齒寬 b=,取b2=90mm，則b1=b2+5=95mm(按表4=1)取m=3mm,實(shí)際的=81.1mm計(jì)算及說明結(jié)果d1=90mm，d2=Z2m=306mm中心距a=(1) 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù) 由教科書式（11-5）=360Mpa安全（4）齒輪的圓周速度 0.6m/s對照表（11-2）可知選用8級精度是適宜的(5)齒輪的幾何尺寸的確定齒輪園直徑da1由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得=1，c*=0.25

7、da1=d1+2ha1=(z1+2ha*)m=(30+2=+ha*)m=計(jì)算及說明結(jié)果齒距 P=齒根高 齒頂高 齒根圓直徑df： （6）齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)樾↓X輪因齒根圓直徑與軸徑接近，所以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(jì)算如下：輪軸厚度 因?yàn)樗蚤L度 lh1=100mm lh2=95mm 輪轂直徑 所以，輪轂內(nèi)徑為=他們的中心距a=198mm，模數(shù)m=3，其他數(shù)據(jù)如下表：齒輪種類齒數(shù)z分度圓直徑d齒寬b齒頂圓直徑da齒根圓直徑df輪轂內(nèi)徑D大齒輪102306mm90mm312mm298.5mm280.5mm小齒輪3090mm95mm96mm82.5mm64.

8、5mm齒輪工作圖如下圖所示：采用油池潤滑，因齒輪的圓周速度不是太大，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，大齒輪浸油深度d2，且與軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列相符，取d3=40mm（其中選擇軸承型號為6208，其尺寸為：dDB=40mm80mm18mm，安裝尺寸為47mm）；軸段4小齒輪與軸為整體，不計(jì)；軸段5，安裝軸承，應(yīng)與3同直徑，故d5=40mm（3）、確定個(gè)軸段的長度軸段4，齒輪與軸一體，可設(shè)計(jì)L4=80mm；軸段5，齒輪兩端面，軸承端面應(yīng)與箱體內(nèi)壁保持一定的距離，故軸環(huán)，套筒寬度均為20mm。可設(shè)計(jì)軸段5長度，L5=38mm；則同理，軸段3安裝軸承，故軸段3長度L3=38mm；軸段2，考慮到軸承蓋螺釘?shù)难b拆空間，以及箱

9、體結(jié)構(gòu)的需要和帶輪距箱體外壁要有一定的距離要求，穿過蓋的軸段長度L2=50mm；軸段1，根據(jù)安裝的帶輪的需要，取L1=48mm全軸長為L總=48+50+38+80+38=254 mm（4）、兩軸承之間的跨距L=80+38+38-18=138 mmB、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料 選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查課本表14-1可知：B=640Mpa,s=355Mpa, 許用彎曲應(yīng)力-1=60Mpa計(jì)算及說明結(jié)果（2）軸上零件的周向定位單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。大齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，軸通過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向

10、定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位。（3）、確定各段軸的直徑軸段1處為軸的最小直徑，將估算軸d1=35mm作為外伸端直徑與小鏈輪相接，其長度L1=54mm；軸段2要考慮鏈輪的固定和安裝密封圈的需要，取其軸肩高h(yuǎn)=5mm，故d2=45mm，為保證聯(lián)軸器不與軸承箱體和軸承端蓋的尺寸沖突而去定軸段2的長度， 查取L2=50mm；軸段3安裝軸承，為安裝軸承，為便于安裝應(yīng)取d3d2，且與軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列相符，故d3=50mm（其中選擇軸承型號為6210，其尺寸為：dDB=50mm90mm20mm，安裝尺寸為57mm），據(jù)軸承內(nèi)圈寬度B=20mm，可取軸環(huán)段為20mm，因?yàn)閮奢S承相

11、對齒輪對稱，取軸段L3=(20+20)=40mm；軸段4用于安裝齒輪，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=55mm，為保證大齒輪的固定的可靠性，取軸段4的長度應(yīng)該稍微短于齒輪的寬度，故L4=72mm（大齒齒寬為75mm）；軸段5應(yīng)與段3同樣的直徑為d5=50mm，L5=8+12+20=40mm。故全軸長為L=54+50+40+72+20+20=256mm兩軸承之間的跨距L 因?yàn)樯顪锨蜉S承的支反力作用點(diǎn)在軸承寬度的中點(diǎn)，故兩軸承之間的跨距L=(72+40+20+20-20)=132mm。2、對進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度驗(yàn)算軸簡圖如下：因?yàn)樵撦S兩軸承對稱，所以：L1=L2= L/2=132

12、/2=66mm的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 低速軸上的功率P、轉(zhuǎn)數(shù)n和轉(zhuǎn)矩T分別為計(jì)算及說明結(jié)果2、求作用在齒輪上的力因已知低速大齒輪的分度圓直徑為d2=306mm(1) 軸承支反力(圖b)垂直的支承反力：（2）（圖c）水平面的支承反力：（3）（圖d）F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：外力F作用方向與鏈傳動(dòng)的布置有關(guān)，再具體布置尚未確定之前，可按最不利的情況考慮。（4）繪制垂直面彎矩圖（圖b）.繪制水平面的彎矩（圖c）（6）F力產(chǎn)生的彎矩為（圖d）a-a截面F力產(chǎn)生的彎矩為：（7）求合成彎矩圖（圖e）考慮最不利情況，把與直接相加 計(jì)算及說明結(jié)果 （8）求軸的傳遞轉(zhuǎn)矩（圖f）（9）求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩由圖可知，a-a截面

13、最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為如認(rèn)為軸的扭矩切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)帶入上式可得 （10）校核危險(xiǎn)截面所以該軸強(qiáng)度足夠。計(jì)算及說明結(jié)果 九、軸和鍵的選擇查設(shè)計(jì)手冊得軸軸承選用深溝球軸承，型號36207 軸軸承選用深溝球軸承，型號36209根據(jù)軸徑的尺寸，由課本表10-9可選擇高速軸與V帶輪聯(lián)接的鍵為：平鍵bh=87，長度系列L=36 大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 bh=149，長度系列L=45 軸與鏈齒輪的鍵為：鍵bh=108，長度系列L=45十、潤滑劑、潤滑方式選擇1、潤滑選擇齒輪傳動(dòng)用油潤滑，可選用全損耗系統(tǒng)用油L-AN32，滾動(dòng)軸承用脂潤滑，選用鈣基潤滑脂。2、密封選擇a.箱座與箱蓋凸緣接合

14、面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法b.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封c.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V3（m/s），故選用半粗羊毛氈加以密封d.軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部十一、箱體設(shè)計(jì)名 稱符號減速器型式、尺寸關(guān)系/mm結(jié) 果齒輪減速器箱座壁厚0.025a+188箱蓋壁厚0.025a+188箱蓋凸緣厚度1.512箱座凸緣厚度b1.512箱座底凸緣厚度2.520地腳螺釘直徑0.036a+1220地腳螺釘數(shù)目nA250時(shí)，n=64軸承旁連接螺栓直徑0.7516蓋與

15、座連接螺栓直徑（0.50.6）12連接螺栓的間隔150200150軸承端蓋螺釘直徑（0.40.5）10檢查孔蓋螺釘直徑（0.30.4）8定位銷直徑d(0.70.8) 9、至外箱壁距離見課本表4.2：=26：=22：=18、至凸緣邊緣距離見課本表4.2：=24：=16軸承旁凸臺(tái)半徑16凸臺(tái)高度h根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)5外箱壁至軸承座端面的距離+（5+10）52大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離10齒輪端面與內(nèi)箱間的距離9箱蓋、箱座肋厚軸承端蓋外徑D+（55.5），D-軸承外徑I軸：120II軸：140軸承端蓋凸緣厚度t（11.2）11軸承旁連接螺栓距離S盡量靠近，以M和M互不干涉為準(zhǔn)，一般取SI軸：125II軸：140十二、總結(jié)這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級圓柱直齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)起到了很大的幫助；使我對機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).通過本次課程設(shè)計(jì)，使自己對所學(xué)的各門課程進(jìn)一步加深了理解，對于各方知識(shí)之間的聯(lián)系有了實(shí)際的體會(huì)。同時(shí)也深深感到自己初步掌握的知識(shí)與實(shí)際需要還有很大的距離，在今后還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)和實(shí)踐。本