機(jī)械專業(yè)齒輪設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)范本

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的二級(jí)圓柱齒輪減速器 機(jī)械 系機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)設(shè)計(jì)者： 指導(dǎo)教師： 2010 年 07月 02日目錄一、前言 3 1作用意義 3 2傳動(dòng)方案規(guī)劃 3二、電機(jī)的選擇及主要性能的計(jì)算 4 1電機(jī)的選擇 42傳動(dòng)比的確定 53傳動(dòng)功率的計(jì)算 6三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 81齒輪的計(jì)算 82軸與軸承的選擇計(jì)算 123軸的校核計(jì)算 144鍵的計(jì)算 175箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17四、加工使用說(shuō)明 201技術(shù)要求 202使用說(shuō)明 21五、結(jié)束語(yǔ) 21參考文獻(xiàn) 22一、前言1 作用及意義機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變

2、換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 '6=tsIv  本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，第二級(jí)傳動(dòng)為鏈傳動(dòng)。 6HbgWl!    GgnP齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之。本設(shè)計(jì)采用的是二級(jí)直齒輪傳動(dòng)(說(shuō)明直齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn))。 J'?67g &

3、#160;    說(shuō)明減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料選擇和應(yīng)用場(chǎng)合。綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)的知識(shí)和繪圖技能，完成傳動(dòng)裝置的測(cè)繪與分析，通過(guò)這一過(guò)程全面了解一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品所涉及的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、制造、裝配以及表達(dá)等方面的知識(shí)，培養(yǎng)綜合分析、實(shí)際解決工程問(wèn)題的能力，2 傳動(dòng)方案規(guī)劃原始條件：膠帶運(yùn)輸機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器減速后通過(guò)鏈條傳動(dòng)，連續(xù)單向遠(yuǎn)傳輸送谷物類散粒物料，工作載荷較平穩(wěn)，設(shè)計(jì)壽命10年，運(yùn)輸帶速允許誤差為。原始數(shù)據(jù):運(yùn)輸機(jī)工作拉力 運(yùn)輸帶工作轉(zhuǎn)速 1.5卷筒直徑 240二、電機(jī)的選擇及主要性能參數(shù)計(jì)算1電動(dòng)機(jī)的選擇電機(jī)類型的選擇，按已知工作要求和條件選用Y系列一般用

4、途的全封閉自扇鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V電動(dòng)機(jī)的選擇 滾筒工作所需功率為： 確定各個(gè)部分的傳動(dòng)效率為：鏈條傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)），閉式齒輪傳動(dòng)效率，二級(jí)減速器傳動(dòng)效率，帶入得 所需電動(dòng)機(jī)功率為：因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率Ped大于Pd，查電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5kW。確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：根據(jù)書(shū)1中表2-1推薦的傳動(dòng)比范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器為840，鏈傳動(dòng)比為2，總傳動(dòng)比，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有3000，查1中表8-169中Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)選用3000電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y132S1-2。額定功率5.5kW，轉(zhuǎn)速

5、2900，額定轉(zhuǎn)矩2.0 。2傳動(dòng)比的確定 總傳動(dòng)比為： 分配傳動(dòng)比：鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比為2，則減速器的傳動(dòng)比為： 取二級(jí)圓柱齒輪減速器低速級(jí)傳動(dòng)比 所以高速級(jí)傳動(dòng)比 低速級(jí)傳動(dòng)比 圖13傳動(dòng)功率計(jì)算 軸1： 軸2： 軸3： 軸4： 將以上算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下： 軸名參 數(shù)電動(dòng)機(jī)軸軸1軸2 軸3工作軸 4轉(zhuǎn) 速n(r/min)29002900944.6236.7118.4功 率P(kW)4.914.814.574.433.74轉(zhuǎn) 矩T(Nm)15.8546.2175301.7傳動(dòng)比i13.073.992效 率0.980.950.970.844三、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1齒輪的計(jì)算 （1）由2表10-1選

6、用閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，為使結(jié)構(gòu)緊湊，小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS，二者材料硬度差40HBS。由2表10-4選擇齒輪精度7級(jí)。取小齒輪齒數(shù) 24,則大齒輪齒數(shù)3.072473.68，取74。（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由書(shū)2 設(shè)計(jì)公式（10-9a）進(jìn)行試算： 1）確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值 試取， 小齒輪轉(zhuǎn)矩 查2表10-7，選取齒寬系數(shù)查2表10-6，得 材料的彈性影響系數(shù) 查2圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 計(jì)算的壽命系數(shù)（以工作壽命10年，每年工作300天，每天8小時(shí)設(shè)計(jì)）： 小齒

7、輪應(yīng)力循環(huán)系數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)系數(shù)由2圖10-19查得按接觸疲勞疲勞壽命系數(shù)，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由2式10-12得MPaMPa 2）試算齒輪分度圓直徑=34.5mm 計(jì)算圓周速度： 計(jì)算齒寬： 計(jì)算齒寬與齒高比 模數(shù)： 齒高： 計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù) ，查2表10-8，得動(dòng)載系數(shù)。查2表10-3得直齒輪。查表10-2得。查2表10-4，7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置。由齒寬與齒高比10.65及,查2中圖10-13得。所以載荷系數(shù)為 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，有2公式（10-10a）得 計(jì)算模數(shù)：（3）按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 式中各個(gè)計(jì)算數(shù)值 查書(shū)2圖10-20c得小齒輪

8、彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； 由書(shū)2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)； 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由2中公式10-12得 ， 計(jì)算載荷系數(shù)： 查表取齒形系數(shù)：, 查表取應(yīng)力校正系數(shù)： 故，小齒輪，大齒輪，大齒輪的值大故 對(duì)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)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.296，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值1.5mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑mm算出小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)： (4)幾何尺寸計(jì)算

9、齒寬：所以取小齒輪齒寬： 大齒輪齒寬：齒輪3和齒輪4的確定：同理，通過(guò)計(jì)算，取齒輪3的齒數(shù)為，齒輪4的齒數(shù)為，模數(shù)為計(jì)算幾何尺寸： 齒寬：所以取小齒輪齒寬：，大齒輪齒寬：齒輪參數(shù)第一對(duì)齒輪第二對(duì)齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)Z268127107模數(shù)m/(mm)1.51.522分度圓直徑d/(mm)39121.554214齒寬b/(mm)49446257傳動(dòng)比i3.07399中心距a/(mm)801342軸與軸承的選擇和計(jì)算 輸出軸即軸3的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)初步確定軸的最小直徑：已知kw ,r/min, Nm 選用材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)查2表15-3，取,查2 表15-1得對(duì)稱循環(huán)彎曲許用

10、應(yīng)力,按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑 考慮鍵槽的影響，增大3% ，則 軸最小直徑輸出直徑為安裝聯(lián)軸器處，聯(lián)軸器的孔徑有標(biāo)準(zhǔn)系列，故軸最小直徑處須與聯(lián)軸器的孔徑想適應(yīng)，所以，取軸的最小直徑為(2)確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度： ：根據(jù)聯(lián)軸器的長(zhǎng)度，取 ：半聯(lián)軸器需要定位，故需設(shè)計(jì)一定位軸肩，軸肩高度，所以取則 ：根據(jù)外伸長(zhǎng)度確定為60mm：這段與軸承配合，初選軸承內(nèi)徑為，初定為6209 ：根據(jù)軸承寬度b=19mm，所以L3=20mm：有軸承的安裝尺寸確定，取 ：根據(jù)裝配草圖大齒輪和軸承在箱體內(nèi)位置?。喊惭b軸承，采用套筒給齒輪定位， ：根據(jù)裝配草圖，確定：這段安裝齒輪，取 ：根據(jù)齒輪寬度，?。哼@段為軸環(huán)的

11、直徑，用來(lái)定位齒輪，故需要設(shè)計(jì)定位軸肩， ：軸環(huán)長(zhǎng)度，按確定，所以這里取 圖2(3)軸承的選擇對(duì)軸進(jìn)行受力分析，軸承上受到的力為，如圖3圖3求支反力垂直方向：水平方向：所以軸承上受到的力為： ,軸承只受到徑向力，沒(méi)有軸向力，計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P，根據(jù)2中公式13-8 取，則 n根據(jù)書(shū)2公式13-6，求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)6選擇C=52800n的6309軸承。同理，對(duì)另外兩對(duì)軸承進(jìn)行計(jì)算選擇，得： 深溝球軸承 參數(shù)第一對(duì) 第二對(duì) 第三對(duì) 型號(hào)630564056309內(nèi)徑（mm） 25 25 45 額定動(dòng)載荷 Cr(KN) 22.2 38.3 52.83軸的校核及計(jì)算考慮到箱體的結(jié)

12、構(gòu)，對(duì)齒輪以及軸進(jìn)行修正。 (1)齒輪修改模數(shù)，第一對(duì)齒輪取，第二對(duì)齒輪模數(shù)取3則齒輪參數(shù)第一對(duì)齒輪第二對(duì)齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)Z268127107模數(shù)m/(mm)2.52.533分度圓直徑d/(mm)65202.581321齒寬b/(mm)44507872中心距： (2)根據(jù)齒輪，修改輸出軸3各段尺寸如圖4：圖4同理計(jì)算，可等輸入軸，與中間軸的各段尺寸： 輸入軸1：圖5 中間軸2：圖6對(duì)輸入軸1進(jìn)行校核計(jì)算：直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，將受到的法向載荷分解為圓周力和徑向力，受力如圖所示，得垂直方向： 得垂直方向最大彎矩彎矩圖如圖所示水平方向： 得水平方向最大彎矩合成彎矩：如圖所示扭矩：圖7按

13、照第三強(qiáng)度理論： 所以滿足使用要求。4鍵的計(jì)算 輸出軸3安裝齒輪的鍵，材料為45鋼，靜載荷時(shí)，根據(jù)安裝齒輪段軸的直徑，選擇普通平鍵14×56 載荷載鍵上工作面上均勻分布，普通平鍵連接強(qiáng)度條件 得：< 所以滿足強(qiáng)度要求。 同理計(jì)算出，中間軸2上鍵的型號(hào)為普通平鍵12×455箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體采用剖分式結(jié)構(gòu)，剖分面通過(guò)軸心。下面對(duì)箱體進(jìn)行具體設(shè)計(jì)：名稱符號(hào)尺寸關(guān)系尺寸大小箱體壁厚9箱蓋壁厚9箱座、箱蓋、箱座底凸緣厚度b、b、b地腳螺栓直徑及數(shù)目、軸承旁聯(lián)接螺栓直徑箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑軸承端蓋螺釘直徑軸承外圈直螺釘數(shù)目檢查孔蓋螺釘直徑雙級(jí)減速器、螺

14、栓直徑M10M16M20162226142024軸承座外徑130150185軸承旁聯(lián)接螺栓距離一般取軸承旁凸臺(tái)半徑軸承旁凸臺(tái)高度由結(jié)構(gòu)決定，可取38mm箱外壁至軸承座端面距離50箱蓋、箱座肋厚、大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁間距離10齒輪端面與箱內(nèi)壁距離102）減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來(lái)注入潤(rùn)滑油，檢查要開(kāi)在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋用鑄鐵制成，它和箱體之間加密封墊。（2）放油螺塞放油孔設(shè)在箱座底面最低處，其附近留有足夠的空間，以便于放容器，箱體底面向放油孔方向傾斜一點(diǎn)，并在其附近形成凹坑

15、，以便于油污的匯集和排放。放油螺塞為六角頭細(xì)牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處加封油圈密封。（3）油標(biāo)油標(biāo)用來(lái)指示油面高度，將它設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。（4）通氣器通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤(rùn)滑油的滲漏。將通氣器設(shè)置在檢查孔上，其里面還有過(guò)濾網(wǎng)可減少灰塵進(jìn)入。（5）起蓋螺釘為便于起蓋，在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個(gè)起蓋螺釘。拆卸箱蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起箱蓋。（7）定位銷在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓錐銷，保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度。四加工使用說(shuō)明1技術(shù)要求.裝配之前，所有零件均用煤油清洗，滾動(dòng)軸承用汽油清洗，未加工表面涂

16、灰色油漆，內(nèi)表面涂紅色耐油油漆；.嚙合間隙用鉛絲檢查，側(cè)隙值應(yīng)不小于0.10mm；用涂色法檢查齒面接觸斑點(diǎn)，按齒高不得小于55%，按齒長(zhǎng)不得小于50%；安裝軸承時(shí)嚴(yán)禁用榔頭直接敲擊軸承內(nèi)、外圈，軸承裝配后應(yīng)緊貼在軸肩或套筒端面上；調(diào)整、固定軸承，應(yīng)使各軸上軸承留有0.05到0.10 mm的軸向游隙；減速器注入90號(hào)工業(yè)齒輪油（SY1172-80）至規(guī)定高度；裝配時(shí)應(yīng)在蓋、座接合處用密封膠或水玻璃粘合，不允許使用任何填料；按JB1130-70的規(guī)定進(jìn)行負(fù)荷實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)油池溫升不得超過(guò)35度，軸承溫升不得超過(guò)40度，密封處不得有漏油現(xiàn)象。2使用說(shuō)明潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)的選擇，由于兩對(duì)嚙合齒輪中的大

17、齒輪直徑相差不大，且它們的速度都不大，所以齒輪傳動(dòng)可采用浸油潤(rùn)滑，選用90號(hào)工業(yè)齒輪油（SY1172-80）。輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。密封說(shuō)明在試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應(yīng)涂上潤(rùn)滑脂。拆裝和調(diào)整的說(shuō)明在安裝調(diào)整滾動(dòng)軸承時(shí)，必須保證一定的軸向游隙，因?yàn)橛蜗洞笮⒂绊戄S承的正常工作。當(dāng)軸直徑為3050mm時(shí)，可取游隙為4070mm。在安裝齒輪或蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙和接觸斑點(diǎn)是由傳動(dòng)精度確定的，當(dāng)傳動(dòng)側(cè)隙及接觸斑點(diǎn)不符合精度要求時(shí)，可以對(duì)齒面進(jìn)行刮研、跑合或調(diào)整傳動(dòng)件的嚙合位置。也可

18、調(diào)整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線通過(guò)蝸輪中間平面。結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)設(shè)計(jì)，該二級(jí)圓柱齒輪減速器具有以下特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：1）能滿足所需的傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的傳動(dòng)比，該減速器為滿足設(shè)計(jì)要求而設(shè)計(jì)了19.73的總傳動(dòng)比。2）選用的齒輪滿足強(qiáng)度剛度要求由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設(shè)計(jì)中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強(qiáng)度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。3）軸具有足夠的強(qiáng)度及剛度由于二級(jí)展開(kāi)式齒輪減速器的齒輪相對(duì)軸承位置不對(duì)稱，當(dāng)其產(chǎn)生彎扭變形時(shí)，載荷在齒寬分布不均勻，因此，對(duì)軸的設(shè)計(jì)要求最高，通過(guò)了對(duì)軸長(zhǎng)時(shí)間的精心設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的軸具有較大的剛度，保證傳動(dòng)的穩(wěn)定性。4）箱體設(shè)計(jì)的得體設(shè)計(jì)減速器的具有較大尺寸的底面積及箱體輪轂，可以增加抗彎扭的慣性，有利于提高箱體的整體剛性。5）加工工藝性能好設(shè)計(jì)時(shí)考慮到要盡量減少工件與刀具的調(diào)整次數(shù)，以提高加工