齒輪式粗米機設(shè)計說明書

1、=152.22. 帶輪結(jié)構(gòu)工作圖帶型號帶長/mm帶根數(shù)帶輪直徑/mm中心距/mm作用于軸上壓力FQ/N大帶輪小帶輪6309080181.485152.22r. Z型V帶的主要尺寸圖輪槽截面尺寸如下表：槽型 B8.52.007.07802、齒輪傳動的設(shè)計計算選擇材料及確定許用應(yīng)力 因為1.0025，可知第一個齒輪和第二個齒輪完全相同 齒輪1用45鋼正火處理，齒面硬度為156-217HBS，接觸疲勞極限=400MPa, 彎曲疲勞極限=340 MPa。 取齒面接觸疲勞安全系數(shù)=1.1，輪齒彎曲疲勞安全系數(shù) =1.25，則齒輪許用應(yīng)力為： =4001.1=363.64 MPa =3401.25=272

2、 MPa 按齒面接觸強度設(shè)計 齒輪按8級精度制造 齒輪1的轉(zhuǎn)矩=2.785N.m,查表取齒寬系數(shù)d=0.4 取載荷系數(shù)K=1.5，取彈性系數(shù)=188.9 標準齒輪的區(qū)域系數(shù)=2.5最小齒輪分度圓直徑 41.3mm齒輪齒數(shù)根據(jù)機械設(shè)計書可知，齒輪1齒數(shù)Z120-40，取Z130，則齒輪2齒數(shù)Z2Z1i301.002530.075,取Z2=30。齒數(shù)模數(shù)：m=1.38 取標準模數(shù)m=3mm。齒寬：b=ad1=amz=0.4330=36mm 取b=40mm。中心距：a=(z1+z2)=1.5(30+30)=90mm幾何尺寸：分度圓直徑：d1=mz1=330=90mm d2=mz2=330=90mm齒

3、頂高：ha=m=3mm齒根高：hf=1.25m=1.253=3.75mm齒根圓直徑：da1=d1+2ha=90+23=96mm da2=d2+2ha=90+23=96mm齒根圓直徑：df1=d1-2hf=90-23.75=82.5mm df2= d2-2hf=90-23.75=82.5mm 驗算齒根彎曲強度 取齒形系數(shù)=2.6，取外齒輪齒根修正系數(shù)=1.63 所以齒根的彎曲強度為 =3.28MPa272 MPa 彎曲強度滿足要求。 齒輪的圓周速度 v5.65 m/s 因為V6m/s，滿足齒輪8級制造精度要求。 因為=1.327，1.002，所以=1.327 所以z3=z2=301.327=39

4、.81,取z3=40 Z4= z3=401.002=40.08，取Z4=40 因為齒輪1，2，3，4互相嚙合，所以模數(shù)相同，m=3 齒寬：b=ad1=amz=0.4340=48mm 取b=50mm。 中心距：a=(z3+z4)=1.5(40+40)=120mm 幾何尺寸：分度圓直徑：d1=mz3=340=120mm d2=mz4=340=120mm齒頂高：ha=m=3mm齒根高：hf=1.25m=1.253=3.75mm齒根圓直徑：da1=d3+2ha=120+23=126mm da2=d4+2ha=120+23=126mm齒根圓直徑：df1=d3-2hf=120-23.75=112.5mm

5、df2= d4-2hf=120-23.75=112.5mm 校核過程同上 齒輪計算結(jié)果參數(shù)齒數(shù)Z模數(shù)分度圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑齒寬b中心距齒輪130m=39082.59640a=90齒輪2309082.59640齒輪340120112.512650a=120齒輪440120112.512650八 軸的設(shè)計計算（一）輸入軸設(shè)計1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表，材料強度極限b=600Mpa； 查表，對循環(huán)狀態(tài)下許用應(yīng)力=55 Mpa。2、計算基本直徑 查表可知，軸的材料及載荷系數(shù)為C=100。當(dāng)軸端彎矩較小時 dC=110=7.29mm 由于安裝大帶輪處有鍵，故

6、軸需加大4%-5%。則 d7.291.05=7.66mm 故取該軸的基本軸徑=15mm 3、繪制結(jié)構(gòu)簡圖，如下圖。 4、各零件裝配方案及固定方式 零件裝配方案軸向固定周向固定左右齒輪從左裝入軸套軸環(huán)鍵右軸承從右裝入軸肩軸承蓋過盈左軸承從左裝入軸承蓋軸套過盈帶輪從左裝入軸端擋板軸肩鍵5、確定各軸段尺寸 確定各軸段直徑。段：d1=15mm,依據(jù)公式的估算值。段：d2=25mm,根據(jù)油封標準選取。段：d3=35mm,與輕系列深溝球軸承6207配合。段：d4=37mm,大于35mm，減少加工量。段：d5=40mm, 大于37mm,安裝齒輪處的尺寸盡量完整。段：d6=d5+2h=40+2*8=56mm,

7、式中h為軸肩高，h=(0.07d+3)(0.1d+5)=5.8-9,所以取軸肩高h=8mm,軸肩寬b=1.4h=11.2mm.段：d7=37mm;與段相同，大于35mm，減少加工量。段：d8=35mm;軸承成對使用，與段相同。段：d9=33mm段：d10=30mm 確定箱體內(nèi)寬。 由于有旋轉(zhuǎn)件，兩側(cè)留10-20 mm；考慮鑄造不精確，要將箱體內(nèi)寬度圓整到整數(shù)。因為齒輪寬度b=40mm。故箱體內(nèi)寬w=40+2(10-20)=60-80mm 取箱體內(nèi)寬w=60mmm。 確定軸上各軸段長。段：l1=30mm段：l2=53mm段：l3=21mm段: l4=30mm段：l5=38mm段：l6=11mm段

8、：l7=17mm段：l8=16mm段：l9=23mm段：110=188mm 總軸長：L=l1+l2+l3+l4+l5+l6+l7+l8+l9+l10=427mm 各支撐點間距 軸承間距：=W+2+28=114mm 大帶輪與左軸承距離：=77.5mm 校核軸的強度(按彎曲組合強度校核)受力分析見圖（a） 軸上的轉(zhuǎn)矩：=2785N.mm閉式齒輪受力。 圓周力：=92.83N徑向力：=tan20=33.79N大帶輪受力。帶輪傳遞給軸的扭轉(zhuǎn)力矩為：（9550）N.m2.94 N.m力矩是通過帶拉力F和F傳送的，應(yīng)有（F- F）所以有F- F65.33N 又因為F+ F=152.22NF=108.78N

9、 F=43.45N圓周力 Fcos24+ Fcos30137N徑向力Fsin24+ Fsin3065.97NAB軸承垂直面支反力71.87N+-104.05AB軸承水平面支反力-67.75N+-297.58N求危險截面彎矩，并繪制彎矩圖。垂直面彎矩見圖（b）。71.8346.53.34N.m65.9777.55.11 N.m水平面彎矩見圖（c）。 67.7546.53.15 N.m 13777.510.62 N.m合成彎矩見圖（d）。a-a截面合成彎矩：4.59 N.m A軸承處合成彎矩： 11.79 N.m 做轉(zhuǎn)矩圖，見圖（e）。 計算危險截面的當(dāng)量彎矩取折合系數(shù)=0.6，則當(dāng)量彎矩為：=1

10、1.9N.mm由圖（d）.(e)可知，該軸的危險截面在A軸承截面左邊，計算危險界面處軸的直徑：d=12.94mm考慮鍵槽對軸的影響，將軸頸加大5%，故d=12.941.05=13.58d4=37mm,所以設(shè)計強度足夠，安全。 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算 T軸所受的扭矩，N.mm； G軸的材料剪切彈性模量，Mpa,對于剛才，G=8.010 Mpa； 軸界面的極慣性矩，mm，對于圓軸，=； =m； =0.0004m 剛度符合要求。 （二）輸出軸設(shè)計 1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表，材料強度極限b=600Mpa； 查表，對循環(huán)狀態(tài)下許用應(yīng)力=55 Mpa。 2、計算基本直

11、徑 查表可知，軸的材料及載荷系數(shù)為C=100。當(dāng)軸端彎矩較小時 dC=110=7.78mm 由于安裝處有鍵，故軸需加大則 d7.781.15=9.39mm。 故取該軸的基本軸徑=45mm 3、確定各軸段尺寸 d1=35mm d2=40mmd3=45mmd4=61mm,d5=40mm,d6=35mm d7=33mm,d8=30mm。 4、確定軸上各軸段長。 l1=20mml2=26mml3=47mml4=11.2mml5=14.8mml6=19mm l7=20mml8=20mm。 總軸長：L=l1+l2+l3+l4+l5+l6+l7+l8+l9+l10=259mm 軸承間距：=93mm 5、強度

12、，剛度校核同上，均能滿足。 （三） 傳動軸設(shè)計（軸2，軸3為傳動軸） 1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表，材料強度極限b=600Mpa； 查表，對循環(huán)狀態(tài)下許用應(yīng)力=55 Mpa。 2、軸的基本尺寸軸2各段軸頸(mm)各段軸長(mm)總長(mm)d1=35l1=21138d2=37l2=30d3=40l3=38d4=56l4=11.2d5=37l5=16.8d6=35l6=21軸3d1=35l1=20138d2=40l2=26d3=45l3=47d4=61l4=11.2d5=45l5=14.8d6=35l6=193、軸的強度和剛度校核同軸1滾動軸承的選擇及校核計算

13、 根據(jù)所選軸承型號6207可知，查機械設(shè)計手冊可知:d=30mm，外徑D=62mm，寬度B=16mm，基本額定動載荷=25.5KN，基本靜荷=111.5KN，極限轉(zhuǎn)11000r/min。 根據(jù)經(jīng)驗條件，軸承預(yù)計壽命Lh=53002=3000h可知道軸承壽命足夠，校核過程略。九 平鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 1根據(jù)軸徑的尺寸，由機械設(shè)計手冊可知： 軸1與V帶輪聯(lián)接的鍵為：鍵5520 GB/T 1096-2003 齒輪1與軸1連接的鍵為：鍵 12832 GB/T 1096-20 齒輪2與軸2連接的鍵為：鍵 12832 GB/T 1096-2003 齒輪3與軸3連接的鍵為：鍵 14940 GB/T 10

14、96-2003 齒輪4與軸4連接的鍵為：鍵 14940 GB/T 1096-2003 軸1與膠輥連接的鍵為：鍵8718 GB/T 1096-2003 軸4與膠輥連接的鍵為：鍵8718 GB/T 1096-20032鍵的強度校核 齒輪1與軸1連接的鍵為：鍵 128 GB/T 1096-2003 bh=128，L=32 查表得：許用擠壓壓力=130Mpa 鍵與鍵槽接觸長度l=L-b=32-12=20mm =2785N.mm 擠壓強度=1.74=130Mpa 故軸1齒輪處的鍵能安全工作，此鍵為12832 GB/T 1096-2003 其他鍵的校核同上。 十 潤滑與密封 1.齒輪的潤滑 高速級：浸油深

15、度約為0.7個齒高，但不小于10mm。 低速級：浸油深度按圓周速度而定，速度大著取小值。 當(dāng)V=0.812m/s時，浸油深度約為1個齒高1/6齒輪半徑（但不 小于10mm。 當(dāng)V0.50.8m/s時，浸油深度(1/61/3)齒輪半徑。 2.滾動軸承的潤滑 宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。 3.潤滑油的選擇 齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選 用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤滑油。 在輸入或輸出軸的外伸出，為防止灰塵、水汽及其他雜志滲入，引起軸承極具磨損和腐蝕，以及潤滑油外漏，都要求在端蓋軸孔內(nèi)裝密封件。軸承的密封裝置，一般采用非接觸式和接觸式兩類。箱蓋與箱坐常用在

16、箱蓋與箱座接合面上涂上密封膠或水玻璃方法實現(xiàn)。為了提高接合面的密封性，可在箱座結(jié)合面上開油溝使?jié)B入接合面之間的潤滑油重新流回箱體內(nèi)部。為了保證箱體座孔與軸承的配合，接合面上嚴禁加墊片密封，對接合面的幾何精度和表面粗糙度都有一定的要求。軸承靠近箱體內(nèi)側(cè)的密封按密封作用可分為封油環(huán)和當(dāng)油環(huán)兩種。 十一 設(shè)計總結(jié)與謝詞總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計都需要刻苦耐勞，努力鉆研的精神。挫折不斷到一步一步克服，可能需要連續(xù)幾個小時、十幾個小時不停的工作進行攻關(guān)；最后得出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣！畢業(yè)設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題幾乎都是過去所學(xué)的知識不牢固，許多計算方法、公式都忘光了，要不斷的翻資料、看書，和同學(xué)們相互探

17、討。雖然過程很辛苦，有時還會有放棄的念頭，但始終堅持下來，完成了設(shè)計，而且學(xué)到了，應(yīng)該是補回了許多以前沒學(xué)好的知識，同時鞏固了這些知識，提高了運用所學(xué)知識的能力。 本設(shè)計中還存在一些問題，為了滿足齒輪式粗米機的設(shè)計要求，我加大了齒輪的模數(shù)，輪齒變高變厚，十分耗材。由于箱體的設(shè)計結(jié)構(gòu)問題，有個軸承安裝有些問題，須采用強行的方式將其敲入，顯得有些不合理，會在以后的設(shè)計中注意這些問題。謝詞轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)在美麗的大學(xué)度過了四個年頭，這四年是我人生中很重要的四年，我不僅能夠接觸到傳道授業(yè)解惑的良師，還能認識許在多方面比我優(yōu)秀的同學(xué)、朋友。他們不僅能夠授我知識、學(xué)問，而且從更多方面指導(dǎo)我的人生，使我更加完善自

18、己。這里留下了我求學(xué)的足跡，這里見證了我成長的點滴。在畢業(yè)設(shè)計完成之際，我衷心的感謝曾經(jīng)給我?guī)椭?、支持、鼓勵的所有老師、同學(xué)、朋友和父母。 本次設(shè)計是在我的導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，從最初我對本次設(shè)計的不了解到能夠整體把握再到比較順利的完成本次設(shè)計，這一步一步的走來，其中都包含了老師耐心的指引和教導(dǎo)。通過本次設(shè)計，我從宏觀上掌握了粗米機的結(jié)構(gòu)，工作原理，加深了以往學(xué)習(xí)的專業(yè)知識。在此，我向老師表示我最誠摯的謝意。此外還要感謝我們小組的其他成員，在設(shè)計的整個過程中，我們相互討論，也解決了一定的問題，從你們身上我看到了“認真”二字，在無形中也促使我更加用心的完成本次設(shè)計。感謝我的父母，對我二十多年來辛勤的養(yǎng)育，他們對我無條件的支持，讓我可以去追求自己的夢想，他們的愛是我前行的動力。在設(shè)計的過程中，也得到了許多同學(xué)寶貴的建議，在此一并致以誠摯的謝意。最后，衷心的感謝每位老師，謝謝你們在學(xué)習(xí)上、生活中給予我的關(guān)心與支持