機械設計課程設計一級圓柱齒輪減速器的設計F=2.3V=2.2D=330(全套圖紙）

1、帶式輸送機傳動裝置設計計算說明書設計課題帶式輸送機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器的設計 系（院）全套圖紙加153893706班 級 姓 名 學 號 學習小組 同組成員 指導教師 2010 2011學年 第 2 學期 目 錄 1 設計任務書附12 傳動方案的分析與擬定33 電動機的選擇和傳動系統(tǒng)的計算34 傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算45 傳動零件的設計計算5-6 6 齒輪傳動設計計算77 軸的設計計算及校核8-118 軸承的設計11-139 鍵連接的選擇及校核1310 聯(lián)軸器的選擇1411 箱體的設計14-1512 密封和潤滑的設計1613 減速器附件的確定及說明1614 設計小結1715 參

2、考文獻17 傳動裝置的總體方案設計【1】分析確定方案通常原動機的轉速與工作機的輸出轉速相差較大，在他們之間常采用多級傳動來減速。齒輪傳動具有承載能力大、效率高、允許速度高、尺寸緊湊、壽命長等特點，因此在傳動裝置中一般應首先采用齒輪傳動。在該裝置中無特殊要求可以采用直齒圓柱齒輪。帶傳動具有傳動平穩(wěn)吸振等特點，且能起過載保護的作用。但由于它是靠摩擦力來工作的，在傳遞同樣功率的條件下，當帶速較低時，傳動結構尺寸較大。為了減小帶傳動的結構尺寸，應將其布置在高速級?！?】電動機的選擇（1）確定電動機的功率根據(jù)原始數(shù)據(jù)：運輸帶拉力f = 2300 n 運輸帶速度v = 2.2 m/s 滾筒直徑 d = 3

3、30 mm工作機所需要的功率: pw = = 2300 = 5.06 kw= v帶的傳動效率軸承的傳動效率齒輪的傳動效率聯(lián)軸器的傳動效率滾筒的傳動效率 = 0.960.990.970.990.96 = 0.868電動機所需的功率:pd = = kw = 5.829kw(2) 確定電動機的轉速 傳動比分配工作機轉速： = = = 127總傳動比：= = = = 11.34 = 2 4 = 3 5 = * 設 = 2.5 ， 則 = = = 4.53 電動機轉速： n = (2 4) * ( 3 5) = 762 2540 查表12-1選擇電動機的型號為y132m-4電動機功率： = = 5.82

4、9 kw 滿載轉速 ： = 1440電動機轉速： = = 1440【3】計算傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù)轉矩 ： = 9550 = 9550* = 38.66 nm輸入軸 輸出軸 【4】傳動零部件的設計計算帶傳動確定計算功率并選擇v帶的帶型(1) 由表13-8得 = 1.2 , 故：= * = 1.1 * 5.829 = 6.412 kw(2) 根據(jù)= 6.412 kw ， = 1440 ， 選用 a 型 。(3) 設： 大、小帶輪基準直徑 、 由表13-9得：應不小于75, ， 所以取 = 100 mm = ( 1 ) = * 100 * ( 1 0.01 ) mm 247 mm (: v帶

5、傳動的滑動率) 由表13-9得： = 250 mm (4) 驗算帶速v = = = 7.536 帶速在5 25 范圍內 ， 合適 。 （5） 求v帶基準長度和中心距a 初步選取中心距 = 1.5 * （ + ）= 1.5 *（100 + 250 ）= 525 mm 0.7 * （ + ） 120 合適 。（7）求v帶根數(shù) z 由式13-5 得 ：z = = 1440 ， = 100 mm ， 查表13-5 得： = 0.17kw ( 單根普通v帶 i 1 時額定功率的增量) 由 = 168.688 查表13-7 和13-2 得： = 0.95 （包角修正系數(shù)） = 1.03 （帶長修正系數(shù)）z

6、 = = 2.1916 取3根 。（8）求作用在帶輪軸上的壓力 查表13-1 ，得q = 0.1 , 故可得單根 v 帶的初拉力 = * (-1 )+ = * (-1 )+ 0.1*7.536*7.536 = 237n作用在軸上的壓力 = 2zsin = 2*3*237* sinn = 1379n【5】齒輪傳動設計計算 (1)材料及確定許應力 查表11-1小齒輪用45剛調制，齒面硬度為：197286hsb =600mpa =400mpa大齒輪用45剛正火，齒面硬度為：156217hsb =600mpa =400mpa由表11-5 ， 取 = 1 , = 1.25 = = 600mpa = =

7、320mpa = = 600mpa = = 320mpa(2)按齒面接觸強度設計 設齒輪按8級精度制造，取載荷系數(shù)k = 1 ，齒寬系數(shù) = 0.8 小齒輪上的轉矩： p = * * = 5.54kw = 9.55 * * = 0.92*n*m取= 188 （查表11-4） 76.52mm取齒數(shù)=30 ，則= u= 128故實際傳動比：i = = 4.27模數(shù) = = 2.55mm齒寬 = * = 76.5mm ,取=80mm , = 85mm按表（4-1） = 3mm ,實際的=* = 90mm , = * = 384mm軸中心距= = 237mm(3) 驗算齒輪彎曲強度 查圖11-8和11

8、-9 齒形系數(shù)： 小齒： = 2.6 = 1.62 大齒： = 2.22 = 1.82 由上可得： = = 51.93 mpa 320mpa = = 49.81mpa = 240mpa 安全(4) 齒輪圓周速度v = = 2.71 6 對照表11-2可知選用8級精度是合適的?！?】軸的設計計算及校核(1)選擇軸的材料：由已知條件可知減速器傳遞的功率屬中小功率 選45鋼調制=650mpa =60mpa 由表14-2 c = 118-107所以 =37.45-41.30mm考慮到軸的最小直徑處要裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在故直徑加大3%-5% 取38.57-43.36mm由手冊取標準直徑= 40mm(2

9、)設計軸的結構并繪制結構草圖由于設計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側；軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。（a）確定軸上的零件的位置和固定方式(b) 確定各軸段的直徑軸段1外伸端直徑最小=40mm軸段2上應有軸肩（對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進行定位）為順利地在軸段2上安裝軸承軸段2必須滿足軸承內徑的標準，故軸段2的直徑=45mm軸段3上安裝齒輪 取=50mm軸段4 =60mm軸查軸承6209型滾動軸承的安裝高度為3.5 =4.5+2 x 3.5=52mm（3)確定各段長度軸段3的長度為68mm 為保證齒輪端面與箱體內壁不相碰，齒輪端面與箱體內壁間應留有一定的間距，取該間距

10、為15mm。為保證軸承安裝在箱體軸承度孔中(軸承寬為b=18mm)并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內壁的距離為5mm，則軸承支點距離為128mm.根據(jù)箱體結構及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定的距離的要求，取軸段2的長度為80mm,取軸段1為75mm在軸段1 , 3上為口鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應輪轂寬小約5-10mm鍵寬軸1鍵b * h=12 * 8 軸3鍵14 * 9=b* h（4）選軸的結構細節(jié)如圖角，倒角退刀槽等尺寸按設計結果畫出軸的結構草圖。按彎扭合成強度校核軸徑（a）畫出軸受力圖(b) 作水平面內彎矩圖，支點反力為 = = 2086.72n大齒分度圓直徑=384

11、mm=1043.26n截面的彎矩為：=75096n*mm截面的彎矩為：=41535n*mm作垂直面內的彎矩圖（圖d）支點反力為 =*=734.4=367.2n截面彎矩為：= *=26438.4n*mm截面彎矩為：=14320.8n*mm（5）作合成彎矩圖（圖e）m = 截面：= 79849n*mm截面：= 43093n*mm（6）作轉矩圖（圖f）t=9.56*= 407292n*mm（7）求當量彎矩因減速器單向運轉，故可以為轉為為脈動循環(huán)，變化，修正系數(shù)又為= 0.6截面：= 257089n*mm截面：=248146n*mm（8）確定危險截面及校核強度由圖可知截面，所受轉矩相等，但meme且軸

12、上還有鍵槽，故截面為危險截面，由于軸徑d1d2故也應對截面進行校核：=20.56mpa60mpa：=27.23mpa=24.38-27.14mm加大3%-5% =24.95-28.5mm=25mm 軸段1的直徑=30mm 軸段2的直徑=35mm 軸段3的直徑=45mm 軸段4的直徑=36mm 查表得6206型滾動軸承的安裝高度為3.5mm【7】軸承的設計軸承的選擇選擇軸承型號為6209 ，根據(jù)任務書規(guī)定使用壽命為：一天兩班制，使用期限為10年（每年按300天計算）= 300*10*16 = 48000h(1) 先求當量動載荷因該向心軸承受和的作用；必須求出當量動載荷計算時用到的徑向系數(shù)x軸向系

13、數(shù)y要根據(jù)值查取而是軸承的徑向額定靜載荷，在軸承型號為選出前暫不知道，故用公式算法。= 367.2n 且 =0= 0 e根據(jù)表1611 x=1 y=0p=367.2n 查教材表16-8得=1 查教材表16-9得=1 且該軸承為深溝球軸承，故取= 3 查手冊選軸承型號6209查得= 31.5kw = 20.5kw (2) 計算所需的徑向基本額定動載荷值= = 2839 n 31.5 kw 故6290適用。軸承的選擇 （1）選擇軸承型號為6207 其p= 367.2n 且 =0 查教材表16-8得=1 查教材表16-9得=1 查手冊選軸承型號6207查得= 25.5kw = 15.2kw (2)

14、計算所需的徑向基本額定動載荷值= = 4088 n 25.5 kw 故6207符合要求?！?】鍵連接的選擇及校核（1）ii軸軸段1上的鍵 選用45鋼，查教材表10-10得 =100120mpa根據(jù)軸段1直徑查教材表10-9得 b=12mm ,h=8mm,l=70mm=71.46100120mpa符合條件軸段3上的鍵選用45鋼，查表10-10得 =100120mpa根據(jù)軸段3直徑查教材表10-9得 b=14mm ,h=9mm,l=70mm=50.8100120mpa符合條件（2）i軸軸段1上的鍵選用45鋼，查表10-10得 =100120mpa根據(jù)軸段1直徑查教材表10-9得 b=8mm ,h=

15、7mm,l=45mm=63.3100120mpa符合條件軸段3上的鍵選用45鋼，查表10-10得 =100120mpa根據(jù)軸段1直徑查教材表10-9得 b=12mm ,h=8mm,l=80mm=21.8100120mpa符合條件【9】聯(lián)軸器的選擇根據(jù)ii軸軸段1的直徑及ii軸的轉矩由工作情況，查教材表17-1，選擇工作情況系數(shù)=1.5計算轉矩：=*=604.995n*m查手冊表8-7，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器選取公稱轉矩為1250n*m故確定聯(lián)軸器型號為lx3型?！?0】箱體的設計箱體壁厚 = 0.025a+1mm=0.025237+1=6.925mm8mm箱蓋壁厚 =0.02a+1=0.02237

16、+1=3.51+1=5.748mm箱蓋凸緣厚度=1.5=12mm箱座凸緣厚度=1.51=12mm箱蓋凸緣厚度=2.5=2.58=20mm地腳螺栓直徑df=0.036a+12=20.532mm 取整偶數(shù)20mm地腳螺釘數(shù)目a250，n=4軸承旁聯(lián)結螺栓直徑=0.75df=15.399mm，取16mm蓋與座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）df=10.266123192mm 取=12mm軸承端蓋的螺釘直徑=（0.40.5）df=8.212810.266mm窺視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）df=6.15968.2128mm連接螺栓的間距= 150200定位銷直徑=（0.30.4）=8.49.6mm、至

17、外箱壁距離 = 26/22/16、至凸緣邊緣距離 = 24/14凸臺高度 根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準外箱壁至軸承座端面距離=+（510）鑄造過渡尺寸 、 （表1-38）大齒輪頂圓與箱體內壁的距離1.2=1.28=9.6取=10mm齒輪端面與內箱壁距離= 8箱座的肋厚=0.857mm 箱蓋的肋厚=0.857mm軸承端蓋外徑=d+(55.5) =90+（55.5）8 = 131.064146.463mm 軸承旁連接螺栓距離【11】密封和潤滑的設計（1）密封由于選用的電動機為低速，常溫，常壓的電動機，所以可選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內填以毛氈圈以堵塞泄露間隙，達到密封的目的。

18、毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復自行潤滑。（2）潤滑對于齒輪來說，由于傳動件的圓周速度v12m/s，采用浸油潤滑，因此機體內需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xh不應小于3050mm。對于單級減速器，浸油深度為一個齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級傳動，每傳遞1kw需油量=0.350.7。對于滾動軸承來說，由于傳動件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤滑脂潤滑。這樣不僅密封簡單，不宜流失，同時也能形成將滑動表面完全分開的一層薄膜。【12】減速器附件的確定及說明（1）窺視孔及蓋窺

19、視孔是用來檢查傳動件的嚙合情況，齒側間隙接觸斑點及潤滑情況等。箱體內的潤滑油也由此孔注入，但為了減少油內的雜質進入箱內，可在窺視孔口處裝一過濾網(wǎng)。窺視孔通常開在箱蓋的頂部，且要能看到嚙合區(qū)的位置。其大小可視減速器的大小而定，但至少能將手伸入箱內進行檢查操作。窺視孔要有蓋板。蓋板可用鋼板的材料制成，用m8的螺釘緊固。： （2）透氣孔減速器工作時，箱體內的溫度和壓力都會升高，熱漲的氣體可以通過透氣孔。減速器工作時，箱體內的溫度和壓力都會升高，熱漲的氣體可以通過透氣孔及時排出，使箱體內、外壓力平衡，使得密封件不受高壓氣體的損壞。透氣孔多裝在箱蓋的頂部或窺視孔蓋上。m271.515364326（3）排

20、油口為了換油和清洗箱體時排出油污，應在油池最低處設置排油孔。平時排油口加油封圈用螺栓堵住。螺栓直徑約為箱體壁厚的23倍。放油螺塞和箱體接合面應加防漏用的墊圈。 （4）定位銷為了確定箱座與箱蓋的相對位置，并保證每次拆裝厚軸承座的上下半孔始終保持加工時的位置精度，應在精加工軸承底孔前，在上箱蓋和下箱座的聯(lián)接凸緣上配裝兩個定位銷。兩定位銷應布置在箱體對角線方向，距箱體中線不要太近；此外還要考慮加工和拆裝方便，并且不與其他零件干涉。定位銷是標準件，采用圓錐銷，直徑為箱體凸緣聯(lián)接螺栓直徑的0.7-0.8倍左右，便其長度應大于箱體聯(lián)接凸緣總厚度，標記：圓錐銷gb117-86 （5）啟蓋螺釘 啟蓋螺釘?shù)闹睆脚c箱蓋凸緣連接螺栓直徑相同，其長度應大于箱蓋凸緣的厚度。其端部應為圓柱形半圓柱形，以免在擰動時將其端部螺紋破壞?！?3】設計小結機械設計課程設計是我所花費時間與精力最多的課程設計，老師對我們要求比較嚴格，在嚴格的操練之下，我收獲很大。此時，我由衷地要對我們的所有的指導老師說聲謝謝，是老師在百忙之中擠出寶貴的時間輔導我們，為我們糾錯指正。機械設計課程設計歷時2周，內容涉及大學以來所有與專業(yè)課程相關的知識。它是一種很好的把理論與實際結合