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

1、帶式輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計計算說明書設(shè)計課題帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計 系（院）全套圖紙加153893706班 級 姓 名 學(xué) 號 學(xué)習(xí)小組 同組成員 指導(dǎo)教師 2010 2011學(xué)年 第 2 學(xué)期 目 錄 1 設(shè)計任務(wù)書附12 傳動方案的分析與擬定33 電動機(jī)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(shè)計計算5-6 6 齒輪傳動設(shè)計計算77 軸的設(shè)計計算及校核8-118 軸承的設(shè)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(shè)計14-1512 密封和潤滑的設(shè)計1613 減速器附件的確定及說明1614 設(shè)計小結(jié)1715 參

2、考文獻(xiàn)17 傳動裝置的總體方案設(shè)計【1】分析確定方案通常原動機(jī)的轉(zhuǎn)速與工作機(jī)的輸出轉(zhuǎn)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(yīng)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(hù)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(dāng)帶速較低時，傳動結(jié)構(gòu)尺寸較大。為了減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)將其布置在高速級?！?】電動機(jī)的選擇（1）確定電動機(jī)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(jī)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(jī)所需的功率:pd = = kw = 5.829kw(2) 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 傳動比分配工作機(jī)轉(zhuǎn)速： = = = 127總傳動比：= = = = 11.34 = 2 4 = 3 5 = * 設(shè) = 2.5 ， 則 = = = 4.53 電動機(jī)轉(zhuǎn)速： n = (2 4) * ( 3 5) = 762 2540 查表12-1選擇電動機(jī)的型號為y132m-4電動機(jī)功率： = = 5.82

4、9 kw 滿載轉(zhuǎn)速 ： = 1440電動機(jī)轉(zhuǎn)速： = = 1440【3】計算傳動裝置的運動參數(shù)及動力參數(shù)轉(zhuǎn)矩 ： = 9550 = 9550* = 38.66 nm輸入軸 輸出軸 【4】傳動零部件的設(shè)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(shè)： 大、小帶輪基準(zhǔn)直徑 、 由表13-9得：應(yīng)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(nèi) ， 合適 。 （5） 求v帶基準(zhǔn)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(shè)計計算 (1)材料及確定許應(yīng)力 查表11-1小齒輪用45剛調(diào)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(qiáng)度設(shè)計 設(shè)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(zhuǎn)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(qiáng)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(shè)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(diào)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(biāo)準(zhǔn)直徑= 40mm(2

9、)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖由于設(shè)計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)；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(yīng)有軸肩（對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進(jìn)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(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，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(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)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(nèi)壁的距離為5mm，則軸承支點距離為128mm.根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)如圖角，倒角退刀槽等尺寸按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖。按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑（a）畫出軸受力圖(b) 作水平面內(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)矩圖（圖f）t=9.56*= 407292n*mm（7）求當(dāng)量彎矩因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可以為轉(zhuǎn)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(qiáng)度由圖可知截面，所受轉(zhuǎn)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(yīng)對截面進(jìn)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(shè)計軸承的選擇選擇軸承型號為6209 ，根據(jù)任務(wù)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(dāng)量動載荷因該向心軸承受和的作用；必須求出當(dāng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩為1250n*m故確定聯(lián)軸器型號為lx3型?！?0】箱體的設(shè)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(jié)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(zhǔn)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(nèi)壁的距離1.2=1.28=9.6取=10mm齒輪端面與內(nèi)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(shè)計（1）密封由于選用的電動機(jī)為低速，常溫，常壓的電動機(jī)，所以可選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄露間隙，達(dá)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(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)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(jī)體內(nèi)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(yīng)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(cè)間隙接觸斑點及潤滑情況等。箱體內(nèi)的潤滑油也由此孔注入，但為了減少油內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)入箱內(nèi)，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(nèi)進(jìn)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(nèi)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(nèi)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(nèi)、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(yīng)在油池最低處設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)大于箱體聯(lián)接凸緣總厚度，標(biāo)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(yīng)大于箱蓋凸緣的厚度。其端部應(yīng)為圓柱形半圓柱形，以免在擰動時將其端部螺紋破壞。【13】設(shè)計小結(jié)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是我所花費時間與精力最多的課程設(shè)計，老師對我們要求比較嚴(yán)格，在嚴(yán)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(dǎo)老師說聲謝謝，是老師在百忙之中擠出寶貴的時間輔導(dǎo)我們，為我們糾錯指正。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計歷時2周，內(nèi)容涉及大學(xué)以來所有與專業(yè)課程相關(guān)的知識。它是一種很好的把理論與實際結(jié)合