圓柱齒輪減速器論文

1、畢業(yè)設計（論文）（屆 ） 學 生 姓 名 院 （系） 專 業(yè) 機電一體化 學 號 導 師 設計（論文）題目 設計螺旋傳輸機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器 黃岡職業(yè)技術學院畢業(yè)設計設計螺旋傳輸機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器摘要: 本次畢業(yè)設計的課題是設計螺旋傳輸機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器，減速器是一種由封閉在箱體內(nèi)的齒輪、蝸輪、蝸桿等組成，一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設備。它是位于原動機和工作機之間的機械傳動裝置，把原動機動力通過減速器的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。本文主要是從以下幾個方面來進行一級圓柱齒輪減速器的設計：第一，合理的傳動裝置總體設計，了解機械

2、傳動裝置的原理及參數(shù)搭配，為設計各級傳動件和裝配草圖提供依據(jù)。第二，傳動零件的設計計算及齒輪、軸、滾動軸承、聯(lián)軸器的設計選擇與校正，為進行裝配草圖的設計作好準備。第三，減速器結(jié)構及其附件的設計以便提高效率、降低成本，使用維修簡單。第四，減速器裝配圖和零件工作圖的設計以便進行機器裝配、調(diào)試及維護。關鍵詞：齒輪減速器 箱體 機械傳動裝置 原理及參數(shù) 設計29design of spiral transmission machine transmission device in a cylindrical gear reducerabstract: the graduation design top

3、ic is the level of the design of cylindrical gear reducer, it is a closed in the box body, gear, worm gear, worm and other components,generally used for low speed large torque transmission equipment. it is located in the original motivation and work between the machine and the mechanical transmissio

4、n device, the original motive power through the gear reducer input shaft on a small number of teeth of gear meshing of the big gear output shaft to achieve the purpose of deceleration.this article is mainly from the following aspects to a cylindrical gear reducer design:first, reasonable gear design

5、, understanding the mechanical transmission principle and parameter matching design levels, transmission parts and assembly sketches provide a basis.in second, transmission parts of the design and calculation of gear, shaft, bearing, selection of design, the design for assembly sketches ready.third,

6、 speed reducer structure and its attachment to the design in order to improve efficiency, reduce costs, the use of simple repair.in fourth, the reducer assembly drawing and parts drawing design for machine assembly, commissioning and maintenance.key words: gear reducer casing a mechanical transmissi

7、on device principle and parameter design目 錄摘要iabstractii1 緒論11.1 選題背景11.2 選題意義11.3 減速器的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.4 減速器的分類及載荷分類21.5 設計的主要工作31.6 設計的總結(jié)及展望未來32 傳動裝置的總體設計42.1 一級圓柱齒輪減速器的工作原理及技術說明42.2 傳動方案的分析與擬定42.3 選擇電動機52.4 計算總傳動比和分配傳動比63 傳動零件的設計計算93.1 帶傳動的設計計算93.2 齒輪傳動的設計計算123.3 軸的設計計算143.4 軸承的選擇及校核173.5 聯(lián)軸器的選擇184 一

8、級圓柱減齒輪速器的結(jié)構204.1 減速器的簡介204.2 一級圓柱齒輪減速器箱體的尺寸204.3 一級齒輪圓柱減速器箱體結(jié)構及其工藝性214.4 一級圓柱齒輪減速器的附件224.5 一級圓柱齒輪減速器的潤滑和密封234.6 一級圓柱齒輪減速器的安裝與拆卸順序245 繪制裝配圖和零件圖26總 結(jié)27致 謝28參考文獻291 緒論1.1 選題背景減速器其實已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中應用非常的廣泛。其一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設備，把電動機，內(nèi)燃機或其它高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速器的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。隨著現(xiàn)代工業(yè)突飛猛進地發(fā)展，一般的速度已經(jīng)無法滿足快速工業(yè)生產(chǎn)的要求，于

9、是就開發(fā)了利用減速器的傳輸機生產(chǎn)線，它能夠很好地提高作業(yè)人員和設備工裝的效率，有效地降低成本，提高生產(chǎn)能力。然而，傳輸機生產(chǎn)線的傳送速度就是依靠減速器來實現(xiàn)快慢控制的。傳輸機生產(chǎn)線的裝置最常用的就是螺旋傳輸機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器。減速器是一種由封閉在箱體內(nèi)的齒輪、蝸輪、蝸桿等組成的傳動裝置，是將電動機的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到我們所要的回轉(zhuǎn)數(shù)。其可以很好的實現(xiàn)動力的傳遞、獲得某一速度和獲得較大的扭矩，效率十分之高，非常之準確可靠。目前在大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)中應用非常廣泛，幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡。隨著工業(yè)快速的發(fā)展和工廠自動化程度的日益加劇，減速器的需求量也會大大增長。然而，一級圓

10、柱齒輪減速器又是各式各樣減速器中典型的代表.在這種背景下我們選擇了一級齒輪減速器的設計具有重要性。1.2 選題意義 本論文主要內(nèi)容是對一級圓柱齒輪減速器進行設計計算，是對我們即將畢業(yè)走向工作崗位的又一次全面的、規(guī)范的機械設計能力的綜合訓練。畢業(yè)設計課題的主要意義（1）通過此次畢業(yè)設計使我們運用機械制圖、機械設計基礎、機械cad等有關課程知識，起到鞏固、深化、融會貫通及擴展有關機械設計方面知識的作用，樹立正確的設計思想。（2）通過對一級圓柱齒輪減速器的設計，使我們掌握了機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設計步驟和方法，培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設計思想及獨立、全面科學的工程分析與設計能力。 （

11、3）能夠提高我們查找和翻閱設計資料的能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計算機輔助設計方面的能力。1.3 減速器的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢20世紀70年代末以來，世界減速器技術有了很大的發(fā)展。產(chǎn)品發(fā)展的總趨勢是小型化、高速化、低噪音和高可靠性；技術發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術、功率分支技術和模塊化設計技術。對于通用減速器而言，除普遍采用硬齒面技術外，模塊化設計技術已經(jīng)成為其發(fā)展的一個主要方向。它旨在追求高性能的同時，盡可能減少零部件及毛坯的品種規(guī)格和數(shù)量，以便于組織生產(chǎn)、形成批量、降低成本、獲得規(guī)模效益。同時，利用基本零件，增加產(chǎn)品的形式和花樣，盡可能多地開發(fā)實用的變型設計或派生系列產(chǎn)品，如由一個通用系

12、列派生出多個專用系列；擺脫了傳統(tǒng)的單一有底座實心軸輸出的安裝方式，增添了空心軸輸出的無底座懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式連接、多方位安裝面等不同形式，擴大了使用范圍。促使減速器水平提高的主要因素還有： （1）理論知識更完善、更接近實際（如齒輪強度計算方法、變形計算、修形技術、優(yōu)化設計方法、齒根圓滑過渡、新齒形、新結(jié)構等）。 （2）齒輪和軸材料普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。 （3）結(jié)構設計更合理。 （4）齒輪加工精度提高到gb/t 10095.1-2008的4到6級。 （5）箱體的剛度和加工精度提高。 （6）軸承質(zhì)量和壽命提高。 （7）采用含添加劑的工業(yè)齒

13、輪油，潤滑油質(zhì)量提高。改革開放以來，我國陸續(xù)引進先進加工裝備，通過引進、消化、吸收國外先進技術和科研攻關，開始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設計制造技術。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度都有較大提高，通用圓柱齒輪的制造精度可以從jb179-1960的8到9級提高到gb/t 10095.1-2001的6級。目前我國已經(jīng)可設計制造2800kw的水泥磨減速器、1700mm軋鋼機各種減速器。20世紀80年代末到90年代初，我國相繼制定了近100個齒輪和蝸桿減速器的標準，研制了許多新型減速器，大體上實現(xiàn)了通用減速器的更新?lián)Q代。許多產(chǎn)品達到了20世紀80年代的國際水平。部分減速器采用硬齒面后，體積和質(zhì)量

14、明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動效率和可靠性有了大幅度的提高，對節(jié)能和提高主機的總體水平起到了明顯的作用，為發(fā)展我國的機械產(chǎn)品作出了貢獻。進入20世紀90年代中后期，國外又陸續(xù)推出了更新?lián)Q代的減速器，不但更突出了模塊化設計的特點，而且在承載能力、總體水平、外觀質(zhì)量方面又有明顯提高。面對這方面差距，我們的對策應該是：（1）有條件的企業(yè)應該瞄準國際最先進的水平，盡快研究開發(fā)面向21世紀的新產(chǎn)品。要研究出更好的模塊化設計方法，以期形成較大的批量，求得規(guī)模效益?，F(xiàn)在國內(nèi)有的企業(yè)已經(jīng)開發(fā)了這類產(chǎn)品。（2）研究、開發(fā)、推廣成本較低而承載能力又能接近硬齒面的中硬齒面滾齒的新齒形和新結(jié)構。國內(nèi)多年來使用行之

15、有效的雙圓弧齒輪、三環(huán)減速器和已成功應用的點線嚙合齒輪等技術，應不斷完善，大力推廣。（3）加快漸開線行星齒輪減速器的更新?lián)Q代，擴大其市場占有率。（4）產(chǎn)品的發(fā)展應著重提高內(nèi)在質(zhì)量，嚴格控制材料熱處理、幾何加工精度和裝配試驗的質(zhì)量和穩(wěn)定性，以提高產(chǎn)品的可靠性和無重大故障的工作壽命。企業(yè)應制訂高于國家標準和行業(yè)標準的內(nèi)控標準。（5）改進外觀設計和涂漆質(zhì)量，杜絕滲有漏油現(xiàn)象。（6）提高配套件（如潤滑冷卻裝置、風扇、逆止器、液壓泵、制動器等）的質(zhì)量。隨著社會的發(fā)展，應不斷地開發(fā)出新結(jié)構、新類型的產(chǎn)品，以適應市場的需求。 1.4 減速器的分類及載荷分類 我們工業(yè)實際應用中其類型眾多，一般按傳動裝置的類型

16、可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、圓錐-圓柱齒輪減速器、蝸桿減速器、齒輪-蝸桿減速器、行星齒輪減速器等，按傳動級數(shù)又可以將其分為一級、二級、三級減速器等。圓柱齒輪減速器：單級、二級、二級以上二級。布置形式：展開式、分流式、同軸式。圓錐齒輪減速器：用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場合。蝸桿減速器：主要用于傳動比i10的場合，傳動比較大時結(jié)構緊湊。其缺點是效率低。齒輪蝸桿減速器：若齒輪傳動在高速級，則結(jié)構緊湊；若蝸桿傳動在高速級，則效率較高。行星齒輪減速器：傳動效率高，傳動比范圍廣，傳動功率12w50000kw，體積和重量小。聯(lián)接的工作機載荷狀態(tài)比較復雜，對減速器的影響很大，是減速器選用及計算的

17、重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機（從動機）的載荷狀態(tài)，通常分為三類：均勻載荷、等沖擊載荷、沖擊載荷。1.5 設計的主要工作我們在得知畢業(yè)設計之時，我們通過查閱資料才明白本畢業(yè)設計課題是一級圓柱齒輪減速器，它是一個機械傳動裝置，設計的主要工作內(nèi)容一般包括五個個方面。第一部分：傳動裝置的總體設計，其主要包括傳動方案的分析與擬定、選擇電動機型號、計算總傳動比、合理分配各級傳動比以及計算傳動裝置的運動與動力參數(shù)等，為計算各級傳動件作準備條件。第二部分：傳動零件的設計計算及齒輪、軸、滾動軸承、聯(lián)軸器的設計選擇與校正，這些工作是為進行裝配草圖的設計作準備。第三部分：減速器結(jié)構及其附件的設計及選擇潤滑和密

18、封方式。第四部分：繪制減速器裝配圖及繪制零件工作圖。第五部分：編寫畢業(yè)設計論文，準備答辯。我們完成了這五個部分的設計也就完成了整個論文設計，但是，我們在設計過程中,首先要樹立一個正確的設計思想。就是力求自己認真、踏實、對待事情一絲不茍，要認真對待每一個設計細節(jié)，要經(jīng)得起反復修正，保質(zhì)保量、按時完成任務。1.6 設計的總結(jié)及展望未來在畢業(yè)設計過程中，我們通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣是巨大的，可謂受益匪淺。在整個設計中我們掌握了機械零件、機械傳動裝置或簡單機械裝置的一般設計方法和步驟，也提高了我們機械設計的基本能

19、力，樹立了對自己工作能力的信心。而且大大提高了動手的能力，使我們充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。本次畢業(yè)設計不僅是對我們大二所學的機械設計知識的一種檢驗，而且也是對自己機械設計能力的一種綜合訓練是培養(yǎng)我們分析和解決工程實際問題的能力。通過這次畢業(yè)設計使我們對之前所學知識起到了鞏固、深化、融會貫通的作用，使我們樹立了正確的設計思想。通過這次畢業(yè)設計，我們才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己專業(yè)知識和綜合素質(zhì)。2 傳動裝置的總體設計2.1 一級圓柱齒輪減速器的工作原理及技術說明2.1.1 工作原理一級圓柱齒輪減速器是通過裝在箱體內(nèi)的一

20、對嚙合齒輪的轉(zhuǎn)動，把原動機動力通過其輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。一級圓柱齒輪減速器有兩條軸系即兩條裝配線，兩軸分別由滾動軸承支承在箱體上，采用過渡配合，有很好的同軸度，從而保證大小齒輪嚙合的穩(wěn)定性。端蓋嵌入箱體內(nèi)，從而確定了軸和軸上零件的軸向位置。裝配時只要修磨調(diào)整環(huán)的厚度，就可使軸向間隙達到設計要求。2.1.2 運動簡圖一級圓柱齒輪減速器運動簡圖如圖2-1所示。圖2-1運動簡圖1電動機 2帶傳動 3聯(lián)軸器 4皮帶式輸送機 5一級圓柱齒輪減速器2.1.3 主要技術參數(shù)說明 技術參數(shù)主要根據(jù)表2-1的參考數(shù)據(jù)表2-1 參考數(shù)據(jù)題 號1234567891011121

21、31415f(kn)3.63.84.04.24.44.64.85.05.25.45.65.86.06.26.4v(m/s)1.21.11.01.151.31.41.21.11.01.21.11.21.31.11.0d(mm)350330300250200350330300250200350300250200330在本畢業(yè)設計中我們選擇了輸送帶的最大有效拉力f=4.0kn, 輸送帶的工作速v=1.0 m/s，輸送機滾筒直徑d=300mm。2.1.4 傳動系統(tǒng)工作條件皮帶式輸送機單向運轉(zhuǎn)，有輕微的震動，兩班制工作，使用年限5年，輸送機帶輪軸轉(zhuǎn)速的允許誤差為5%。小批量生產(chǎn)，每年工作300天。2.2

22、 傳動方案的分析與擬定傳動方案一般用于機構運動簡圖表示，它反映了運動、動力的傳遞路線及各部件的組成和鏈接關系。合理的傳動方案滿足工作機的工作要求，具有結(jié)構簡單、尺寸緊湊、易于生產(chǎn)加工、使用維護方便及傳遞效率高，有效的降低生產(chǎn)成本。在本畢業(yè)設計課題運動簡圖中我們可知，傳動方案選擇的是帶傳動。帶傳動的承載能力比較小，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，其結(jié)構尺寸要比其他傳動形式的大，但是帶傳動平穩(wěn)性是比較好的，能夠很好地緩沖吸振性能。帶傳動我們又分為平帶傳動和v帶傳動，在此畢業(yè)設計中，我們應選擇適用功率比較大的v帶傳動。采用帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，適應工作機要求。不過，對于我們已擬定的傳動方案，我

23、們還是要在設計過程中不斷地修改完善，力求設計合理。2.3 選擇電動機設計一級圓柱齒輪減速器等一般的機械傳動裝置，我們通常采用電動機作為原動機。因為電動機的發(fā)展已經(jīng)非常正規(guī)化、標準化、系列化，所以，在設計過程中我們要根據(jù)實際工作載荷的大小及相關性質(zhì)、轉(zhuǎn)速的高低、啟動特性、工作的環(huán)境、過載相關情況及空間尺寸大小的限制和經(jīng)濟性等要求，從產(chǎn)品目錄中選擇電動機的類型、結(jié)構形式、轉(zhuǎn)速、功率以及具體的型號。2.3.1 選擇電動機的類型與結(jié)構形式電動機分為直流電動機和交流電動機兩種，在工廠里面一般采用三相交流電，故多采用交流電動機。交流電動機又分為同步電動機和異步電動機兩類。對于我們本次設計的一級圓柱齒輪減速

24、器而言，由于此傳動裝置是工作在傳動平穩(wěn)，載荷均勻，運動方向不變且轉(zhuǎn)速高、工作時間長的環(huán)境下,我們應該選擇y系列自扇冷式籠型三相異步電動機。因為y系列自扇冷式籠型三相電動機結(jié)構簡單、啟動性良好、價格便宜、維護簡單，適用于無特殊要求的場合。2.3.2 確定電動機的功率電動機功率的選擇合不合理，對電動機的工作性能和經(jīng)濟性能都有一定的影響。假如所選擇的電動機的功率比工作時功率要求的要小，就不能夠保證工作機的正常工作，要么就會使電動機因為在長期過載情況下運行而過早的損壞；如果所選擇的電動機的功率過大于工作時功率要求，這就導致電動機的制造復雜、價格不再低廉，傳動能力又不能得到很充分地利用。在功率過大的這種

25、情況下，由于電動機經(jīng)常在不滿載運行功率因素和效率非常低，增加電能的損耗，造成了不必要的浪費。因此在此設計過程中一定要選擇合適且合理的電動機功率。對于我們設計的一級圓柱齒輪減速器，通常是作為傳動裝置使用在載荷比較穩(wěn)定、長期運轉(zhuǎn)的機械上，確定電動機的功率時應該保證電動機的額定功率等于或稍大于工作機要求的功率，即所需電動機的輸出功率為 (2-1)工作機所需的工作功率為 (2-2)所以 (2-3)電動機到運輸帶之間的傳動總效率（包括工作機效率）為 （2-4） 查機械設計手冊表2-3確定各部分效率為v帶傳動效率1=0.96，滾動軸承（一對）效率2=0.98，齒輪傳動效率3=0.97，聯(lián)軸器效率4=0.9

26、9，傳動滾筒效率5=0.96，則 =0.960.970.990.96 =0.83 所以:電動機所需要的工作功率為 2.3.3確定電動機轉(zhuǎn)速計算滾筒的工作轉(zhuǎn)速：滾筒 按機械設計手冊推薦的傳動比合理范圍，取一級圓柱齒輪減速器傳動比范圍i1 =3 6。取v帶傳動比i2=24，則總傳動比理時范圍為id=624。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為： =（624）滾筒=（624）63.7r/min =(382.21528.8) r/min符合這一范圍的電動機同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、和1500r/min。現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速750 r/min、1000 r/min、和1500r/min三種方案進行

27、比較。根據(jù)電動機所需的工作功率及轉(zhuǎn)速，查機械設計基礎實訓指導附錄5附表5-1得到電動機相關參數(shù)，并將計算出的總傳動比列表2-2中 表2-2 電動機數(shù)據(jù)及總傳動比方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速(r/min)總傳動比最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1y132s-45.5 kw1500144022.62.22 y132m2-65.5 kw100096015.12.03 y160m2-85.5 kw75072011.32.0綜合考慮電動機數(shù)據(jù)及總傳動比，可知方案2比較適合，因此電動機的轉(zhuǎn)速確定為2.3.4 確定電動機的型號 根據(jù)以上選用的電動機類型，以及所需要的額定功率與同步轉(zhuǎn)速，選定電動機型號為y

28、132m2-6。其主要性能有：額定功率：5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，總傳動比為15.1，額定轉(zhuǎn)矩2.0。2.4 計算總傳動比和分配傳動比2.4.1 計算總傳動比 我們通過選定的電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸的轉(zhuǎn)速也就是滾筒軸的轉(zhuǎn)速可以求出傳動裝置的總傳動比為： （2-5）2.4.2 分配傳動比 總傳動比是等于各級傳動比的乘積，在本設計中總傳動比是由帶傳動比i1與齒輪傳動比i2的乘積組成。查閱資料可知，普通v帶的傳動比i1=24，在本設計中我們?nèi)帶傳動比i1=3因為: （2-6）所以： 2.5 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)在合理地確定了電動機的型號傳動比的分配后，我們應該計算出各軸的

29、轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩，為我們進行傳動件和軸的設計計算提供依據(jù)。我們的設計通常按由電動機到工作機之間運動傳遞的路線推算各軸的運動和動力參數(shù)。2.5.1 計算各軸轉(zhuǎn)速 為進行傳動件的設計計算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，現(xiàn)將傳動裝置各軸由高速至低速依次定為i軸和ii軸 i軸 =960/3=320（r/min） ii軸 =320/5=64（r/min） 滾筒軸=64（r/min）2.5.2 計算各軸的輸入功率查機械設計基礎實訓指導表2-3確定各部分效率為v帶傳動效率1=0.96，滾動軸承（一對）效率2=0.98，齒輪傳動效率3=0.97，聯(lián)軸器效率4=0.99，則軸： 軸： 滾筒軸： 2.5.3 計算各軸

30、的輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸輸出轉(zhuǎn)矩為： 軸：軸：滾筒軸：2.5.4 計算各軸的輸出功率由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：故：軸：軸：2.5.5計算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則： 軸： 軸： 運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于表2-3中，供以后設計計算使用。表2-3 各軸的運動和動力參數(shù)軸名效率p （kw）轉(zhuǎn)矩t （nm）轉(zhuǎn)速nr/min傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機軸4.847.7596030.96軸4.6084.52137.52134.7732050.95軸4.384.29653.58507.976410.97滾筒軸4.254.17634.10640.5164

31、3 傳動零件的設計計算傳動零件的設計計算主要包括確定傳動零件的材料、熱處理的方法、參數(shù)、尺寸和主要結(jié)構，這些工作就是為進行裝配草圖的設計準備。3.1 帶傳動的設計計算 設計帶傳動必須確定出帶的型號、長度、根數(shù)，帶傳動的中心距、安裝要求（初拉力、張緊裝置）、對軸的作用力及帶輪的材料結(jié)構、直徑和寬度等尺寸。3.1.1 帶傳動的類型的選擇及傳動的特點 帶傳動適用于要求傳動平穩(wěn)，但傳動比要求不嚴格且中心距較大的場合。根據(jù)工作原理帶傳動可以分為兩類，即靠傳動帶與帶輪間的摩擦力的摩擦帶傳動和靠帶輪內(nèi)側(cè)的凸齒與帶輪外緣上的齒槽直接嚙合實現(xiàn)帶傳動的嚙合帶傳動。本次畢業(yè)設計中選擇的帶傳動是摩擦帶傳動方式，由于v

32、帶的截面積形狀為等腰梯形，其工作面為內(nèi)表面與平帶相比，當量摩擦系數(shù)大，能傳遞較大的功率，且結(jié)構緊湊，在機械傳動中應用最為廣泛。v帶還具有一些特點： （1）緩沖吸振，傳動平穩(wěn)、噪聲低。 （2）傳動的中心距較大，安裝維護方便。 （3）過載時，帶會在帶輪上打滑，從而起到保護其他傳動件免受損壞的作用。3.1.2 普通v帶傳動的設計計算3.1.2.1 確定計算功率pc根據(jù)該機器的工作要求由教材機械設計基礎表6-8查得工作情況系數(shù)ka=1.2，故功率3.1.2.2 選擇普通v帶的型號由機械設計基礎圖6-7，如下圖，圖3-1。根據(jù)pc =6.05kwn1=960r/min，得知其交點在a、b型交界線處，但在

33、草稿設計中我選擇了b型v帶。圖3-1普通v 帶選型圖 3.1.2.3 確定帶輪基準直徑dd1和dd2由教材機械設計基礎表6-2小帶輪的標準直徑dd1是重要的自選參數(shù)，較小的dd1可以使傳動結(jié)構緊湊，但彎曲應力大，使帶的壽命降低。由機械設計手冊表6-5得，推薦的b型小帶輪基準直徑125mm280mm。取小帶輪的基準直徑dd1=140mm ，則大帶輪的基準直徑dd2 即大帶輪的基準直徑dd2=384mm (雖使略有減少但其誤差小于5%，允許)3.1.2.4 驗算帶速v =140960/(601000) =7.03 m/s因為5v25m/s介于525m/s范圍內(nèi)，故合適。3.1.2.5 確定v帶的的

34、基準長度ld和中心距a根據(jù) 0.7(dd1+ dd2) a02 (dd1+ dd2) 0.7（140+384）a02（140+384）366.8a01048初定中心距a0=700則，初定帶長為 l0=2a0+（dd1+ dd2）+（dd1- dd2）2/(4a0) =2700+（140+384）/2+（384-140）2/(4700) =2244.2 mm查機械設計手冊表6-3選擇帶的基準長度 ld=2240mm 計算實際中心距a = a0+( ld - l0)/2=700+(2240-2244.2)/2=697.9mm考慮到安裝調(diào)整和張緊的需要，中心距應有調(diào)整量。一般?。?amin=a-0.

35、015ld=697.9-0.0152240=664.3mmamax=a+0.03ld=697.9+0.032240=765.1mm3.1.2.6 驗算小帶輪包角a1 所以，適合3.1.2.7 計算v帶根數(shù)z (3-1) 根據(jù)b型v帶n1=960 r/min和dd1=140mm,查教材機械設計基礎表6-5，用線性插值法得p0=2.08 kw；查教材機械設計基礎表6-6，查得功率增量為p0=0.30kw；查教材機械設計基礎表6-3得帶長度修正系數(shù)kl=1.00，由表6-7查得包角系數(shù)k=0.95。因而得到普通v帶的根數(shù)為 故取3根b型v帶3.1.2.8 計算初拉力f0 (3-2) 查機械設計手冊表

36、6-1得b型v帶的每米長質(zhì)量q=0.17kg/m；故 3.1.2.9 計算軸上壓力3.1.2.10 v帶輪的機構設計小帶輪的材料為鑄鐵（at150）因為直徑采用實心式帶輪。大帶輪的材料為ht150，因為直徑dd2=384mm。采用腹板式帶輪，確定尺寸如下：查機械設計手冊表6-4得 hfmin=10.8mm，hamin=3.5mm, e=190.4mm，f=9mm , b0=15.2mm min=7.5mm, =380，b=（z-1）e+2f=（3-1）19+29=78mm , 由資料得：取d=30(又軸的強度和帶輪的要求確定)所以d1=2d=230=60mm d0=d2+2h=384+23.5

37、=391 mmd1=d0-2(h+)=391-2(10.8+7.5)=354.4mm d2=0.5(d1+d1)=0.5(354.4+60)=207.2mm d0=0.25(d1-d1)=0.25(354.4-60)=73.6mm i=2d=230=60mm s=16mm v帶輪的結(jié)構圖如下圖3-2d0dhl 圖3-2 v帶輪的結(jié)構3.1.2.11 帶輪的張緊、安裝與維護v帶工作一段時間后，會因為產(chǎn)生變形而松弛，使張緊力減小，傳動能力下降。所以必須定期檢查，如發(fā)現(xiàn)張緊力不足則需要重新安裝。重新安裝的方法通常有調(diào)整中心距和采用張緊力。正確安裝、合理使用和妥善維修，是保證v帶傳動正常工作及延長v帶

38、壽命的有效措施。一般要注意下面幾點：（1）v帶安裝時首先要縮小中心距，將v帶套入輪槽中，之后按初拉力進行張緊。v帶類型，新舊不要混用。（2）安裝時兩輪軸線必須要是平行的，并且兩帶輪相應的v型槽的對稱平面應該要重合的。（3）帶傳動不需要加潤滑油之類的東西且清理帶上的油污，帶不能在外暴曬。（4）帶傳動裝置長時間不用的話，我們要將傳動帶放松，維護其壽命。3.2 齒輪傳動的設計計算3.2.1 齒輪傳動的類型及特點 齒輪傳動的類型很多，在本次設計中我們是按兩輪軸線的相對位置和齒像可分為平面齒輪傳動和空間齒輪傳動。平面齒輪傳動又分為直齒圓柱齒輪傳動、斜齒圓柱齒輪傳動、人字齒輪傳動、內(nèi)嚙合齒輪傳動、齒輪齒條

39、傳動；空間齒輪傳動又分為直齒錐齒傳動、斜齒錐齒傳動、曲線齒錐齒傳動、交錯軸斜齒傳動、準雙曲面齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動。 齒輪傳動既有優(yōu)點又有缺點，在此僅列一二：（1）優(yōu)點：適用的圓周速度和功率范圍廣，效率高，工作可靠，能夠很好的保證瞬時傳動比恒定。（2）缺點：制造安裝要求高、費用高，不宜用軸間距過大的兩軸之間的傳動且精度低時噪聲比較大。3.2.2 選擇齒輪材料及精度 小齒輪選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220到250hbs；大齒輪選用45號鋼正火，硬度為170到210hbs。由于是一級圓柱齒輪減速器，根據(jù)機械設計手冊表7-7選擇中等精度即8級精度，要求齒面粗糙度ra3.26.3um。3.2.3 按齒面

40、接觸疲勞強度設計因為兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可以應用求出d1值，確定有關參數(shù)與系數(shù)。3.2.3.1 轉(zhuǎn)矩t1 3.2.3.2 載荷系數(shù)k及材料的彈性系數(shù)ze 根據(jù)機械設計手冊表7-10取k=1.2,由表7-11得。3.2.3.3 齒數(shù)z1和齒寬系數(shù)d 取小齒輪的齒數(shù)z1=25.則大齒輪的齒數(shù)z2= z1i=255=125.因為一級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪面又為軟齒面，所以由材機械設計基礎表7-14選取d=1。3.2.3.4 許用接觸應力h 根據(jù)機械設計手冊圖7-24查得hlin1=560mpa, hlin2=530mpa。 其中n為應力循環(huán)次數(shù)，n為齒輪轉(zhuǎn)速（r/min）,j為齒輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時同側(cè)齒

41、面的嚙合次數(shù)，lb為齒輪工作壽命。 根據(jù)機械設計手冊圖7-24查得zn1=1, zn2=1.06(允許有一定的點蝕) 根據(jù)機械設計手冊表7-9查得sh=1。 根據(jù)機械設計手冊式（7-15）可得 取兩式計算中的較小值，即h=560mpa所以初算小齒輪分度圓直徑為 3.2.3.5 確定的模數(shù) 根據(jù)機械設計手冊表7-2取標準模數(shù)=。3.2.3.6 主要尺寸的計算 經(jīng)圓整后取齒輪寬度 , 圓整中心距取 3.2.4 按齒根彎曲疲勞強度校核 根據(jù)機械設計基礎式（7-12）求出f，如果ff,則校核合格。確定有關系數(shù)與參數(shù)。3.2.4.1 齒形系數(shù)yf 根據(jù)機械設計基礎表7-12查得yf1=2.65, yf2

42、=2.18。3.2.4.2 應力修正系數(shù)ys 根據(jù)機械設計基礎表7-13查得ys1=1.59, ys2=1.80。3.2.4.3 許用彎曲應力f 根據(jù)機械設計基礎圖7-26查得flin1=205 mpa, flin2=190 mpa。 根據(jù)機械設計基礎表7-9查得sf=1.3。 根據(jù)機械設計基礎圖7-23查得yn1=yn2=1。 根據(jù)機械設計基礎式（7-16）得 所以 由于126.7mpa f1=158mpa 由于118.0mpa 58400h所以，預期壽命足夠3.4.2 從動軸軸承的選擇及校核 3.4.2.1 計算當量載荷p1、p2由機械設計手冊表10-10查得，x=1，y=0，兩軸承徑向fr1=fr2=626.95n，初選兩軸承為角接觸球軸承。根據(jù)機械設計手冊（16-4）式得 3.4.2.2 軸承壽命計算因為p1=p2 故取p=940