《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》計(jì)算說明書單級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

1、廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：單級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 班 級： 模具1033 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2011年12月28日 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)任務(wù)書廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院前言減速機(jī)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的重要環(huán)節(jié)，是前面所學(xué)所有課程的綜合運(yùn)用，對于理論聯(lián)系、實(shí)踐和技能的培養(yǎng)起著重要的作用。通過本次設(shè)計(jì)，提高了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和相關(guān)課程的能力，起到鞏固、深化、融會(huì)貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面知識(shí)的作用，樹立了正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，分析和解決工程實(shí)際問題的能力得到較大的提高。掌握了機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)

2、裝置和簡單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟，提高了設(shè)計(jì)能力，如計(jì)算能力、繪圖能力、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）能力等。熟悉了設(shè)計(jì)材料（教材、手冊、圖冊、工程圖紙等）的使用。本次設(shè)計(jì)的減速器是針對室內(nèi)固定使用的帶式運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的，起使用條件并不惡劣，場地和空間都不受限制，故設(shè)計(jì)時(shí)主導(dǎo)思想是考慮了一次成本，采用一般的材料，齒輪采用軟齒面，所以其結(jié)構(gòu)偏大。在設(shè)計(jì)中得到同學(xué)們的大力幫助和老師的耐心講解，在此表示感謝。限于本人知識(shí)水平有限，難免出現(xiàn)一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇請讀者閱讀時(shí)批評指正。摘要本次機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)單級直齒圓柱齒輪減速器，首先要考慮的是傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、鍵的選用。一、

3、 根據(jù)已知條件，查設(shè)計(jì)手冊，選擇結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，維護(hù)方便的y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。二、 設(shè)計(jì)減速器齒輪傳動(dòng)，根據(jù)齒輪工作條件和齒面硬度來確定。三、 軸的設(shè)計(jì)：根據(jù)已知條件，查有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊，設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)、軸的鍵聯(lián)接，選擇軸承。 最后畫出軸和齒輪的結(jié)構(gòu)圖及裝配圖。目錄 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)6一選擇電動(dòng)機(jī)71.選擇電動(dòng)機(jī)的類型72.選擇電動(dòng)機(jī)的功率83.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速9二傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 101.皮帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算112.大帶輪結(jié)構(gòu)圖尺寸表及結(jié)構(gòu)圖12三減速器齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算的計(jì)算131.齒輪參數(shù)計(jì)算）152.大齒輪結(jié)構(gòu)圖及幾何尺寸計(jì)算16四 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算171. 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算172. 高速軸的強(qiáng)

4、度校核193.高速軸的結(jié)構(gòu)圖204.低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算225.低速軸的強(qiáng)度校核236.低速軸的結(jié)構(gòu)圖26五 軸鍵的選擇261.高速軸聯(lián)接鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算272.低速軸連接鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算27六潤滑方式的選擇28七、零件的配合及精度表28八設(shè)計(jì)總結(jié)29設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)用于皮帶運(yùn)輸機(jī)的單級直齒圓柱齒輪減速器。 工作拉力f=3000n,輸送帶工作速度v=0.8m/s，滾筒直徑d=350mm。 工作條件：單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，兩班工作制，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，輸送帶速度允許誤差為。傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)主要包括分析和擬定傳動(dòng)方案。選電機(jī)類型和型號(hào)，確定總體傳動(dòng)比和各級傳動(dòng)比，計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速

5、和轉(zhuǎn)矩。 分析和擬定傳動(dòng)方案。 由于工作載荷不大，室內(nèi)環(huán)境，布局尺寸沒有嚴(yán)格要求，所以采用v帶傳動(dòng)與一級減速器的組合傳動(dòng)方案。將帶傳動(dòng)放在高速級，既可緩沖吸振又能減小傳動(dòng)的尺寸。一、選電機(jī)已知v帶的有效拉力f=3kn=3000n，帶速v=0.8m/s.直徑d=350mm。工作條件：單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，兩班制工作，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，輸送帶速允許誤差為.1.由附表2-4選取v帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率，閉式齒輪傳動(dòng)效率，彈性聯(lián)軸器效率，滾筒效率代人得：所需電動(dòng)機(jī)功率為由附表3-1查出y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，選電動(dòng)機(jī)額定功率=3kw確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速為：根據(jù)附表2-

6、3推薦的v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比合理范圍=24，單級圓柱齒輪傳動(dòng)比=36，則傳動(dòng)比合理范圍為：=624,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的范圍為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min由附表3-1選取同步轉(zhuǎn)速為750r/min，型號(hào)為y132m-8.同步轉(zhuǎn)速為1000r/min，型號(hào)y132s-6（2）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級傳動(dòng)比。 總傳動(dòng)比 由表3-1 分配各級傳動(dòng)比為使帶傳動(dòng)的外廓尺寸不致過大，取其傳動(dòng)比=4，則齒輪減速器的傳動(dòng)比為：(3) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 0軸（電動(dòng)機(jī)）由 故 1軸（高速軸） 2軸（低速軸） 3軸（滾筒軸） 為了方便下個(gè)階段的計(jì)算，將以上結(jié)果列表如下：軸

7、名功率p/kw轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率0軸(電動(dòng)機(jī))2.7927.759602.70.961軸（高速軸）2.6784106.5782405.49250.962軸（低速軸）2.572562.1243.69610.983軸（滾筒軸）2.52550.7643.696二傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)功率p=2.79kw,主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速1.計(jì)算功率 查表5-7，取工況系數(shù) 2.選擇v帶型號(hào) 由和查圖5-15選取a型3.確定帶輪基準(zhǔn) 根據(jù)a型查表5-8，取 直徑、 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 所以大帶輪基準(zhǔn)直徑 按表5-8，將圓整為400mm4.驗(yàn)算帶速v 5.初定中心距 由得 根據(jù)已知條件取6.初算帶長 確定帶的基準(zhǔn)

8、長度7確定實(shí)際中心距 8. 驗(yàn)算小帶輪包角 9.確定v帶根數(shù)z 根據(jù) 和查表5-3得 根據(jù)和查表5-4得 根據(jù).查表5-5得 根據(jù) 查表5-6得 取z=410.單根v帶的張緊力 11.作用在軸上的壓力 12大帶輪結(jié)構(gòu)尺寸表及結(jié)構(gòu)圖 1基準(zhǔn)寬度112槽頂寬13.23基準(zhǔn)線至槽頂高度2.754基準(zhǔn)線至槽底深度8.75第一槽對稱線至端面距離106槽間距157最小輪緣厚度68輪緣寬度659槽角38三減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 解：（1）選擇出齒輪材料及精度等級，確定許用應(yīng)力，由于傳遞功率不大，選用柔齒面組合，小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪選用45鋼正火，查表6-4得小齒輪齒面硬度為220hbs,大齒輪齒面硬

9、度為190hbs，許用接觸應(yīng)力 初步估計(jì)齒輪圓周速度 ，由表6-5選擇8級精度（1） 接觸面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒輪轉(zhuǎn)距t 載荷系數(shù)k， 查表6-6，取k=1.1齒數(shù)和齒寬系數(shù)選擇小齒輪的齒數(shù),則大齒輪齒數(shù)： 取實(shí)際傳動(dòng)比為：傳動(dòng)比誤差： ，故可用 查表6-9，選取 齒數(shù)比 材料彈性系數(shù)查表6-7，得 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 取 根據(jù)式（6-21）計(jì)算小輪直徑 （3）計(jì)算主要幾何尺寸。查表6-1，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 （4）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 查表6-8，得， (內(nèi)查法) 所以 所以滿足彎曲強(qiáng)度要求，設(shè)計(jì)合理。（5）驗(yàn)算齒輪圓周速度 選取9級精度合適。 大齒輪結(jié)構(gòu)圖圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算模數(shù)壓力角齒頂高

10、齒根高齒全高頂隙齒距齒厚齒槽寬分度圓直徑基圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑標(biāo)準(zhǔn)中心距四.軸的設(shè)計(jì)i軸 已知主動(dòng)軸所傳遞的功率為，轉(zhuǎn)速軸上的齒輪參數(shù)為，齒輪寬b=74mm，載荷平穩(wěn)。1.選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 軸的材料選45鋼，正火處理。查10-1表得，。2.估算軸的最小直徑 輸出軸端與大帶輪相配合的軸段軸徑最小。查表10-4，取c=110，則 軸端有一個(gè)鍵槽，直徑增大3%，取3.計(jì)算齒輪的受力分度圓直徑為轉(zhuǎn)矩為圓周力為徑向力為4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上零件裝配和定位方案的確定。（1） 確定軸的各段直徑因?yàn)檩S的最小端取，；要符合軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選用深溝球軸承，代號(hào)6207，故；，。（2） 確定軸的各段

11、長度 與大帶輪相配合的軸段長度應(yīng)比傳動(dòng)零件的輪轂寬度略小2mm，查表5-1得大帶輪輪緣寬度，。第二段軸長考慮軸承蓋螺釘至帶輪距離為，取；其余各段軸上與箱體的設(shè)計(jì)有關(guān)，可由齒輪開始向兩端逐步確定。齒輪端面與箱壁的距離取1015mm，取15mm，軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離與軸承的潤滑有關(guān)，取5mm，軸承寬17mm，；，軸環(huán)寬度，與軸承配合的軸段長兩支點(diǎn)的跨距。（3）軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)5.軸的強(qiáng)度校核（1）繪制軸的受力簡圖。（2）計(jì)算支承反力（圖b，圖d） 水平面支承反力： 解得： 垂直面支承反力： 解得: (3)繪制水平面彎矩圖、垂直面彎矩圖及合成彎矩圖。（圖c、圖e、圖f）(4)水平面彎矩、垂直面彎

12、矩及合成彎矩水平面彎矩為： 垂直面彎矩：合成彎矩圖： （5）繪制扭矩圖。(圖g)（6）繪制當(dāng)量彎矩圖。（h） 危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩為 （7）校核危險(xiǎn)截面的直徑，查表10-3得， 則增大3%為因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸徑為38mm，故滿足強(qiáng)度條件。6.繪制軸的零件圖。 ii軸 已知從動(dòng)軸所傳遞的功率為，轉(zhuǎn)速,軸上的齒輪參數(shù)為，齒輪寬b=69mm，載荷平穩(wěn)。1.選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 軸的材料選45鋼，正火處理。查10-1表得，。2.估算軸的最小直徑 輸出軸端與大帶輪相配合的軸段軸徑最小。查表10-4，取c=110，則 軸端有一個(gè)鍵槽，直徑增大3%，取3.計(jì)算齒輪的受力分度圓直徑為轉(zhuǎn)矩為圓周力為徑向力為4.

13、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上零件裝配和定位方案的確定。（2）確定軸的各段直徑從左到右，第一段與聯(lián)軸器配合，選擇彈性聯(lián)軸器的規(guī)格hy4，聯(lián)軸器j型軸孔的孔徑為45mm，孔長，所以確定，；要符合軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列，選用深溝球軸承，代號(hào)6211，故；，。（3）確定軸的各段長度 與聯(lián)軸器相配合的軸段長度應(yīng)比傳動(dòng)零件的輪轂寬度略小2mm，。第二段軸長考慮軸承蓋螺釘至聯(lián)軸器距離為，取；齒輪端面與箱壁的距離取1015mm，取15mm，軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離與軸承的潤滑有關(guān)，取軸承寬21mm，；，軸環(huán)寬度，取整為7mm，與軸承配合的軸段長，兩支點(diǎn)的跨距。（1） 軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)5.軸的強(qiáng)度校核（1）繪制軸的受力簡圖

14、。（2） 計(jì)算支承反力（圖b、圖d） 水平面支承反力： 解得： 垂直面支承反力： 解得: （3）繪制水平面彎矩圖、垂直面彎矩圖及合成彎矩圖。（圖c、圖e、圖f）（4）水平面彎矩、垂直面彎矩及合成彎矩水平面彎矩為： 垂直面彎矩：合成彎矩圖： （5）繪制扭矩圖。（圖g）（6）繪制當(dāng)量彎矩圖。（圖h） 危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩為 （7）校核危險(xiǎn)截面的直徑，查表10-3得， 則增大3%為因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸徑為58mm，故滿足強(qiáng)度條件。6.繪制軸的零件圖。 ii軸結(jié)構(gòu)圖五.軸鍵連接強(qiáng)度計(jì)算。i軸鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算：（1） 齒輪傳動(dòng)要求與軸對中性好，選用普通a型鍵。根據(jù)，輪轂寬度為65mm，查表12-1得鍵寬b=10m

15、m，鍵高h(yuǎn)=8mm,計(jì)算得鍵長，取l=55mm，標(biāo)記為：鍵 gb/t1096-1990。強(qiáng)度計(jì)算：由表12-2查得，鍵的工作長度，則： 故此平鍵聯(lián)接滿足強(qiáng)度要求。(2)帶輪傳動(dòng)要求與軸對中性好，選用普通c型鍵。根據(jù)，輪轂寬度為65mm，查表12-1得鍵寬b=8mm，鍵高h(yuǎn)=7mm,計(jì)算得鍵長，取l=55mm，標(biāo)記為：鍵 gb/t1096-1990。強(qiáng)度計(jì)算：由表12-2查得，鍵的工作長度，則： 故此平鍵聯(lián)接滿足強(qiáng)度要求。ii軸鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算：（1） 齒輪傳動(dòng)要求與軸對中性好，選用普通a型鍵。根據(jù)，輪轂寬度為69mm，查表12-1得鍵寬b=16mm，鍵高h(yuǎn)=10mm,計(jì)算得鍵長，取l=59mm，

16、標(biāo)記為：鍵 gb/t1096-1990。強(qiáng)度計(jì)算：由表12-2查得，鍵的工作長度，則： 故此平鍵聯(lián)接滿足強(qiáng)度要求。(2)聯(lián)軸器傳動(dòng)要求與軸對中性好，選用普通c型鍵。根據(jù)，輪轂寬度為84mm，查表12-1得鍵寬b=14mm，鍵高h(yuǎn)=9mm,計(jì)算得鍵長，取l=74mm，標(biāo)記為：鍵 gb/t1096-1990。強(qiáng)度計(jì)算：由表12-2查得，鍵的工作長度，則： 故此平鍵聯(lián)接滿足強(qiáng)度要求。六、潤滑方式的選擇i軸、ii軸都選擇脂潤滑，因?yàn)檗D(zhuǎn)速n，工作溫度是，功率較低，所以選用3號(hào)鈣基脂，潤滑脂用量少于軸空間的，每15個(gè)月潤滑一次。七、零件的配合及精度表配合零件傳動(dòng)軸帶輪與高速軸聯(lián)軸器與低速軸八設(shè)計(jì)總結(jié)這次課

17、程設(shè)計(jì)，由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)們的熱情幫助下，使我找到了信心。現(xiàn)在想想其實(shí)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中的每一天都是很累的，其實(shí)正向老師說得一樣，機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)沒有那么簡單，你想copy或者你想自己胡亂蒙兩個(gè)數(shù)據(jù)上去來騙騙老師都不行，因?yàn)槟愕拿恳粋€(gè)數(shù)據(jù)都要從機(jī)械設(shè)計(jì)書上或者機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上找到出處。雖然種種困難我都已經(jīng)克服，但是還是難免我有些疏忽和遺漏的地方。完美總是可望而不可求的，不在同一個(gè)地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個(gè)心理我一步步走了過來，最終完成了我的任務(wù)。十幾天的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次實(shí)踐的過程中學(xué)到

18、了一些除技能以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問題時(shí)顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會(huì)到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制,最重要的還是自己對一些問題的看法產(chǎn)生了良性的變化. 在社會(huì)這樣一個(gè)大群體里面,溝通自然是為人處世的基本,如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ド钏己腕w會(huì).在實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)當(dāng)中依靠與被依靠對我的觸及很大,有些人很有責(zé)任感,把這樣一種事情當(dāng)成是自己的重要任務(wù),并為之付出了很大的努力,不斷的思考自己所遇到的問題.而有些人則不以為然,總覺得自己的弱勢.其實(shí)在生活中這樣的事情也是很多的,當(dāng)我們面對很多問題的時(shí)候所采取的具體行動(dòng)也是不同的,這當(dāng)然也會(huì)影響我們的結(jié)果.很多時(shí)候問題的出現(xiàn)所期待我們的

19、是一種解決問題的心態(tài),而不是看我們過去的能力到底有多強(qiáng),那是一種態(tài)度的端正和目的的明確,只有這樣把自己身置于具體的問題之中,我們才能更好的解決問題. 在這種相互協(xié)調(diào)合作的過程中,口角的斗爭在所難免,關(guān)鍵是我們?nèi)绾蔚奶幚碛龅降姆制?而不是一味的計(jì)較和埋怨.這不僅僅是在類似于這樣的協(xié)調(diào)當(dāng)中,生活中的很多事情都需要我們有這樣的處理能力,面對分歧大家要消除誤解,相互理解,增進(jìn)了解,達(dá)到諒解.也許很多問題沒有想象中的那么復(fù)雜,關(guān)鍵還是看我們的心態(tài),那種處理和解決分歧的心態(tài),因?yàn)楫吘刮覀兊某霭l(fā)點(diǎn)都是很好的. 我們過去有位老師說得好,有有些事情的產(chǎn)生只是有原因的,別人能在諸如學(xué)習(xí)上取得了不一般的成績,那絕對

20、不是僥幸或者巧合,那是自己付出勞動(dòng)的成果的彰顯,那是自己辛苦過程的體現(xiàn).這種不斷上進(jìn),認(rèn)真一致的心態(tài)也必將導(dǎo)致一個(gè)人在生活和學(xué)習(xí)的各個(gè)方面做的很完美,有位那種追求的鍥而不舍的過程是相同的,這就是一種優(yōu)良的品質(zhì),它將指引著一個(gè)人意氣風(fēng)發(fā),更好走好自己的每一步. 在今后的學(xué)習(xí)中,一定要戒驕戒躁,態(tài)度端正,虛心認(rèn)真.要永遠(yuǎn)的記住一句話:態(tài)度決定一切.經(jīng)過兩周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對之前所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什