設計一臺帶式運輸機中使 用的單級直尺圓柱齒輪減速器機械設計課程設計計算說明書

1、機械設計課程設計計算說明書設計題目: 設計一臺帶式運輸機中使 用的單級直尺圓柱齒輪減速器專業(yè)：設計者：指導老師：2014年12月20日目 錄一、緒論3二、課程設計要求4三、電動機的選擇5四、傳動比的分配6五、計算各軸的轉(zhuǎn)速7六、計算各軸的轉(zhuǎn)矩及其他運動參數(shù)7七、齒輪的傳動設計7八、軸的設計計算13九、軸和鍵的選擇19十、潤滑劑、潤滑方式選擇19十一、箱體設計19十二、總結(jié)21參考文獻 21一、緒論本論文主要內(nèi)容是進行一級圓柱直齒輪的設計計算，在設計計算中運用到了機械設計基礎、機械制圖、工程力學、公差與互換性等多門課程知識，并運用AUTOCAD軟件進行繪圖，因此是一個非常重要的綜合實踐環(huán)節(jié),也是

2、一次全面的、 規(guī)范的實踐訓練。通過這次訓練，使我們在眾多方面得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實際的設計思想，訓練了綜合運用機械設計課程和其他相關(guān)課程的基礎理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展了相關(guān)機械設計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設計，使我們掌握了一般機械設計的程序和方法，樹立正確的工程設計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學的工程設計能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)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。（4）加強了我們對Office軟

3、件中Word功能的認識和運用。計算及說明結(jié)果二課程設計要求簡圖設計課題:設計一臺帶式運輸機中使用的單級直齒圓柱齒輪減速器原始數(shù)據(jù)運輸帶傳遞的有效圓周力F=4000N。運輸帶速度V=0.75m/s滾筒的計算直徑D=300mm原動機為電動機，齒輪單向傳動，有輕微沖擊，工作時間為10年，每年300天計，單班工作（每班8小時）1配圖一張（一號紙），（電腦繪圖A3紙打?。┊嬃慵D1到2張，3號圖紙（電腦繪圖A4紙打?。?編寫計算說明書1份，不少于20頁（A4紙打?。┎襟E1選電動機2傳動比分配3計算各軸轉(zhuǎn)速4計算各軸轉(zhuǎn)矩5齒輪傳動設計6軸的設計7軸承和鍵的選擇8繪制裝配圖和零件圖計算及說明結(jié)果三、電動機的

4、選擇(1) 確定工作機功率=0.940.96=0.980.995 =0.960.99=0.950.98=0.96=0.99(齒輪聯(lián)軸器)(2) 電動機轉(zhuǎn)速總轉(zhuǎn)動比：普通V帶=24滾子鏈=26單級齒輪減速器=36 計算及說明結(jié)果（3）確定電動機型號根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,查有關(guān)手冊,綜合考慮電動機和轉(zhuǎn)動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，選擇電動機型號為Y132M1-6,起只要性能如下表:電動機型號額定功率 kW電動機轉(zhuǎn)速r/min電動機重量N參考價格元傳動裝置的傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比V帶傳動減速器Y132M1-64100096073035083.772.829.92馬達的簡圖如下：

5、四、傳動比的分配原則：各級傳動比應在合理的范圍內(nèi)： （選定電動機為960r/min）各級平均傳動比：根據(jù)上述原則分配傳動比：=960r/min計算及說明結(jié)果五、計算各軸的轉(zhuǎn)速軸 =軸 =軸 =六、計算各軸的轉(zhuǎn)矩及其他運動參數(shù)計算公式：各軸功率： = = = 各軸轉(zhuǎn)矩： Nmm 七、齒輪的傳動設計已知=，=3.4，（1） 選擇齒輪材料，確定許用應力，小齒輪用40，調(diào)質(zhì)處理，250HBS，（表11-1），大齒輪用45鋼，240HBS，（表11-1），由表11-5，取，=128.3r/min=47.71r/minP=Nmm 計算及說明結(jié)果（2）按齒面接觸強度設計因為是運輸用齒輪，選用8級精度制造（表

6、11-2） 取載荷系數(shù)k=1.4（表11-3），齒寬系數(shù)（表11-6），小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 ?。ū?1-4） =mm=81.1mm齒數(shù)Z1=30，則Z2=iZ1=3.4，故軸實際傳動比誤差為0.模數(shù)m=齒寬 b=,取b2=90mm，則b1=b2+5=95mm(按表4=1)取m=3mm,實際的=81.1mm計算及說明結(jié)果d1=90mm，d2=Z2m=306mm中心距a=(1) 驗算齒輪彎曲強度 齒形系數(shù) 由教科書式（11-5）=360Mpa安全（4）齒輪的圓周速度 0.6m/s對照表（11-2）可知選用8級精度是適宜的(5)齒輪的幾何尺寸的確定齒輪園直徑da1由機械零件設計手冊得=1，c*=0.25

7、da1=d1+2ha1=(z1+2ha*)m=(30+2=+ha*)m=計算及說明結(jié)果齒距 P=齒根高 齒頂高 齒根圓直徑df： （6）齒輪的結(jié)構(gòu)設計因為小齒輪因齒根圓直徑與軸徑接近，所以小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：輪軸厚度 因為所以長度 lh1=100mm lh2=95mm 輪轂直徑 所以，輪轂內(nèi)徑為=他們的中心距a=198mm，模數(shù)m=3，其他數(shù)據(jù)如下表：齒輪種類齒數(shù)z分度圓直徑d齒寬b齒頂圓直徑da齒根圓直徑df輪轂內(nèi)徑D大齒輪102306mm90mm312mm298.5mm280.5mm小齒輪3090mm95mm96mm82.5mm64.

8、5mm齒輪工作圖如下圖所示：采用油池潤滑，因齒輪的圓周速度不是太大，根據(jù)設計要求，大齒輪浸油深度d2，且與軸承內(nèi)徑標準系列相符，取d3=40mm（其中選擇軸承型號為6208，其尺寸為：dDB=40mm80mm18mm，安裝尺寸為47mm）；軸段4小齒輪與軸為整體，不計；軸段5，安裝軸承，應與3同直徑，故d5=40mm（3）、確定個軸段的長度軸段4，齒輪與軸一體，可設計L4=80mm；軸段5，齒輪兩端面，軸承端面應與箱體內(nèi)壁保持一定的距離，故軸環(huán)，套筒寬度均為20mm?？稍O計軸段5長度，L5=38mm；則同理，軸段3安裝軸承，故軸段3長度L3=38mm；軸段2，考慮到軸承蓋螺釘?shù)难b拆空間，以及箱

9、體結(jié)構(gòu)的需要和帶輪距箱體外壁要有一定的距離要求，穿過蓋的軸段長度L2=50mm；軸段1，根據(jù)安裝的帶輪的需要，取L1=48mm全軸長為L總=48+50+38+80+38=254 mm（4）、兩軸承之間的跨距L=80+38+38-18=138 mmB、低速軸的結(jié)構(gòu)設計（1）選擇軸的材料 選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查課本表14-1可知：B=640Mpa,s=355Mpa, 許用彎曲應力-1=60Mpa計算及說明結(jié)果（2）軸上零件的周向定位單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。大齒輪靠油環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定，軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向

10、定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實現(xiàn)軸向定位和周向定位。（3）、確定各段軸的直徑軸段1處為軸的最小直徑，將估算軸d1=35mm作為外伸端直徑與小鏈輪相接，其長度L1=54mm；軸段2要考慮鏈輪的固定和安裝密封圈的需要，取其軸肩高h=5mm，故d2=45mm，為保證聯(lián)軸器不與軸承箱體和軸承端蓋的尺寸沖突而去定軸段2的長度， 查取L2=50mm；軸段3安裝軸承，為安裝軸承，為便于安裝應取d3d2，且與軸承內(nèi)徑標準系列相符，故d3=50mm（其中選擇軸承型號為6210，其尺寸為：dDB=50mm90mm20mm，安裝尺寸為57mm），據(jù)軸承內(nèi)圈寬度B=20mm，可取軸環(huán)段為20mm，因為兩軸承相

11、對齒輪對稱，取軸段L3=(20+20)=40mm；軸段4用于安裝齒輪，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應大于d3，取d4=55mm，為保證大齒輪的固定的可靠性，取軸段4的長度應該稍微短于齒輪的寬度，故L4=72mm（大齒齒寬為75mm）；軸段5應與段3同樣的直徑為d5=50mm，L5=8+12+20=40mm。故全軸長為L=54+50+40+72+20+20=256mm兩軸承之間的跨距L 因為深溝球軸承的支反力作用點在軸承寬度的中點，故兩軸承之間的跨距L=(72+40+20+20-20)=132mm。2、對進行彎扭合成強度驗算軸簡圖如下：因為該軸兩軸承對稱，所以：L1=L2= L/2=132

12、/2=66mm的設計計算1、 低速軸上的功率P、轉(zhuǎn)數(shù)n和轉(zhuǎn)矩T分別為計算及說明結(jié)果2、求作用在齒輪上的力因已知低速大齒輪的分度圓直徑為d2=306mm(1) 軸承支反力(圖b)垂直的支承反力：（2）（圖c）水平面的支承反力：（3）（圖d）F力在支點產(chǎn)生的反力：外力F作用方向與鏈傳動的布置有關(guān)，再具體布置尚未確定之前，可按最不利的情況考慮。（4）繪制垂直面彎矩圖（圖b）.繪制水平面的彎矩（圖c）（6）F力產(chǎn)生的彎矩為（圖d）a-a截面F力產(chǎn)生的彎矩為：（7）求合成彎矩圖（圖e）考慮最不利情況，把與直接相加 計算及說明結(jié)果 （8）求軸的傳遞轉(zhuǎn)矩（圖f）（9）求危險截面的當量彎矩由圖可知，a-a截面

13、最危險，其當量彎矩為如認為軸的扭矩切應力是脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù)帶入上式可得 （10）校核危險截面所以該軸強度足夠。計算及說明結(jié)果 九、軸和鍵的選擇查設計手冊得軸軸承選用深溝球軸承，型號36207 軸軸承選用深溝球軸承，型號36209根據(jù)軸徑的尺寸，由課本表10-9可選擇高速軸與V帶輪聯(lián)接的鍵為：平鍵bh=87，長度系列L=36 大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 bh=149，長度系列L=45 軸與鏈齒輪的鍵為：鍵bh=108，長度系列L=45十、潤滑劑、潤滑方式選擇1、潤滑選擇齒輪傳動用油潤滑，可選用全損耗系統(tǒng)用油L-AN32，滾動軸承用脂潤滑，選用鈣基潤滑脂。2、密封選擇a.箱座與箱蓋凸緣接合

14、面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法b.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封c.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于V3（m/s），故選用半粗羊毛氈加以密封d.軸承靠近機體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M入軸承內(nèi)部十一、箱體設計名 稱符號減速器型式、尺寸關(guān)系/mm結(jié) 果齒輪減速器箱座壁厚0.025a+188箱蓋壁厚0.025a+188箱蓋凸緣厚度1.512箱座凸緣厚度b1.512箱座底凸緣厚度2.520地腳螺釘直徑0.036a+1220地腳螺釘數(shù)目nA250時，n=64軸承旁連接螺栓直徑0.7516蓋與

15、座連接螺栓直徑（0.50.6）12連接螺栓的間隔150200150軸承端蓋螺釘直徑（0.40.5）10檢查孔蓋螺釘直徑（0.30.4）8定位銷直徑d(0.70.8) 9、至外箱壁距離見課本表4.2：=26：=22：=18、至凸緣邊緣距離見課本表4.2：=24：=16軸承旁凸臺半徑16凸臺高度h根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準5外箱壁至軸承座端面的距離+（5+10）52大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離10齒輪端面與內(nèi)箱間的距離9箱蓋、箱座肋厚軸承端蓋外徑D+（55.5），D-軸承外徑I軸：120II軸：140軸承端蓋凸緣厚度t（11.2）11軸承旁連接螺栓距離S盡量靠近，以M和M互不干涉為準，一般取SI軸：125II軸：140十二、總結(jié)這次關(guān)于帶式運輸機上的一級圓柱直齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質(zhì)起到了很大的幫助；使我對機械設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎.通過本次課程設計，使自己對所學的各門課程進一步加深了理解，對于各方知識之間的聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有很大的距離，在今后還需要繼續(xù)學習和實踐。本