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：設計者：指導老師：20142014年1212月2020日一、緒論. 3 3二、課程設計要求 . 4 4三、電動機的選擇. 5 5四、傳動比的分配. 6 6五、計算各軸的轉速. 7 7六、計算各軸的轉矩及其他運動參數. 7 7七、齒輪的傳動設計. 7 7八、軸的設計計算. 1313九、軸和鍵的選擇. 1919十、潤滑劑、潤滑方式選擇. 1919十-一、箱體設計. 1919十二、總結. 2121參考文獻 . 2121、緒論本論文主要內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

2、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 節，也是一次全面的、 規范的實踐訓練。通過這次訓練，使我們在眾多方面得 到了鍛煉和培養。主要體現在如下幾個方面：（1） 培養了我們理論聯系實際的設計思想，訓練了綜合運用機械設計課程和 其他相關課程的基礎理論并結合生產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，培養獨立、全面、科 學的工程設計能力和創新能力。（3） 另外培養了我們

3、查閱和使用標準、規范、手冊、圖冊及相關技術資料的 能力以及計算、繪圖數據處理、計算機輔助設計方面的能力。（4）加強了我們對Office軟件中Word功能的認識和運用計算及說明結果設計課題：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據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紙打印）畫零件圖1到2張，3號圖紙（電腦繪圖A4紙打印）2編寫計算說明書1份，不少于20頁（A4紙打印） 步驟1 選電動機2傳動比

4、分配3計算各軸轉速4計算各軸轉矩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果P工乍=3.0 kw帶=0.940.96軸承=0.980.995齒輪=0.960.99鏈=0.950.98滾筒=0.96聯軸器 =0.99(齒輪聯軸器)(2)電動機轉速總轉動比:.n電動機i總= -n滾筒三、電動機的選擇(1)確定工作機功率P” = 鳥 =4000000.75 =3.0kw1000 1000n電動機-I總n滾筒普通V帶I帶=24滾子鏈i鏈=26單級齒輪減速器i齒輪=36i總=(24) (26) (36) =1214460000v 60 漢 1000 漢 0.75一 ”n滾筒

5、=47.78 r min二D二 300n電動機二 573.3 6880.3 r/min計算及說明結果20.09i帶i齒輪2.2 3.4= 2.69電動機型號額定 功率PedkW電動機轉速r/min電動機 重量N參考價格元傳動裝置的傳動比同步轉速滿載轉速總傳動比V帶傳 動減速器Y132M1-64100096073035083.772.829.92=960r/min=960r/mini帶=24i總二n電動機960n滾筒47.78= 20.09 (選定電動機為 960r/min)i總二 20.09各級平均傳動比:i 總=3 20.09 =2.72根據上述原則分配傳動比:(3 3 )確定電動機型號根據

6、容量和轉速，查有關手冊，綜合考慮電動機和轉動裝置的尺寸、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,Y132M1-6,起只要性能如下表：四、傳動比的分配原則：各級傳動比應在合理的范圍內：i 鏈-2 6i帶i鏈i齒輪馬達的簡圖如下:EA計算及說明結果II軸五、計算各軸的轉速“=n電動機=960 =436.4 r/mini 帶2.2nn =電動機960128.3 r/mini帶xi齒輪22 * 3.4nz =436.4 r /minni =128.3r/minn電動機960nm =47.71r/mini帶匯i鏈匯i齒輪2.2 x 2.69x3.4nm =47.71r/m

7、in六、計算各軸的轉矩及其他運動參數Pi =3.776 kw計算公式：Tj =9550 p/ Nm各軸功率：Pi = p電動機帶=3.776 kwFI = p電動機-帶軸承-齒輪=3.34kw2Pm = P電動機帶.軸承齒輪鏈=3.21kw各軸轉矩：N mmPI =3.34kwPm = 3.21kwN mm七、齒輪的傳動設計已知 P =3.34kw , =3.4, n = 128.3 r / min（1）擇齒輪材料，確定許用應力，小齒輪用40,調質處理，250HBSJiimi =700MPa,；FEi = 590MPa （表 11-1）,大齒輪用 45 鋼，240HBS - Hlim1 =58

8、0MPa,；FE2 =450MPa （表11-1）,由表11-5,取，計算及說明結果=81.1mm（2 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11-2 ）取載荷系數k=1.4 （表11-3），齒寬系數（表11-6），小 齒輪上的轉矩取（表11-411-4）=mm=81.1mm齒數乙=30,貝U Z2=iZ 1=3.4，故H軸實際傳動比誤差為0.模數m=齒寬 b=,取 b2=90mm 貝U b1=b2+5=95mm按表 4=1）取m=3mn實際的:-H lim 1700SH1H lim 2580SH 1-FE1 590SF 一1.25 -二 FE2450SF -1.25 一

9、-H1 1 = 580MPaL- F2.1 =700MPa472MPa360MPaIT H 2 丄；-F 1 1 =計算及說明結果di=90mm d2=Z2m=306mm中心距a=(1)驗算齒輪彎曲強度齒形系數由教科書式(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*=0.25da1=d+2ha1=(z 1+2ha )m=(30+2*=+ha )m=計算及說明結果齒距P=齒根高齒頂高齒根圓直徑df：d f1 =dr _2hf =48_3.75 2 = 82.5

10、mmdf2 = d2 -2hf = 306 - 3.75 2 - 298.5 mm(6 6 )齒輪的結構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構，大齒輪采 用鍛造毛坯的腹板式結構大齒輪的關尺寸計算如下：輪軸厚度因為所以長度 lhi=100mmlh2=95mm輪轂直徑所以，輪轂內徑為他們的中心距a=198mma=198mm，模數m=3m=3，其他數據如下表:計算及說明結果齒輪種 類齒數z分度圓直徑d齒寬b齒頂圓直徑da齒根圓直徑df輪轂內徑D計算及說明結果大齒輪102306mm90mm312mm298.5mm280.5mm小齒輪3090mm95mm96mm82.5mm64.

11、5mm齒輪工作圖如下圖所示:1溝4弓-b采用油池潤滑，因齒輪的圓周速度不是太大，根據設計要求，大齒輪浸 油深度 其分度圓半徑的1/31/6,則取大齒輪浸油深度為30mm油底油面 高度為40mm以保證足夠的油量。潤滑油牌號為L-ckc （書本表11-7）;潤滑油粘度為200mm 2/s（圖11-22）（7）帶輪輪轂長I與鏈輪輪轂長I的計算1、帶輪輪轂長由課本表13-8得kA=1Pc= k AP=3.61kw計算及說明結果=（1.5 2） d=50mm由課本圖13-513-5選用A A型普通V V帶 取小帶輪基準直徑 di=100mr, 帶速（式 13-9）由表13-9圓整d2=224mm ao=

12、1.5 （ d計d2）=486mm 帶所需的基準長度由表 13-213-2 得 Ld=1600mm由課本表13-3得R=0.95 由課本表13-5得？P=0.11由課本表13-7得Ko=0.97由課本表13-2得Ki=0.99,圓整取z=4查設計手冊帶輪可設計成孔板式（四孔板）取大輪輪轂孔徑d=25mm則其輪轂長=（1.52） d=50mm （由設計手冊）2、鏈輪輪轂長,由課本表 13-12 選 Z1 =25 , z2=z1 初定中心距a=4p 由式（13-22 ）可得查表13-13得KA=1則 PC=KA p=3.66kw由表（13-13 ）得 1.08=1.345計算及說明結果采用單排鏈k

13、m = 1.0，故P0=由128.3r/min , Po=2.7kw，由圖13-33查得采用12A鏈條，節距 p=19.05mm小鏈輪分度圓直徑=151.99mm鏈輪制成實心，由設計手冊查得 d則輪轂厚度h=K+八、軸的設計計算1、初步計算軸徑先按課本式（14-2 ）初步估算軸的最小直徑。選取的材料為45鋼,調制處理。根據課本表14-2，取C=110于是得已知可得32.6mm考慮軸和聯軸器用一個鍵連接，故將軸放大5%并且取標準值，及取A 高速軸的設計下圖為高速軸的簡圖：計算及說明結果因為高速軸上的齒輪齒根圓直徑與軸徑接近，故高速軸設計成齒輪軸(1) 確定軸上零件的位置與固定方式單級減速器中，可

14、以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置。因小齒輪直 徑較小，做成齒輪軸。兩端軸承靠套筒實現軸向定位，靠過盈配合實現周 向固定，軸通過兩端軸承蓋實現軸向定位。小齒輪的兩端設置軸肩給擋油 環定位。(2) 確定軸各段的直徑軸段1的直徑為軸的最小直徑，故選定 di=25mm軸段2要考慮到密封圈的安裝需要，以及帶輪定位的需要取軸肩高 h=5mm 則 d2=35mm軸段3為安裝軸承，為便于安裝應取 d3d2，且與軸承內徑標準系列相符， 取 d3=40mm (其中選擇軸承型號為 6208，其尺寸為： dx DX B=40mm 80mmd2，且與軸承內徑標準 系列相符，故d3=50mm (其中選擇軸承 型號為

15、6210，其尺 寸為：dx DX B=50mm 90mrK 20mm安裝尺寸為57mr)據軸承內圈寬度 B=20mm 可取軸環段為20mm因為兩軸承相對齒輪對稱，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， Ls=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

16、之間的跨距 L=(72+40+20+20-20)=132mm2、對U進行彎扭合成強度驗算U軸簡圖如下：因為該軸兩軸承對稱，所以：LI=L2= L/2=132/2=66mm的設計計算1、低速軸上的功率P、轉數n和轉矩T分別為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計算及說明結果（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力在支點產生的反力:外力F作用方向與鏈傳動的布置有關，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力產生的彎矩為（圖d）a-a截面F力產生的彎

17、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果(8)求軸的傳遞轉矩(圖f)(9)求危險截面的當量彎矩由圖可知，a-a截面最危險，其當量彎矩為如認為軸的扭矩切應力是脈動循環變應力，取折合系數 帶入上式可得(10) 校核危險截面所以該軸強度足夠。九、軸和鍵的選擇查設計手冊得軸I軸承選用深溝球軸承，型號36207軸U軸承選用深溝球軸承，型號 36209根據軸徑的尺寸，由課本表10-9可選擇高速軸與V帶輪聯接的鍵為：平鍵bx h=8X 7,長度系列L=36 大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 b x h=14x 9,長度系列L=45軸與鏈齒輪的鍵為：鍵bx h=10X 8,長度系列

18、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，可選用全損耗系統用油L-AN32,滾動軸承用脂潤滑，選用鈣基潤滑脂。2、密圭寸選擇a.箱座與箱蓋凸緣接合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 V 88箱蓋壁厚60.025a+1 88箱蓋凸緣厚度b11.5 E12箱座凸緣厚度b1.5 512箱座底凸緣厚度b22.5 620地腳螺釘直徑d f0.036a+1220地腳螺釘數目nA 250 時，n=64軸承旁連接螺栓直徑di0.75 df16蓋與座連接螺栓直徑d2(0.5 0.6 ) d f12連接螺栓d2的間隔li50 200150軸承端蓋螺釘直徑d3(0.4 0.5 ) d f10檢查孔蓋螺釘直徑d4(0.3 0.4 ) d f8定位銷直徑d(0.7 0.8) d29df、di、d2至外箱壁距離Ci見課本表4.2d f : C1=26 di: Ci =22 d2 : Ci =18df、d2至凸緣邊緣距離C2見課本表4.2d f : C2=24 d? : C2 =16軸承旁凸臺半徑RiC216凸臺高度h根據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liG +C2 + (5+i0