機械專業(yè)齒輪設計課程設計說明書范本

1、機械設計課程設計說明書 設計題目： 帶式輸送機傳動裝置中的二級圓柱齒輪減速器 機械 系機械設計與制造專業(yè)設計者： 指導教師： 2010 年 07月 02日目錄一、前言 3 1作用意義 3 2傳動方案規(guī)劃 3二、電機的選擇及主要性能的計算 4 1電機的選擇 42傳動比的確定 53傳動功率的計算 6三、結構設計 81齒輪的計算 82軸與軸承的選擇計算 123軸的校核計算 144鍵的計算 175箱體結構設計 17四、加工使用說明 201技術要求 202使用說明 21五、結束語 21參考文獻 22一、前言1 作用及意義機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變

2、換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。 '6=tsIv  本設計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為二級直齒圓柱齒輪減速器，第二級傳動為鏈傳動。 6HbgWl!    GgnP齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現代機器中應用最為廣泛的機構之。本設計采用的是二級直齒輪傳動(說明直齒輪傳動的優(yōu)缺點)。 J'?67g &

3、#160;    說明減速器的結構特點、材料選擇和應用場合。綜合運用機械設計基礎、機械制造基礎的知識和繪圖技能，完成傳動裝置的測繪與分析，通過這一過程全面了解一個機械產品所涉及的結構、強度、制造、裝配以及表達等方面的知識，培養(yǎng)綜合分析、實際解決工程問題的能力，2 傳動方案規(guī)劃原始條件：膠帶運輸機由電動機通過減速器減速后通過鏈條傳動，連續(xù)單向遠傳輸送谷物類散粒物料，工作載荷較平穩(wěn)，設計壽命10年，運輸帶速允許誤差為。原始數據:運輸機工作拉力 運輸帶工作轉速 1.5卷筒直徑 240二、電機的選擇及主要性能參數計算1電動機的選擇電機類型的選擇，按已知工作要求和條件選用Y系列一般用

4、途的全封閉自扇鼠籠型三相異步電動機，電壓380V電動機的選擇 滾筒工作所需功率為： 確定各個部分的傳動效率為：鏈條傳動效率，滾動軸承效率（一對），閉式齒輪傳動效率，二級減速器傳動效率，帶入得 所需電動機功率為：因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率Ped大于Pd，查電動機技術數據選擇電動機的額定功率為5.5kW。確定電動機的轉速滾筒軸的工作轉速為：根據書1中表2-1推薦的傳動比范圍，二級圓柱齒輪減速器為840，鏈傳動比為2，總傳動比，故電動機轉速可選范圍為符合這一范圍的同步轉速有3000，查1中表8-169中Y系列電動機技術數據，選電動機選用3000電動機，型號為Y132S1-2。額定功率5.5kW，轉速

5、2900，額定轉矩2.0 。2傳動比的確定 總傳動比為： 分配傳動比：鏈傳動傳動比為2，則減速器的傳動比為： 取二級圓柱齒輪減速器低速級傳動比 所以高速級傳動比 低速級傳動比 圖13傳動功率計算 軸1： 軸2： 軸3： 軸4： 將以上算得的運動和動力參數列表如下： 軸名參 數電動機軸軸1軸2 軸3工作軸 4轉 速n(r/min)29002900944.6236.7118.4功 率P(kW)4.914.814.574.433.74轉 矩T(Nm)15.8546.2175301.7傳動比i13.073.992效 率0.980.950.970.844三、 結構設計1齒輪的計算 （1）由2表10-1選

6、用閉式直齒圓柱齒輪傳動，為使結構緊湊，小齒輪選用40Cr（調質），硬度280HBS，大齒輪選用45鋼（調質），硬度240HBS，二者材料硬度差40HBS。由2表10-4選擇齒輪精度7級。取小齒輪齒數 24,則大齒輪齒數3.072473.68，取74。（2）按齒面接觸疲勞強度設計，由書2 設計公式（10-9a）進行試算： 1）確定公式內各個計算數值 試取， 小齒輪轉矩 查2表10-7，選取齒寬系數查2表10-6，得 材料的彈性影響系數 查2圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限 計算的壽命系數（以工作壽命10年，每年工作300天，每天8小時設計）： 小齒

7、輪應力循環(huán)系數大齒輪應力循環(huán)系數由2圖10-19查得按接觸疲勞疲勞壽命系數，取失效概率為1%，安全系數S=1，由2式10-12得MPaMPa 2）試算齒輪分度圓直徑=34.5mm 計算圓周速度： 計算齒寬： 計算齒寬與齒高比 模數： 齒高： 計算載荷系數：根據 ，查2表10-8，得動載系數。查2表10-3得直齒輪。查表10-2得。查2表10-4，7級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置。由齒寬與齒高比10.65及,查2中圖10-13得。所以載荷系數為 按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，有2公式（10-10a）得 計算模數：（3）按齒根彎曲強度計算 式中各個計算數值 查書2圖10-20c得小齒輪

8、彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限； 由書2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數； 計算彎曲疲勞許用應力，取彎曲疲勞安全系數S=1.4，由2中公式10-12得 ， 計算載荷系數： 查表取齒形系數：, 查表取應力校正系數： 故，小齒輪，大齒輪，大齒輪的值大故 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數m的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，可取彎曲疲勞強度算得的模數1.296，并圓整為標準值1.5mm，按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑mm算出小齒輪齒數：大齒輪齒數： (4)幾何尺寸計算

9、齒寬：所以取小齒輪齒寬： 大齒輪齒寬：齒輪3和齒輪4的確定：同理，通過計算，取齒輪3的齒數為，齒輪4的齒數為，模數為計算幾何尺寸： 齒寬：所以取小齒輪齒寬：，大齒輪齒寬：齒輪參數第一對齒輪第二對齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數Z268127107模數m/(mm)1.51.522分度圓直徑d/(mm)39121.554214齒寬b/(mm)49446257傳動比i3.07399中心距a/(mm)801342軸與軸承的選擇和計算 輸出軸即軸3的設計計算(1)初步確定軸的最小直徑：已知kw ,r/min, Nm 選用材料為45鋼，經調質處理，根據查2表15-3，取,查2 表15-1得對稱循環(huán)彎曲許用

10、應力,按扭轉強度計算，初步計算軸徑 考慮鍵槽的影響，增大3% ，則 軸最小直徑輸出直徑為安裝聯(lián)軸器處，聯(lián)軸器的孔徑有標準系列，故軸最小直徑處須與聯(lián)軸器的孔徑想適應，所以，取軸的最小直徑為(2)確定軸各段的直徑和長度： ：根據聯(lián)軸器的長度，取 ：半聯(lián)軸器需要定位，故需設計一定位軸肩，軸肩高度，所以取則 ：根據外伸長度確定為60mm：這段與軸承配合，初選軸承內徑為，初定為6209 ：根據軸承寬度b=19mm，所以L3=20mm：有軸承的安裝尺寸確定，取 ：根據裝配草圖大齒輪和軸承在箱體內位置?。喊惭b軸承，采用套筒給齒輪定位， ：根據裝配草圖，確定：這段安裝齒輪，取 ：根據齒輪寬度，?。哼@段為軸環(huán)的

11、直徑，用來定位齒輪，故需要設計定位軸肩， ：軸環(huán)長度，按確定，所以這里取 圖2(3)軸承的選擇對軸進行受力分析，軸承上受到的力為，如圖3圖3求支反力垂直方向：水平方向：所以軸承上受到的力為： ,軸承只受到徑向力，沒有軸向力，計算當量動載荷P，根據2中公式13-8 取，則 n根據書2公式13-6，求軸承應有的基本額定動載荷值查機械設計手冊6選擇C=52800n的6309軸承。同理，對另外兩對軸承進行計算選擇，得： 深溝球軸承 參數第一對 第二對 第三對 型號630564056309內徑（mm） 25 25 45 額定動載荷 Cr(KN) 22.2 38.3 52.83軸的校核及計算考慮到箱體的結

12、構，對齒輪以及軸進行修正。 (1)齒輪修改模數，第一對齒輪取，第二對齒輪模數取3則齒輪參數第一對齒輪第二對齒輪齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數Z268127107模數m/(mm)2.52.533分度圓直徑d/(mm)65202.581321齒寬b/(mm)44507872中心距： (2)根據齒輪，修改輸出軸3各段尺寸如圖4：圖4同理計算，可等輸入軸，與中間軸的各段尺寸： 輸入軸1：圖5 中間軸2：圖6對輸入軸1進行校核計算：直齒圓柱齒輪傳動，將受到的法向載荷分解為圓周力和徑向力，受力如圖所示，得垂直方向： 得垂直方向最大彎矩彎矩圖如圖所示水平方向： 得水平方向最大彎矩合成彎矩：如圖所示扭矩：圖7按

13、照第三強度理論： 所以滿足使用要求。4鍵的計算 輸出軸3安裝齒輪的鍵，材料為45鋼，靜載荷時，根據安裝齒輪段軸的直徑，選擇普通平鍵14×56 載荷載鍵上工作面上均勻分布，普通平鍵連接強度條件 得：< 所以滿足強度要求。 同理計算出，中間軸2上鍵的型號為普通平鍵12×455箱體的結構設計1）減速器箱體的結構設計箱體采用剖分式結構，剖分面通過軸心。下面對箱體進行具體設計：名稱符號尺寸關系尺寸大小箱體壁厚9箱蓋壁厚9箱座、箱蓋、箱座底凸緣厚度b、b、b地腳螺栓直徑及數目、軸承旁聯(lián)接螺栓直徑箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑軸承端蓋螺釘直徑軸承外圈直螺釘數目檢查孔蓋螺釘直徑雙級減速器、螺

14、栓直徑M10M16M20162226142024軸承座外徑130150185軸承旁聯(lián)接螺栓距離一般取軸承旁凸臺半徑軸承旁凸臺高度由結構決定，可取38mm箱外壁至軸承座端面距離50箱蓋、箱座肋厚、大齒輪頂圓與箱內壁間距離10齒輪端面與箱內壁距離102）減速器附件的結構設計（1）檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑情況、接觸斑點及齒側間隙，還可用來注入潤滑油，檢查要開在便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應便于檢查操作。視孔蓋用鑄鐵制成，它和箱體之間加密封墊。（2）放油螺塞放油孔設在箱座底面最低處，其附近留有足夠的空間，以便于放容器，箱體底面向放油孔方向傾斜一點，并在其附近形成凹坑

15、，以便于油污的匯集和排放。放油螺塞為六角頭細牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處加封油圈密封。（3）油標油標用來指示油面高度，將它設置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。（4）通氣器通氣器用于通氣，使箱內外氣壓一致，以避免由于運轉時箱內溫度升高，內壓增大，而引起減速器潤滑油的滲漏。將通氣器設置在檢查孔上，其里面還有過濾網可減少灰塵進入。（5）起蓋螺釘為便于起蓋，在箱蓋凸緣上裝設2個起蓋螺釘。拆卸箱蓋時，可先擰動此螺釘頂起箱蓋。（7）定位銷在箱體連接凸緣上相距較遠處安置兩個圓錐銷，保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度。四加工使用說明1技術要求.裝配之前，所有零件均用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，未加工表面涂

16、灰色油漆，內表面涂紅色耐油油漆；.嚙合間隙用鉛絲檢查，側隙值應不小于0.10mm；用涂色法檢查齒面接觸斑點，按齒高不得小于55%，按齒長不得小于50%；安裝軸承時嚴禁用榔頭直接敲擊軸承內、外圈，軸承裝配后應緊貼在軸肩或套筒端面上；調整、固定軸承，應使各軸上軸承留有0.05到0.10 mm的軸向游隙；減速器注入90號工業(yè)齒輪油（SY1172-80）至規(guī)定高度；裝配時應在蓋、座接合處用密封膠或水玻璃粘合，不允許使用任何填料；按JB1130-70的規(guī)定進行負荷實驗，實驗時油池溫升不得超過35度，軸承溫升不得超過40度，密封處不得有漏油現象。2使用說明潤滑方式、潤滑油牌號的選擇，由于兩對嚙合齒輪中的大

17、齒輪直徑相差不大，且它們的速度都不大，所以齒輪傳動可采用浸油潤滑，選用90號工業(yè)齒輪油（SY1172-80）。輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。密封說明在試運轉過程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應涂上潤滑脂。拆裝和調整的說明在安裝調整滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙，因為游隙大小將影響軸承的正常工作。當軸直徑為3050mm時，可取游隙為4070mm。在安裝齒輪或蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側隙及齒面接觸斑點，側隙和接觸斑點是由傳動精度確定的，當傳動側隙及接觸斑點不符合精度要求時，可以對齒面進行刮研、跑合或調整傳動件的嚙合位置。也可

18、調整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線通過蝸輪中間平面。結束語 通過設計，該二級圓柱齒輪減速器具有以下特點及優(yōu)點：1）能滿足所需的傳動比齒輪傳動能實現穩(wěn)定的傳動比，該減速器為滿足設計要求而設計了19.73的總傳動比。2）選用的齒輪滿足強度剛度要求由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設計中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。3）軸具有足夠的強度及剛度由于二級展開式齒輪減速器的齒輪相對軸承位置不對稱，當其產生彎扭變形時，載荷在齒寬分布不均勻，因此，對軸的設計要求最高，通過了對軸長時間的精心設計，設計的軸具有較大的剛度，保證傳動的穩(wěn)定性。4）箱體設計的得體設計減速器的具有較大尺寸的底面積及箱體輪轂，可以增加抗彎扭的慣性，有利于提高箱體的整體剛性。5）加工工藝性能好設計時考慮到要盡量減少工件與刀具的調整次數，以提高加工