机械设计课程设计单级圆柱齿轮减速器任务书

1 机械设计课程设计单级圆柱齿轮减速器任务书 第一章 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识，并运用 件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节 ,也是一次全面的、 规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （ 1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程 实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （ 2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （ 3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。 （ 4）加强了我们对 2 第二章 课题题目及主要技术参数说明 带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及 要技术参数说明 输送带的最大有效拉力 F=3000N， 输送带的工作速度 V=s， 输送机滚筒直径 D=400 动系统工作条件 带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较 平稳；使用年限年，每日工作 24小时，载荷平稳，环境清洁 动系统方案的选择 采用带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转 矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。 结构设计简图： 图 1 带式输送机传动系统 3 第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算 速器结构 本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。 动机选择 （一）工作机的功率 Pw V/1000=3000 000=二）总效率总总=带 齿轮 联轴器 滚筒 2轴承= 三）所需电动机功率 000 总 =(3000 (1000 =(四 )确定电动机转速 卷筒工作转速为： 60 1000 V/（ D） =(60 1000 （ 400） =71.7 r/选定电动机型号为 电动机主要外形和安装尺寸： 中心高 H 外形尺寸C/2+ 角安装尺寸 AB 地脚螺栓孔直径 K 轴 伸 尺 寸 D E 装键部位尺 F 动机 选用： 4 132 520 345315 216 178 12 28 8 10 41 计算及说明 动比分配 由选定的电动机满载转速 工作机主动轴转速 n ia=nm/n=960/ 通 V 带 i=2 4） 则 i=力运动参数计算 （一） 转速 n 0n=满n=960（ r/ 0n / 带i = 满n /带i =960/r/ 齿i =r/ r/ 5 （二） 功率 P P = 01 = 1= P = P 12= P 2 3 =P = P 23= P 2 4 = （三） 转矩 T 550 Pd/550 60= m T = 1 = m T = T 2 4 = m T = T 2 4 =N m 由指导书的表 1 得到： 1= 2= 3= 4=6 将上述数据列表如下： 轴号 功率 P/ N /( T / (N m) i 0 60 7 第四章 V 带传动设计 定计算功率 查表得 定 V 带型号 按照任务书得要求，选择普通 根据 图确定选用 B 型普通 定带轮直径 （ 1）确定小带轮基准直径 根据图推荐，小带轮选用直径范围为 112 140择 40 （ 2）验算带速 v =V= /（ 1000 60） =960 140 /（ 1000 60） =m/s 介于 525m/合适 （ 3）计算大带轮直径 i 1=140（ =据 定，选取 84定带长及中心距 8 （ 1）初取中心距 ) ( )21021 27.0 + 得 1048， 根据总体布局，取 00 2) 确定带长 根据几何关系计算带长得 ( ) ( )0221210 422+= =2 700+（ 140+384） /2+（ 3842/(4700)=据标准手册，取 2244 (3)计算实际中心距 2 00+(2=算包角 1=180-( 57.3/a =180-(384 20 合适 带根数 Z 根据 40 05r/查表得 心距 a=9 Z= ( =（ = 0 00 2)c 查表得 q = /m,查得 得 0=500 c+q 500 （ 3 +N Q=22 3 ) = 带轮示意图如下： d0 d H L 10 第五章 齿轮的设计计 轮材料和热处理的选择 小齿轮选用 45号钢，调质处理， 236 大齿轮选用 45号钢，正火处理， 190 轮几何尺寸的设计计算 照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由机械零件设计手册查得 30,580 2l i i m =, 1 1,200,215l i i i m = 械零件设计手册查得 1 8 01 15 8 0l i i = 3 01 15 3 0l i i = 4 41 5l i i = 11 041 i i = （一）小齿轮的转矩 550 P/106 105 N 二） 选载荷系数 K 由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在轴 承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K 三） 计算尺数比 =四） 选择齿宽系数机械原理与机械 零件教材中表得，取d 1 （五） 计算小齿轮分度圆直径 1d 12 21 123 + = 25 560 + =六） 确定齿轮模数 m m=1 0=标准模数值 m=3 （七） 确定齿轮的齿数 1Z 和 2z 取 20 u=20 0 （八）实际齿数比 =1= （九） 计算齿轮的主要尺寸 d1=m 20=60mm d2=m 90=270 13 中心距 A=0.5(d1+165 齿轮宽度 4 (5 10) = 59 64(取 60(（十）计算圆周转速 v= 60 1000） =60 60 1000） =m/s 查表应取齿轮等级为 8级， 但根据设计要求齿轮的精度等级为 7级。 轮弯曲强度校核 （一） 由 4 2 1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力 = =（二） 计算两齿轮齿根的弯曲应力 42=60 V=m/s) 定为 14 由机械零件设计手册得 1 2较 1F =44=2 2F =04= 计算大齿轮齿根弯曲应力为 12 0 0 02 0 0 02222 111 F 1)(M = 齿轮的弯曲强度足够 轮几何尺寸的确定 齿顶圆直径械零件设计手册得 h*a =1 c* = 0(65(齿距 P = 2 齿根高 )(5.2 齿顶高 )(221 强度足够 1496mm h=mm 3mm 8715 齿根圆直径=59(=266(轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下： 轴孔直径 d= 50 )(轮毂直径 1D =50=80 )(轮毂长度 L=4(轮缘厚度 0 = (3 4)m = 6 8( 取 0=8 轮缘内径 2D =22658 = 240(取 240( 腹板厚度 c=B =54= 取 c=17( 计 算 及 说 明 结果 16 腹板中心孔直径 0D=1D + 2D )=0+240)=160(腹板孔直径 0d=2D - 1D ） =240=40( 取0d=20( 齿轮倒角 n=2=1 齿轮工作如图 2所示： 17 第六章 轴的设计计算 的材料和热处理的选择 由机械零件设计手册中的图表查得 选 45号钢，调质处理， 255 50 60 1 =280几何尺寸的设计计算 照扭转强度初步设计轴的最小直径 从动轴 2d =虑键槽 2d =取标准直径 2d =32 的结构设计 根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。 的强度校核 从动轴的强度校核 圆周力 22000d T=22 218 105/270=向力 于为直齿轮，轴向力 作从动轴受力简图：（如图 3所示） 19 从动轴0 L=110 )(N = 110 000= ( .5 ( 110 000=12 )( 转矩 T=( 校核 221221 22 =( 由图表查得， 5d 10 考虑键槽 d= 45强度足够 从动轴承 2个 21 第七章 轴承、键和联轴器的选择 承的选择及校核 考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6207 2个（ 276动轴承 6209 2个 （ 276 寿命计划： 两轴承受纯径向载荷 P= X=1 Y=0 从动轴轴承寿命：深沟球轴承 6209，基本额定功负荷 1 =3 266010 =10881201 预期寿命为： 5年，三班制 L=5 300 24=38400 22 的选择计算及校核 （一）从动轴外伸端 d=42，考虑键在轴中部安装故选键 10 40 1096 2003， b=16， L=50， h=10，选 45 号钢，其许用挤压力 p =100 p则强度足够，合格 （二）与齿轮联接处 d=50虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键 14 52 1096 2003， b=10=45h=8 45号钢，其许用挤压应力 p=100p=0358 = p则强度足够，合格 轴器的选择 由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器 K=T=9550动轴外伸端键 1040 096 2003 与齿轮联接处键 1452 1096 2003 计 算 及 说 明 结果 23 选用 弹性套住联轴器，公称尺寸转矩000，CT用 Y 型轴孔， A 型键轴孔直径 选 d=60，轴孔长度 L=112 型号 公称 转矩T/(N m) 许用 转速 n/（ r 1 轴孔 直径 d/孔 长度 L/径 D/料 轴孔 类型 键槽 类型 000 2850 60 112 250 型 选用 24 第八章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图 滑的选择确定 滑方式 = 12 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑 滑油牌号及用 止润滑油进入轴承内部 器附件的选择确定 列表说明如下： 名称 功用 数量 材料 规格 螺栓 安装端盖 12 6 16 782 1986 螺栓 安装端盖 24 8 25 782 1986 销 定位 2 35 40 17 1986 垫圈 调整安装 3 650 3 1987 螺母 安装 3 3B 6170 1986 油标尺 测量油 面高度 1 组合件 通气器 透气 1 3A 25 体主要结构尺寸计算 箱座壁厚 =10 箱座凸缘厚度 b= =15盖厚度 1 =8 箱盖凸缘厚度 1b = 1 =12底座凸缘厚度 2b = =25轴承旁凸台高度 h=45，凸台半径 R=20轮轴端面与内机壁距离 1l =18齿轮顶与内机壁距离 1 =12齿端面到内机壁距离 2 =15下机体筋板厚度 1m = 2m =动轴承端盖外径 1D =105动轴承端盖外径 2D =130脚螺栓 量 6 根 26 第九章 总结 通过为期将近两周的没日没夜的课程设计过程，反复的修改设计，终于完成了一级闭式圆柱齿轮减速器的设计过程，现在写起心得总结的时候真的是颇有感慨啊，在陈枭老师刚开始在课堂上和我们说我们要做课程设计的时候，觉得课程设计是怎么一