机械设计课程设计-带式运输机的两级斜齿圆柱齿轮减速器F=1.6kN，v=1.40ms，径D=460mm.doc

机械设计课程设计各专业全套优秀毕业设计图纸目录课程设计任务书31 设计题目41.1 设计题目41.2 系统简图41.3 工作条件41.4 原始数据42 总体设计52.1 选择电动机52.2 传动比分配52.3传动装置的运动和动力参数63 齿轮的计算73.1 高速级齿轮传动设计73.2 低速级齿轮传动的设计134 轴的计算194.1 高速轴设计194.2 中间轴设计214.3 低速轴设计245 键的选择265.1 高速轴键的选择265.2 中间轴键的选择265.3 低速轴键的选择276 滚动轴承的选择276.1 高速轴轴承的选择276.2 中间轴轴承的选择286.3 低速轴轴承的选择287 联轴器的选择288 箱体的设计289 润滑、密封的设计299.1 减速器的润滑299.2 减速器的密封3010 设计感想31课程设计任务书1 课程设计目的: 1.综合运用机械设计 课程以及其它先修课程的理论和生产实际知识，进行机械设计基本训练，培养理论联系实际的正确设计思想。2.学习并掌握通用机械零件、 机械传动装置或简单机械的一般设计过程和方法，培养学生进行独立设计和解决实际设计问题的能力。3.对学生在工程计算、 工程制图和运用设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算、 试算和处理数据等机械设计的基本技能方面进行一次全面训练，以提高他们的实际工作能力。2 课程设计内容： 以所选题目作为设计对象，包括以下内容： 1.传动方案的拟定和分析。 2.电动机的选择与传动装置运动和动力参数计算。 3.传动零件的设计。 4.轴的设计。 5.轴承组合设计。 6.键联接、联轴器的选择及校核计算。 7.箱体、润滑及减速器附件设计。 8.装配图和零件图的设计。9.设计计算说明书的编写。3 课程设计的主要工作量： 1.减速器装配图一张（1号图纸）2.打印零件a3图纸五张（传动齿轮、轴、各两张，箱体一张）3.其余零件工作图a4图纸作为附录装订（如轴承端盖、皮带轮、箱盖、其余齿轮和轴）4.设计计算说明书一份（a4开纸，50006000字）1 设计题目1.1 设计题目带式运输机的两级斜齿圆柱齿轮减速器1.2 系统简图系统简图如下图所示1.3 工作条件有轻微振动，经常满载，空载启动，单班制工作，运输带允许速度误差为5%，减速器小批量生产，使用寿命5年。 1.4 原始数据拉力f=1.6kn 速度v=1.40m/s 直径d=460mm2 总体设计2.1 选择电动机2.1.1 选择电动机的类型根据动力源和工作条件，选用y型三相交流异步电动机。2.1.2确定电动机的功率1）计算工作所需的功率其中，带式输送机的效率。2）通过查机械设计基础课程设计表10-1确定各级传动的机械效率：v带=0.95；齿轮=0.97；轴承=0.99；联轴器=0.99。总效率。电动机所需的功率为：。由表机械设计基础课程设计10-110选取电动机的额定功率为4kw。选定电动机型号为y112m-2。查表机械设计基础课程设计10-111得电动机外伸轴直径d=38，外伸轴长度e=80，如下图所示。2.2 传动比分配根据上面选择的电动机型号,电动机转速为1460r/min，卷筒传动比为分配传动比可知道现在的总传动比i=24.49，高速级齿轮转动比，低速级齿轮传动比。2.3传动装置的运动和动力参数2.3.1、各轴的转速计算2.3.2 各轴输出功率计算2.3.3 各轴输入转矩计算各轴运动和动力参数如下表所示参数轴名高速轴中间轴低速轴转速1460266.9159.82功率2.772.662.56转矩18.1295.17410.34传动比i5.474.483 齿轮的计算3.1 高速级齿轮传动设计3.1.1 选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40cr，调质处理，齿面硬度为241-286hbs，大齿轮为45钢，调质处理，硬度为241-269hbs，。3）小齿轮齿数，大齿轮齿数4）初选螺旋角。5）压力角。3.1.2按齿面接触强度设计设计公式（1）确定公式内的各计数值1）试选载荷系数，区域系数。2）小齿轮传递的转矩t1=18.12nm=18120nmm。3）通过查教材表11-6选取齿宽系数14）计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5，取安全系数s=15） 计算接触疲劳强度用重合度系数 6）螺旋角系数（2）计算小齿轮分度圆的最小直径（3)调整小齿轮分度圆直径 1）计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度v。齿宽 2）计算实际载荷系数由机械设计表10-2查的使用系数。根据v=2.26m/s，8级精度，查机械设计图10-8查的动载系数。齿轮的圆周力，查机械设计表10-3得齿间载荷分配系数。查机械设计表10-4用差值法查得8级精度，小齿轮相对支撑非对称分布时，。则载荷系数为3） 计算按实际载荷系数算得的分度圆直径4） 模数3.1.3 按齿根弯曲疲劳强度设计（1） 试算齿轮模数，即1） 确定公式中的各参数值试选载荷系数计算弯曲疲劳强度的重合度系数计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数计算由当量齿数，查机械设计图10-17得齿形系数,查机械设计图10-18得应力修正系数，因为大齿轮的大于小齿轮，所以取2) 计算齿轮模数（2）调整齿轮模数 2）计算实际载荷系数前的数据准备。圆周速度齿宽b齿高h及宽高比b/h2） 计算实际载荷系数根据v=1.51m/s，8级精度，查机械设计图10-8得动载系数。查机械设计表10-3得齿间载荷分配系数由机械设计表10-4用差值法查得 则载荷系数为3) 按实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于吃根弯曲疲劳强度计算的模数。从 满足弯曲疲劳强度出发，从标准中就近去；为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算小齿轮的齿数，即。 取，则，取。且互为质数。3.1.4 几何尺寸计算（1） 计算中心距取整为140mm（2） 修正螺旋角（3） 计算大小齿轮的分度圆直径（4） 计算齿轮宽度取，5）齿轮的圆周速度高速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m2压力角齿数21115传动比i5.47分度圆直径43.235236.765齿顶圆直径47.235240.765齿根圆直径38.235231.765中心距140齿宽49443.2 低速级齿轮传动的设计3.2.1 选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40mnb，调质处理，齿面硬度为241-286hbs，大齿轮为zg35si，调质处理，硬度为241-269hbs，1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2）通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40cr，调质处理，齿面硬度为241-286hbs，大齿轮为45钢，调质处理，硬度为241-269hbs，。3）小齿轮齿数，大齿轮齿数4）初选螺旋角。5）压力角。3.2.2 按齿面接触强度设计设计公式（1）确定公式内的各计数值1）试选载荷系数，区域系数。2）小齿轮传递的转矩t1=18.12nm=18120nmm。3）通过查教材表11-6选取齿宽系数14）计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5，取安全系数s=16） 计算接触疲劳强度用重合度系数 6）螺旋角系数（2）计算小齿轮分度圆的最小直径（3） 调整小齿轮分度圆直径 1）计算实际载荷系数前的数据准备圆周速度v。齿宽2）计算实际载荷系数由机械设计表10-2查的使用系数。根据v=2.26m/s，8级精度，查机械设计图10-8查的动载系数。齿轮的圆周力，查机械设计表10-3得齿间载荷分配系数。查机械设计表10-4用差值法查得8级精度，小齿轮相对支撑非对称分布时，。则载荷系数为5） 计算按实际载荷系数算得的分度圆直径6） 模数3.2.3 按齿根弯曲疲劳强度设计（2） 试算齿轮模数，即2） 确定公式中的各参数值试选载荷系数计算弯曲疲劳强度的重合度系数计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数计算由当量齿数，查机械设计图10-17得齿形系数,查机械设计图10-18得应力修正系数，因为大齿轮的大于小齿轮，所以取3) 计算齿轮模数（2）调整齿轮模数 2）计算实际载荷系数前的数据准备。圆周速度齿宽b齿高h及宽高比b/h3） 计算实际载荷系数根据v=0.517m/s，8级精度，查机械设计图10-8得动载系数。查机械设计表10-3得齿间载荷分配系数由机械设计表10-4用差值法查得,则载荷系数为4) 按实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于吃根弯曲疲劳强度计算的模数。从 满足弯曲疲劳强度出发，从标准中就近去；为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算小齿轮的齿数，即。 取，则，取。且互为质数。3.2.4 几何尺寸计算（1）计算中心距取整为162mm（2)修正螺旋角(3)计算大小齿轮的分度圆直径(4)计算齿轮宽度取，(5)齿轮的圆周速度。低速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m2.5压力角齿数23103传动比i4.476分度圆直径59.143264.857齿顶圆直径64.143269.857齿根圆直径52.893258.607中心距162齿宽65604 轴的计算4.1 高速轴设计4.1.1 材料选用45号钢调质处理，取=35mpa，a=1124.1.2 各轴段直径的确定 因为轴直径与齿轮齿根圆直径相差不大，所以轴一选为齿轮轴。由，p=3.662kw,则初选轴承7006ac，其内径为30mm，所以取，；左起第二段为轴肩，；第三段装齿轮 ，；第四段为空载部分，；第五段装轴承，；第六段为过渡部分，；第七段为输入端，。端盖的总宽为40mm。4.1.3 校核该轴=37mm，=85mm， 作用在齿轮上的圆周力为：nm圆周力：径向力：求垂直面的支承反力：求水平面的支承反力：由得绘制垂直面弯矩图绘制水平面弯矩图求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把直接相加求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取脉动循环系数）计算危险截面处轴的应力因为材料选择45号调质，得，许用弯曲应力，。所以该轴是安全的4.1.4弯矩及轴的受力分析图如下：4.2 中间轴设计4.2.1 材料选用45号钢调质处理，取=35mpa，a=1124.2.2 各轴段直径的确定：,p=2.66kw,n=266.91则选用7006轴承，第一段为装轴承和挡圈部分，；第二段装一级大齿轮，；第三段为轴环，；第四段装二级小齿轮，；第五段装挡圈和轴承4.2.3 校核该轴 ，作用在2、3齿轮上的圆周力：径向力： 求垂直面的支反力计算垂直弯矩：求水平面的支承力：计算、绘制水平面弯矩图：求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取脉动循环系数）计算危险截面处轴的直径： n-n截面: m-m截面:由于d，所以该轴是安全的。4.2.4 弯矩及轴的受力分析图如下4.3 低速轴设计4.3.1材料选用45号钢调质处理，取=35mpa，a=1104.3.2 各轴段直径的确定：由, 则。右端第一段装轴承和挡圈，；第二段装齿轮，；第三段为轴环，；第四段为过渡段，；第五段装轴承，；第六段为过渡段，；第七段装联轴器，。4.3.3校核该轴，作用在齿轮上的圆周力为：径向力为求垂直面的支承反力：求水平面的支承反力：n绘制垂直面弯矩图绘制水平面弯矩图求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把直接相加求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取脉动循环系数）计算危险截面处轴的直径因为材料选择45号钢调质处理，查得，许用弯曲应力，则：因为d，所以该轴是安全的。4.3.4 弯矩及轴的受力分析图如下：5 键的选择5.1 高速轴键的选择高速轴上只有安装联轴器的键。根据安装联轴器处直径d=38，通过查机械设计基础课程设计表10-33选择普通平键。选择的键尺寸：bh=128 （t=5.0，r=0.25）。标记：键128 gb/t1096-2003。键的工作长度l=44mm,键的接触高度k=0.5h=0.58=4mm，传递的转矩。按表6-2差得键的静连接时需用应力则所以高速轴上的键强度足够。5.2 中间轴键的选择中间轴上的键是用来安装齿轮的，因此选用圆头普通平键。因为高速大齿轮齿宽b=40mm ，轴段直径d=48mm，所以通过查机械设计基础课程设计表10-33选用bh =149（t=5.5，r=0.25），标记：键149gb/t1096-2003 。低速小齿轮齿宽b=70 ，轴段直径d=48，所以选用bh=149（t=5.5，r=0.25），标记：键149 gb/t1096-2003 。由于两个键传递的转矩都相同，所以只要校核短的键。短键的工作长度l=36m,键的接触高度k=0.5h=0.59=4.5mm，传递的转矩则故轴上的键强度足够。5.3 低速轴键的选择低速上有两个键，一个是用来安装低速级大齿轮，另一个是用来安装联轴器。齿轮选用圆头普通平键，齿轮的轴段的直径d=95mm，轮宽b=130mm ，通过查表机械设计基础课程设计表10-33选用bh=149（t=5.5，r=0.25）标记：键149gb/t1096-2003 。键的工作长度 l=59mm,键的接触高度k=0.5h=0.59=4.5mm，传递的转矩则故安装齿轮的键强度足够。安装联轴器的键用单圆头普通平键，轴直径d=45mm，所以选键bh=149。标记：键149 gb/t1096-2003。键的工作长度 l=78mm,键的接触高度k=0.5h=0.5=4.5mm，传递的转矩则故选的键强度足够。6 滚动轴承的选择6.1 高速轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由高速轴的设计，根据，查机械设计基础课程设计表10-35选轴承型号为6009。6.2 中间轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由中间轴的设计，根据，查机械设计基础课程设计表10-35选轴承型号为6009。6.3 低速轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由低速轴的设计，根据，选轴承型号为6010。7 联轴器的选择根据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的正常工作，输出轴（低速轴）选用凸缘联轴器，考虑到转矩变化小，取，则按照计算转矩小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计基础课程设计表10-41，高速轴选用yl7联轴器，公称转矩，孔径d=38mm，l=60mm，许用转速n=7600r/min，故适用; 低速轴选用yl10联轴器，公称转矩，孔径d=45mm，l=84mm，许用转速n=6000r/min，故适用。8 箱体的设计箱体各部分尺寸关系如下表所示名称符号尺寸关系mm箱座壁厚10箱盖壁厚18.5箱盖凸缘厚度b112.75箱座凸缘厚度b15地脚螺钉直径dfm16地脚螺钉数量n6轴承旁联结螺栓直径d1m16盖与座联接螺栓直径d2m8联接螺栓d2的间距l轴承端盖螺钉直径d3m10检查孔盖螺钉直径d4 m4定位销直径d8大齿轮齿顶圆与箱体壁的距离l1轴承座轴承盖外径d1d2d3125125130箱体外壁到轴承座端面的距离l2凸缘尺寸c1c21614箱坐上的肋厚m18.59 润滑、密封的设计9.1 减速器的润滑为了减轻机械传动零件、轴承等的磨损，降低摩擦阻力和能源消耗，提高传动效率，延长零件使用寿命，保证设备正常运转，减速器必须要有良好的润滑，同时润滑还可起到冷却、散热、吸振、防锈、降低噪声等作用9.1.1 齿轮润滑1）润滑方式： 浸油润滑减速器低速级齿轮圆周速度v=0.305m/s 12m/s，因此采用油池浸油润滑，由【1】表12.22润滑油运动粘度为500。 2）润滑剂的选择：齿轮传动所用润滑油的粘度根据传动的工作条件、圆周速度或滑动速度、温度等按来选择。由【2】表12-1根据所需的粘度按选择润滑油的牌号取润滑油牌号为l-ckc460。为了保证齿轮啮合处的充分润滑，并避免搅油损耗过大，减速器内的传动件浸入箱体油池中的深度不宜过深。高速级齿轮，浸油深度约为0.7个齿高，但不得小于10mm；低速级齿轮，浸油深度按圆周速度而定，低速级圆周转速v=0.812 m/s，浸油深度约为1个齿高1/6齿轮半径（但不小于10mm）9.1.2 滚动轴承的润滑 滚动轴承可采用润滑油或润滑脂进行润滑。减速器采用润滑油润滑，可直接用减速器油池内的润滑油进行润滑，润滑和冷却效果较好。 润滑方式：飞溅润滑 减速器中当浸油齿轮的圆周速度v 1.52m/s时，即可采用飞溅润滑。靠机体内油的飞溅直接润滑轴承或经济体剖分面上的油沟，沿油沟经轴承盖上的缺口进入轴承进行润滑。9.2 减速器的密封 减速器需要密封的部位很多，为了防止减速器内润滑剂泄出，防止灰尘、其他杂物和水分渗入，减速器中的轴承等其他传动部件、减速器箱体等都必须进行必要的密封，以保持良好的润滑条件和工作环境，使减速器达到预期的工作寿命。密封类型的选择9.2.1 伸出轴端的密封在输入或输出轴的外伸处，为防止灰尘、水汽及其他杂质渗入，引起轴承急剧磨损或腐蚀，以及润滑油外漏，都要求在端盖轴孔内装密封件。因为伸出轴颈圆周转速：工作温度不超过90度，对于轴承盖中的透盖选择毡圈油封的方式进行密封，具体根据轴承盖处轴径查【2】表12-11选择。高速轴的透盖毡圈为：毡圈 40 jb/zq4406-86 材料：半粗羊毛毡低速轴的透盖毡圈为：毡圈 55 jb/zq4406-86 材料：半粗羊毛毡 10 设计感想经过紧张而有辛苦的三周的课程设计结束了当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之颠，顿感心旷神意，眼前豁然开朗 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义我今天认真的