一级闭式圆柱齿轮减速器课程设计说明书.doc

机械基础课程设计电动绞车传动装置目录第一章 绪论2第二章 课题题目及主要技术参数说明.32.1 课题题目 2.2传动方案分析及原始数据第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算53.1 减速器结构3.2 电动机选择3.3 传动比分配3.4 动力运动参数计算第四章 齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮).94.1闭式齿轮传动设计4.1.1闭式齿轮选材4.1.2闭式齿轮的设计计算与强度校核4.1.3闭式齿轮的结构设计数据：4.2开式齿轮传动4.2.1齿轮选材4.2.2齿轮的设计计算与强度校核第五章 轴的设计计算(从动轴).175.1轴（电动机轴）的尺寸设计5.1.1轴的材料和热处理的选择5.1.2轴几何尺寸的设计计算5.2轴（输出轴）的尺寸设计和强度校核5.2.1轴的材料和热处理的选择5.2.2轴几何尺寸的设计计算5.2.3i轴的强度校核第六章键选择296.1键的选择计算第七章 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.307.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3箱体主要结构尺寸计算7.4减速器附件的选择确定 第八章 总结32参考文献第一章 绪 论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AUTOCAD软件进行绘图，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。课程设计师机械设计课程中重要的综合性与实践性环节，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Office软件中Word功能的认识和运用。本课程设计要就根据，设计一个电动绞车传动装置，绘制减速器的主要构件的图纸和简述其的装配图。编写设计说书。本课程设计要求完成的工作：1。装配工作图一张，零件工作图两张2。设计说明书一份。第二章 课题题目及主要技术参数说明2.1课题题目： 电动绞车传动装置2.2传动方案分析及原始数据： 设计要求：原动机为电动机，齿轮单项传动，有轻微冲击；单班工作（每班8小时）；要求滚动轴承寿命5000小时。 原始数据：3运输带卷筒圆周力：25；卷筒转速：50卷筒直径(mm)：400 设计任务：1) 减速器装配图1张（A0或A1图纸）；2) 零件工作图23张（传动零件、轴、箱体等，A3图纸）；3) 设计计算说明书1份，60008000字。说明书内容应包括：拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（许用应力法和安全系数法）、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、参考文献、设计小结等内容。 结构设计简图：图1 带式输送机传动系统简图 设计计算说明书第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算 减速器的结构与性能介绍3.1结构形式3.2电动机选择按照设计任务要求，本减速器采用水平剖分、封闭结构（1）运输带卷筒所需功率P卷筒=26.17KwError! No bookmark name given.（2）从电动机到卷筒间各个运动副的总机械效率 45 =0.992 联轴器效率；=0.97 闭式齿轮传动效率；=0.95 开式齿轮传动效率；=0.99 1 轴承效率；5=0.96一滚筒 所以： 45=0.992x0.991x0.97x0.991x0.95x0.991x0.96=0.854（3）电动机所需功率为： P电机 =P工作机/y=26.17/0.854=30.644查机械零件设计手册附录表F1-7Y系列电动机的技术数据 取P电机=37kw可见有三种Y系列三相异步电动机可用，分别为：Y132M-4、Y160M-6、Y160L-8，三者参数比较如下：机械零件设计手册P997表4.1-2结果及依据型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）尺寸标准转速最好在1002 r/min-1500 r/min电动机选用Y225S-4型Y225S-437KW150014802.22.2中Y280S-610007402.02.0中方便设计和要求。综合考虑总传动比及尺寸大小，选取Y225S-4型3.3传动比分配3.4动力运动参数计算运输带卷筒的转速为： n=450-1800（r/min） 所以： i 总=1480/50=29.6 （1）转速n =1480（r/min）=/=970/4=2962（r/min） =/=242.5/2.756=50（r/min）（）功率(kw) P1=Pd*y01=37x0.992=36.704 P2=Pd*y01*y12=37x0.9920.991x0.992=35.28P1=Pd*y01*y12*y13=37x0.9920.991x0.97x0.991x 0.95=33.22（3）转矩T(N*m)T1=9550XPI/n1=9550x36.704/1480=236.84T2=9550XP2/n2=9550X35.28/296=1138.26T3=9550XP3/n3=9550X33.33/50=6345.02将上述数据列表如下：设计计算内容计算及说明结果及依据轴号功率P/kWn/(r/min)T(N.m)i36.7041480236.847/50.9612735.282961138.265.920.9414533.22506345.02第四章 齿轮的设计计算 齿轮的设计计算及结构说明4.1闭式齿轮传动设计4.1.1闭式齿轮选材4.1.2闭式齿轮的设计计算与强度校核4.1.3闭式齿轮的结构设计数据：闭式齿轮选用：直齿圆柱硬齿面齿轮（1）选择材料及确定需用应力小齿轮选用45号钢，调质处理，HB230 大齿轮选用45号钢，调制处理，HB210 由机械零件设计手册查得 hlim1=585 MPa hlim2=550 MPa SH=1.1 H1=565/1.1=531.82MPa H2=550/1.1=500 MPa flim1=425MPa hlim2=410MPa SF=1.35 H1=425/1.35=314.815MPa H2=410/1.35=303.7MPa（2） 确定各种参数齿轮按 8等级精度制造由于原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对成布置，一般按照中等冲击载荷计算。查机械设计基础教材中表得取K=1.5查机械设计基础教材中表取：区域系数 ZH=2.5 弹性系数 ZE=188.0查机械设计基础教材中表116取：齿宽系数 i=5（3）按齿面接触强度设计计算=205mm齿数取Z1=30，则Z2=305=150。故实际传动比i=150/30=5模数 m=2xd/z1+z2=2.27 m=2.5按表4-1 取m=2.5mm，实际的d1=zm=302.5mm=75mm，d2=1502.5mm=375mm中心距 a=d1+d2/2=225mm（4）验算齿轮弯曲强度 齿形系数YFa1=2.85，YSa1=1.63 YFa2=2.17，YSa2=1.76由式（11-5）=2KT2Yf/bm2z1=2x1.3x113.826e4x2.85/(145x25x20)=116.34MPa YF2/2=0.01162 故：对小齿轮进行弯曲强度计算 m=5mm中心距：a=225mm 验算齿面接触强度 =2Kt2YF/bmmz1=116.34故安全（4） 计算齿轮圆周速度v并选择齿轮精度V=1.55m/s查表取齿轮等级为98级制造精度是合宜的。(5)齿轮上的受力情况圆周力Ft=22.77kn径向力Fr=8285.8N法向力Fn=24.23kn机械设计基础教材表41M=5mmA=225V=1.55m/s第五章 轴的设计计算设计计算内容计算及说明结果及依据 轴的设计计算与校核 5.1轴的尺寸设计5.1.1轴的材料和热处理的选择5.1.2轴几何尺寸的设计计算5.2轴（输出轴）的尺寸设计和强度校核5.2.1轴的材料和热处理的选择5.2.2轴几何尺寸的设计计算5.2.3轴的强度校核：轴的设计计算与校核：不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。 按承载性质，减速器中的轴属于转轴。因此，一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转对轴的直径进行估算，然后根据结构条件定出轴的形状和几何尺寸，最后校核轴的强度。这里因为从动轴为轴，故只对轴进行强度的校核，对两根轴进行尺寸的设计计算过程。 具体步骤如下： 1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。 选择45钢调制。1=650MPa2=360MPa2、 初步计算各轴段直径 （1）计算d1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率P和扭矩T d 1 =c3p/n=32.1选择标准直径 d1=32.1 （2）计算 因必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取=47mm； （3）计算 D3=49 （4）计算 ，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取0，2，5，8尾数，取=52mm； （5）计算 =59mm； （6）计算 d 6 =64mm（7）计算d7 d7=49电动机轴各阶梯轴直径列表如下： 名称d 5d 6 d7直径（mm）404749525964 495040 3、计算轴各段长度 （1）计算 =87mm; （2）计算 L2=65 （3）计算 ，式中，为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，两齿轮的宽度差为5mm，取小齿轮至箱体内壁的距离为10mm，则 取 L3=49mm（4）计算 L4=B大齿轮-2=93; （5）计算 取L5=6 （6）计算 L6=28；（7）计算L7=20 各段轴长度列表如下: 名称 L7长度/mm87653593628 2041 尺寸设计部分具体步骤如下： 1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。 选择45钢正火。硬度达到170217HBS,抗拉强度=600MPa，屈服强度=355MPa。=55MPa3、 初步计算各轴段直径 （1）按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率P和扭矩T 最小直径计算（查机械设计基础教材表142 取 c=110）选择标准直径D=60 （2）计算 因必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取=75mm； （3）计算 ，且必须与轴承的内经一致，圆整=45mm，初选轴承型号为6309,查附表可知，B=25mm，D=100mm，d3=78 （4）计算 ，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取0，2，5，8尾数，取=80mm； （5）计算取 =87mm； （6）计算 D6=78，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。 电动机轴各阶梯轴直径列表如下： 名称直径（mm）607578877840 3、计算轴各段长度 （1）计算 L1段部分为插入开式齿轮的长度：b2小齿轮=70mm， 取L1=93mm （2）计算 所以 =80 （3）计算 ，式中，为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，两齿轮的宽度差为5mm，取小齿轮至箱体内壁的距离为10mm，则 取 L3=40mm（4）计算 L4=93; （5）计算 L5=8L （6）计算 L6=25； 各段轴长度列表如下: 名称长度/mm9380409382541 强度校核部分具体步骤如下：(1) 输出轴的功率P和扭矩TP2=36.704 T2=236.84(2) 计算齿轮受力（大齿轮采用锻造毛坯的腹板式）圆周力：Ft=1263径向力：Fr=460是直齿轮，故轴向力：（4）按许用应力校核轴的弯曲强度1) 轴的受力简图 （图A）（L =217mm）2) 求支持反力水平面支反力RFH=RHB=0.5Ft=632nN垂直面支反力 RVA=RVB=0.5Fr=2303) 作弯矩图水平弯矩（图B）MHC=0,5LHA=329298垂直弯矩（图C）MVC=0.5RVA=119892N.mm4) 求合成弯矩，作出合成弯矩图（图E）Mc=350435) 作扭矩图（图D）C点左 C点右 T=T1=113831nN.mm6) 作危险截面当量弯矩图（图E）该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取=0.59Mc=754817) 校核危险截面轴径45号优质碳素钢调质处理时，查机械设计基础教材111 D=23.26C剖面的轴径 故：强度足够图3：从动轴受力简图校核分析机械设计基础教材P241表141机械设计基础教材表142C=110=35mm第六章 键选择设计计算内容计算及说明结果及依据6.1键的选择与D1=40mm 12x8GB1096-79L=L1-b=9,h=8D2=47l L2=120mm12x8GB1096-79A型键A型键第七章 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设计计算内容计算及说明结果及依据 润滑方式、密封方式简要说明7.1润滑方式及牌号7.2密封方式（1） 齿轮,查机械零件设计手册P981表314-26，选用浸油润滑方式并根据表314-27，选用150号机械油；（2） 轴承采用润油脂润滑，并根据表314-23选用ZL-3型润油脂机械零件设计手册P981表314-26表314-27P978表314-21（1） 轴承内部与机体内部处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部（2） 轴承外部与端用半粗羊毛毡圈加以密封（3） 箱座与箱盖凸缘结合面与观察孔、油孔之间都采用静密封方式7.3箱体主要结构尺寸的计算名称计算公式尺寸计算机械零件设计手册P1044表41-9表41-12箱座厚度9箱盖厚度8箱盖凸缘厚度13.5箱座凸缘厚度12箱座底凸缘厚度22.5地脚螺钉直径20地脚螺钉数目6轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径M8螺栓的间距：200300轴承端盖螺钉直径轴承外圈直径90/100直径15螺钉数目6视孔盖螺钉直径单级减速器M6定位销直径d=（0.7-0.8）6轴承座外径1447.4附件选择及简要说明表名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M616 GB 5782-1986螺栓安装端盖24Q235M825 GB 5782-1986销定位235A640 GB 117 - 1986弹性垫圈调整安装265Mn毡封圈调整安装2半粗羊毛挡油环挡油4橡胶螺母安装3Q235螺钉安装3Q235油标尺测量油高度1组合件M321.5通气孔透气1A3总结 总结通过为期将近两周的课程设计过程，反复的修改设计，终于完成了电动绞车传动的设计过程，在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回事都不知道，似乎离我好遥远，似乎感觉这么庞大的工程我是不可能做得出来的，一开始的时候没有信心可以做好，但是我们却不得不面对这个难题。 最开始的是数据的计算和设计，在这个过程中遇见了很多难题，有些知识没有学过，有些细节的东西需要我们耐心和细心的去计算和查找，找资料，计算器，那几天算的我们是昏天暗地，却深知这一过程的重要性，因为这个计算结果关系到后来的画图的大小和设计的合理性。在几天的努力下，终于算好了数据。在画大图纸的俯视图的过程中，我就是因为当时的轴设计出现了一点小问题，第四阶的轴端设计的长度偏小了点，导致大齿轮卡在键槽里面的长度不够，不得以又重新擦掉刚画好的轴，并且重新对轴进行设计计算。画图过程中遇见了许多难题，尺寸的大小，也许会发现设计过程中数据的不合理行等等，画面的布局也是一个难点。经过了几天的反复推敲，终于定下了草稿，然后反复修改后定下了终稿。在从计算数据到画图到最后的写说明书，无疑不给我们留下了深刻的印象，在增加了我们独立设计发现和解决问题等多方面的能力的同时也给我们留下了宝贵的精神财富。 （1