机械设计课程设计单级圆柱齿轮减速器设计.doc

单级圆柱齿轮减速器机械设计基础课程设计 单级圆柱齿轮减速器 专 业 ： 能源与动力工程学院 班 级 ： 2011级工业生态基地班（工生基） 姓 名 ： 学 号 ： 指导老师 ： 孟剑锋 张磊 设计时间 ： 2014/1/62014/1/17 设计任务一 设计任务 （1）设计说明书 1份 （2）装配图正式图a0 1张 （3）装配图草图a0 1张 （4）零件图a3 2张二设计题目类型i原料车间一运送冷料的带式运输机，由电动机经一减速器传动装置带动，该减速传动装置系由单极齿轮减速器配合其他传动件组成。该带式运输机折合每日两班制工作，工作期限5年。设计此传动装置。 题号5原始数据运输机主动鼓轮轴输入端转矩 tw/nm560主动鼓轮直径 d/mm400运输带速度 vm/ms-11.6 目 录一机械传动装置的总体设计4二普通v带的设计7三齿轮传动的设计10四轴的设计计算131、轴i的设计132、轴ii的设计16五滚动轴承的设计18六键联接设计21七联轴器及与其相配合的键选择22八箱体的结构设计22九传动零件的设计231.大带轮的设计231.大齿轮的设计24十润滑和密封261.润滑262.密封26十一参考资料26十二.设计小结27 课程设计计算说明书项目设计计算内容及说明主要结果一一机械传动装置的总体设计1.确定传动方案 电动机的同步转速选1500r/min 初估总传动比 i 工作机的输入转速 nw= i= 确定传动系统由带，齿轮，链传动组成，平面简图如下所示：2.选择电动机类型：选用全封闭自扇冷式笼型y系列异步电动机型号：（1） 工作机的输入功率 kw (2)电动机所需的输出功率的计算nw=r/min pw=4.480kw课程设计计算说明书项目设计计算内容及说明主要结果一= =0.950.980.99320.960.994=0.847 （3）确定电动机型号 e=80mm3.传动装置总传动比的计算及其分配 计算总传动比 分配传动比取 故4.传动装置的运动参数和动力参数的计算 各轴输入功率 各轴转速 n0=nm=1440r/minni= nii= 各轴输入转矩 轴号参数 o i ii输入功率/kw5.295.034.88转速/r*min-11440730.59178.19输入转矩/n*m35.0865.75261.54p0=5.29kwpi=5.03kwpii=4.88kwn0=1440r/minni=730.6r/minnii=178.19r/mint0=35.08nmt=65.75nmt=261.54nm课程设计计算说明书项目设计计算内容及说明主要结果一二普通v带的设计 1.确定计算功率，选择普通v带的型号 计算功率pc 工作机为带式运输机,电动机为普通笼型异步电动机 查表13-6得： ka=1.2 pc=kap0=1.25.29=6.348kw 选择带的型号 根据pc=6.348kw n0=1440r/min查图13-12得： 选用普通v带的a型号，且 2.确定带轮的基准直径 选择小带轮基准直径 查表13-4得： 由表13-5，13-7及图13-12得： 确定大带轮基准直径 因大带轮直径应圆整为整数，故根据表137得 3.验算带速 v=8.44 因为带速在525m/s范围内，所以带速合适。pc=6.348kw 课程设计计算说明书一 4.确定中心距和带长 (1)初步确定中心距a0 (2) 初定v带基准长度 由表13-2选取接近的基准长度 1400mm(3)所需的实际中心距（4）中心距的变化范围（a-0.015）(a+0.03)即（439.39-0.0151400）（439.39+0.031400）即418.39mm481.39mm 5.验算小带轮包角 故包角符合要求 6.确定v带的根数 (1)由表13-5查得 (2) 由式（13-22）得 其中传动比由表13-9得 由表13-8得1400mma=439.39 课程设计计算说明书一 （3）由表13-10得由表13-2得 则v带根数 取z=4根 7.计算张紧力f0， 由表13-1查得 q=0.10kg/m 8.计算作用在轴上的压轴力 9.带轮的基本参数参数结果参数结果pc6.348kw112mm216mmv8.44 m/s a439.39mmz4根 157.94n1254.70n10. 大带轮的结构如附录一b=65mm 课程设计计算说明书一三齿轮传动的设计 1.参数的确定 (1)齿轮的材料小齿轮选用45钢调质处理 230hbs；大齿轮选用45钢，正火处理 200hbs精度：7级 （2）传动方式确定齿轮采用闭式斜齿圆柱齿轮，载荷平稳，齿轮在轴上作对称布置，工作载荷平稳，单向转动，初设v3m/s（3）参数的确定取小齿轮齿数为2.接触疲劳强度计算 计算小齿轮转矩矩 （2）确定载荷系数载荷平稳：由表11-4取；已知齿轮7级精度、调质处理，初设v3m/s，由表11-5取;齿轮为软齿面，7级精度，由表11-9取；齿轮在轴上对称布置，软齿面，由图11-7得；由表11-8取；则载荷系数为： ;(3)确定弹性系数，节点区域系数，重合度系数，螺旋角系数；两齿轮均为45钢，查表11-6，取，初设，则由图11-9可查得节点区域系数，重合度系数 课程设计计算说明书项目设计计算内容及说明主要结果一中对可取齿轮系数x=0.9， 则，螺旋角系数由式（11-26）得 计算许用接触应力小齿轮为45钢调质处理230，由图11-10，取 大齿轮为45钢正火处理200hbs,由图11-10，取 按表11-7定失效概率为1%，得大齿轮许用接触应力,大齿轮许用接触应力,可知大齿轮由于材料硬度和强度较差故接触疲劳强度按大齿轮计算 计算小齿轮分度圆直径d1（6）验算速度v 与初设速度相符2.确定传动尺寸 确定模数 按标准取确定中心距a 中心距应圆整为整数，取150mm 确定螺旋角 确定齿轮分度圆直径 确定齿宽3.弯曲疲劳强度验算 =64.9430mpa=58.3pr2，故应以轴承1的径向当量动负荷pr1作为计算依据， 因轻微冲击，查表17-6得fp=1.1，因工作温度不高，查表175得ft=1， 所以 , (4)选择轴承型号 查手册选得7208ac轴承，其基本额定动负荷 轴ii，选用角接触轴承 正装 先求出当量动负荷pr 轴向力fa=512.56n 径向力 因轴承型号为选出，暂不知额定静载荷，故用试算法 由表17-8，暂取 因 由表17-8得， 因为，故以作为计算依据。 （2）计算所需的径向基本额定动负荷 因轻微冲击，查表17-6得，fp=1.1；因工作温度不高， 查表17-5得，fr=1.1 （3）选择轴承型号查手册选7209ac，其中 六键联接设计 1.轴与大带轮的键联接 选键的类型、材料 键选用材料为45钢， 普通平键a型键 尺寸选择 带轮处轴径d=30mm,查表10-10得b=8mm,h=7mm 因为b=65mm, 轮毂长=(11.2)d 取36mm 键长=毂长-（510）mm 取键长l=26mm 实际长度l=l-b=18mm 强度校核 材料为45钢，轻微冲击，查表10-11，许用挤压应力 故键符合 2.轴与小齿轮的键联接 材料为45钢，轻微冲击，由前可知，齿根圆直径为 44.730mm。轴的直径为38mm，查表10-10得：b=10mm,h=8mm, 对应t1=3.3 齿根圆至键槽顶面径向距离 故该处设计成齿轮轴，不需要键联接 3.轴与大齿轮的键联接 选键的材料、类型 键材料选择45钢，普通平键a型键 尺寸选择 大齿轮处轴径d=48mm,查表10-10得：b=14mm,h=9mm, 对应轴段长取l-2=61mm 课程设计计算说明书一 实际长度l=l-b=54-14=40mm 强度校核 材料为45钢，轻微冲击，查表10-11，许用挤压应力为， 故键符合七联轴器及与其相配合的键选择 1、从动轮外伸端联轴器的选择 （1）选类型：考虑到转速较低，传递功率不大，安装时不易保证完全同轴线，选用弹性柱销式联轴器。 （2）计算转矩： （3)选型号： 2、联轴器与轴处键的连接 键的材料、选类型 材料为45钢 普通平键c型键 联轴器处轴径 d=35mm, 查表10-10得：b=10mm,h=8mm 由上知，轮毂长为60mm,键长=毂长-（510）mm 取键长l=54mm, 实际长度l=l-b/2=49mm 故取键c 八 箱体的结构设计 由表6-1（机械设计课程设计p34）得 1.减速器箱体厚度 下箱座，上箱盖壁厚 下箱座剖分面处凸缘厚度 上箱座剖分面处凸缘厚度 地脚螺栓底脚厚度 箱底座上,箱盖上的助厚 2.安装地脚螺栓部分地脚螺栓通孔直径 地脚螺栓通孔直径 地脚螺栓沉头座直径 地脚凸缘尺寸 地脚螺栓数目 4 3.安装轴承旁螺栓部分轴承旁联接螺栓直径 轴承旁联接螺栓通孔直径 轴承旁联接螺栓沉头座直径 剖分面凸缘尺寸 4.安装上下箱体螺栓部分 上下箱联接螺栓直径 上下箱联接螺栓通孔直径 上下箱联接螺栓沉头座直径 箱缘尺寸 圆锥定位销直径 减速器中心高 h=180mm 轴承盖螺栓直径 九传动零件的设计 1.大带轮的设计由da2 =216，查表13-11得 课程设计计算说明书项目设计计算内容及说明主要结果一 ； 取； 则 ；其中；由机械设计课程设计）表6-6查得s=14mm ,取； ，取 1.大齿轮的设计由，结合机械设计课程设计表6-6，大齿轮采用锻造毛坯的辐板式结构。大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 d=48，轮毂直径=1.6d=1.648=77轮毂长度 轮缘内径 =215mm，腹板孔定位直径 d0=0.5(d1+d2)= 146 mm腹板孔直径 d0=1525mm,取d0=20mm腹板厚度c=0.3b2=0.355=16.5mm， c=0.3b=18 r=0.5c=9齿轮倒角 课程设计计算说明书项目设计计算内容及说明主要结果一 十润滑和密封 1.润滑（1） 齿轮传动采用浸油润滑，查机械设计课程设计表6-29，选油的种类为机械油（gb443-84）代号为100（2） 滚动轴承处采用脂润滑，查机械设计课程设计表6-30，脂的种类为滚珠轴承脂（sy1514-82）代号为zgn69-2 2.密封（1） 轴伸出端采用毡圈密封（2） 轴承靠箱体内侧用封油环密封（3） 箱盖与箱座接合面上涂密封胶或水玻璃（4）轴承端盖与箱体接触面处采用一组调整垫片进行密封，检查孔盖处采用垫片进行密封，放油螺塞处采用垫圈进行密封十一参考资料 1. 陆萍主编，机械设计基础，济南：山东科学技术出版社，2003. 2.黄珊秋主编，机械设计课程设计 ，北京：机械工业出版社，1999 3.机械设计常用标准，济南：山东大学机械学院，2012年5月 4.廖希亮，邵淑玲主编，机械制图，济南：山东科学技术出版社，2002十二.设计小结 在这近两周的时间里，我们从掌握书本知识到学会实际运用，从减速箱设计的初学者到能够设计一份装配图，经历了一个时间虽短但收获颇丰的过程。在设计过程中，我们小组内，班级内彼此讨论，商讨更为合适的方案，零件，甚至每一毫米的尺寸。大家在不断探讨的过程中弥补自己之前对某一问题看法的不足，在反复验算的过程中加深自己对课本公式和知识的记忆了解，在不断修改自己图纸的过程中巩固机械制图能力、提高动手能力，也在一次次返工过程中改掉自己马虎大意的缺点，磨练自己的耐心和毅力。同时，我们也在设计过程中认识到国家标准存在的必要性，它规范了设计过程，限定了设计范围，降低了加工成本。对本设计的意见：鉴于时间不足两周，我们又是第一次