机械设计课程设计-一级圆柱齿轮减速器的设计F=2.3，V=2.2，D=330(全套图纸） .doc

带式输送机传动装置设计计算说明书设计课题带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器的设计 系（院）全套图纸加153893706班 级 姓 名 学 号 学习小组 同组成员 指导教师 2010 2011学年 第 2 学期 目 录 1 设计任务书附12 传动方案的分析与拟定33 电动机的选择和传动系统的计算34 传动装置运动和动力参数的计算45 传动零件的设计计算5-6 6 齿轮传动设计计算77 轴的设计计算及校核8-118 轴承的设计11-139 键连接的选择及校核1310 联轴器的选择1411 箱体的设计14-1512 密封和润滑的设计1613 减速器附件的确定及说明1614 设计小结1715 参考文献17 传动装置的总体方案设计【1】分析确定方案通常原动机的转速与工作机的输出转速相差较大，在他们之间常采用多级传动来减速。齿轮传动具有承载能力大、效率高、允许速度高、尺寸紧凑、寿命长等特点，因此在传动装置中一般应首先采用齿轮传动。在该装置中无特殊要求可以采用直齿圆柱齿轮。带传动具有传动平稳吸振等特点，且能起过载保护的作用。但由于它是靠摩擦力来工作的，在传递同样功率的条件下，当带速较低时，传动结构尺寸较大。为了减小带传动的结构尺寸，应将其布置在高速级。【2】电动机的选择（1）确定电动机的功率根据原始数据：运输带拉力f = 2300 n 运输带速度v = 2.2 m/s 滚筒直径 d = 330 mm工作机所需要的功率: pw = = 2300 = 5.06 kw= v带的传动效率轴承的传动效率齿轮的传动效率联轴器的传动效率滚筒的传动效率 = 0.960.990.970.990.96 = 0.868电动机所需的功率:pd = = kw = 5.829kw(2) 确定电动机的转速 传动比分配工作机转速： = = = 127总传动比：= = = = 11.34 = 2 4 = 3 5 = * 设 = 2.5 ， 则 = = = 4.53 电动机转速： n = (2 4) * ( 3 5) = 762 2540 查表12-1选择电动机的型号为y132m-4电动机功率： = = 5.829 kw 满载转速 ： = 1440电动机转速： = = 1440【3】计算传动装置的运动参数及动力参数转矩 ： = 9550 = 9550* = 38.66 nm输入轴 输出轴 【4】传动零部件的设计计算带传动确定计算功率并选择v带的带型(1) 由表13-8得 = 1.2 , 故：= * = 1.1 * 5.829 = 6.412 kw(2) 根据= 6.412 kw ， = 1440 ， 选用 a 型 。(3) 设： 大、小带轮基准直径 、 由表13-9得：应不小于75, ， 所以取 = 100 mm = ( 1 ) = * 100 * ( 1 0.01 ) mm 247 mm (: v带传动的滑动率) 由表13-9得： = 250 mm (4) 验算带速v = = = 7.536 带速在5 25 范围内 ， 合适 。 （5） 求v带基准长度和中心距a 初步选取中心距 = 1.5 * （ + ）= 1.5 *（100 + 250 ）= 525 mm 0.7 * （ + ） 120 合适 。（7）求v带根数 z 由式13-5 得 ：z = = 1440 ， = 100 mm ， 查表13-5 得： = 0.17kw ( 单根普通v带 i 1 时额定功率的增量) 由 = 168.688 查表13-7 和13-2 得： = 0.95 （包角修正系数） = 1.03 （带长修正系数）z = = 2.1916 取3根 。（8）求作用在带轮轴上的压力 查表13-1 ，得q = 0.1 , 故可得单根 v 带的初拉力 = * (-1 )+ = * (-1 )+ 0.1*7.536*7.536 = 237n作用在轴上的压力 = 2zsin = 2*3*237* sinn = 1379n【5】齿轮传动设计计算 (1)材料及确定许应力 查表11-1小齿轮用45刚调制，齿面硬度为：197286hsb =600mpa =400mpa大齿轮用45刚正火，齿面硬度为：156217hsb =600mpa =400mpa由表11-5 ， 取 = 1 , = 1.25 = = 600mpa = = 320mpa = = 600mpa = = 320mpa(2)按齿面接触强度设计 设齿轮按8级精度制造，取载荷系数k = 1 ，齿宽系数 = 0.8 小齿轮上的转矩： p = * * = 5.54kw = 9.55 * * = 0.92*n*m取= 188 （查表11-4） 76.52mm取齿数=30 ，则= u= 128故实际传动比：i = = 4.27模数 = = 2.55mm齿宽 = * = 76.5mm ,取=80mm , = 85mm按表（4-1） = 3mm ,实际的=* = 90mm , = * = 384mm轴中心距= = 237mm(3) 验算齿轮弯曲强度 查图11-8和11-9 齿形系数： 小齿： = 2.6 = 1.62 大齿： = 2.22 = 1.82 由上可得： = = 51.93 mpa 320mpa = = 49.81mpa = 240mpa 安全(4) 齿轮圆周速度v = = 2.71 6 对照表11-2可知选用8级精度是合适的。【6】轴的设计计算及校核(1)选择轴的材料：由已知条件可知减速器传递的功率属中小功率 选45钢调制=650mpa =60mpa 由表14-2 c = 118-107所以 =37.45-41.30mm考虑到轴的最小直径处要装联轴器，会有键槽存在故直径加大3%-5% 取38.57-43.36mm由手册取标准直径= 40mm(2)设计轴的结构并绘制结构草图由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧；轴的外伸端安装半联轴器。（a）确定轴上的零件的位置和固定方式(b) 确定各轴段的直径轴段1外伸端直径最小=40mm轴段2上应有轴肩（对安装在轴段1上的联轴器进行定位）为顺利地在轴段2上安装轴承轴段2必须满足轴承内径的标准，故轴段2的直径=45mm轴段3上安装齿轮 取=50mm轴段4 =60mm轴查轴承6209型滚动轴承的安装高度为3.5 =4.5+2 x 3.5=52mm（3)确定各段长度轴段3的长度为68mm 为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定的间距，取该间距为15mm。为保证轴承安装在箱体轴承度孔中(轴承宽为b=18mm)并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离为5mm，则轴承支点距离为128mm.根据箱体结构及联轴器距轴承盖要有一定的距离的要求，取轴段2的长度为80mm,取轴段1为75mm在轴段1 , 3上为口键槽，使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应轮毂宽小约5-10mm键宽轴1键b * h=12 * 8 轴3键14 * 9=b* h（4）选轴的结构细节如图角，倒角退刀槽等尺寸按设计结果画出轴的结构草图。按弯扭合成强度校核轴径（a）画出轴受力图(b) 作水平面内弯矩图，支点反力为 = = 2086.72n大齿分度圆直径=384mm=1043.26n截面的弯矩为：=75096n*mm截面的弯矩为：=41535n*mm作垂直面内的弯矩图（图d）支点反力为 =*=734.4=367.2n截面弯矩为：= *=26438.4n*mm截面弯矩为：=14320.8n*mm（5）作合成弯矩图（图e）m = 截面：= 79849n*mm截面：= 43093n*mm（6）作转矩图（图f）t=9.56*= 407292n*mm（7）求当量弯矩因减速器单向运转，故可以为转为为脉动循环，变化，修正系数又为= 0.6截面：= 257089n*mm截面：=248146n*mm（8）确定危险截面及校核强度由图可知截面，所受转矩相等，但meme且轴上还有键槽，故截面为危险截面，由于轴径d1d2故也应对截面进行校核：=20.56mpa60mpa：=27.23mpa=24.38-27.14mm加大3%-5% =24.95-28.5mm=25mm 轴段1的直径=30mm 轴段2的直径=35mm 轴段3的直径=45mm 轴段4的直径=36mm 查表得6206型滚动轴承的安装高度为3.5mm【7】轴承的设计轴承的选择选择轴承型号为6209 ，根据任务书规定使用寿命为：一天两班制，使用期限为10年（每年按300天计算）= 300*10*16 = 48000h(1) 先求当量动载荷因该向心轴承受和的作用；必须求出当量动载荷计算时用到的径向系数x轴向系数y要根据值查取而是轴承的径向额定静载荷，在轴承型号为选出前暂不知道，故用公式算法。= 367.2n 且 =0= 0 e根据表1611 x=1 y=0p=367.2n 查教材表16-8得=1 查教材表16-9得=1 且该轴承为深沟球轴承，故取= 3 查手册选轴承型号6209查得= 31.5kw = 20.5kw (2) 计算所需的径向基本额定动载荷值= = 2839 n 31.5 kw 故6290适用。轴承的选择 （1）选择轴承型号为6207 其p= 367.2n 且 =0 查教材表16-8得=1 查教材表16-9得=1 查手册选轴承型号6207查得= 25.5kw = 15.2kw (2) 计算所需的径向基本额定动载荷值= = 4088 n 25.5 kw 故6207符合要求。【8】键连接的选择及校核（1）ii轴轴段1上的键 选用45钢，查教材表10-10得 =100120mpa根据轴段1直径查教材表10-9得 b=12mm ,h=8mm,l=70mm=71.46100120mpa符合条件轴段3上的键选用45钢，查表10-10得 =100120mpa根据轴段3直径查教材表10-9得 b=14mm ,h=9mm,l=70mm=50.8100120mpa符合条件（2）i轴轴段1上的键选用45钢，查表10-10得 =100120mpa根据轴段1直径查教材表10-9得 b=8mm ,h=7mm,l=45mm=63.3100120mpa符合条件轴段3上的键选用45钢，查表10-10得 =100120mpa根据轴段1直径查教材表10-9得 b=12mm ,h=8mm,l=80mm=21.8100120mpa符合条件【9】联轴器的选择根据ii轴轴段1的直径及ii轴的转矩由工作情况，查教材表17-1，选择工作情况系数=1.5计算转矩：=*=604.995n*m查手册表8-7，选择弹性柱销联轴器选取公称转矩为1250n*m故确定联轴器型号为lx3型。【10】箱体的设计箱体壁厚 = 0.025a+1mm=0.025237+1=6.925mm8mm箱盖壁厚 =0.02a+1=0.02237+1=3.51+1=5.748mm箱盖凸缘厚度=1.5=12mm箱座凸缘厚度=1.51=12mm箱盖凸缘厚度=2.5=2.58=20mm地脚螺栓直径df=0.036a+12=20.532mm 取整偶数20mm地脚螺钉数目a250，n=4轴承旁联结螺栓直径=0.75df=15.399mm，取16mm盖与座联接螺栓直径=（0.50.6）df=10.266123192mm 取=12mm轴承端盖的螺钉直径=（0.40.5）df=8.212810.266mm窥视孔盖螺钉直径=（0.30.4）df=6.15968.2128mm连接螺栓的间距= 150200定位销直径=（0.30.4）=8.49.6mm、至外箱壁距离 = 26/22/16、至凸缘边缘距离 = 24/14凸台高度 根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面距离=+（510）铸造过渡尺寸 、 （表1-38）大齿轮顶圆与箱体内壁的距离1.2=1.28=9.6取=10mm齿轮端面与内箱壁距离= 8箱座的肋厚=0.857mm 箱盖的肋厚=0.857mm轴承端盖外径=d+(55.5) =90+（55.5）8 = 131.064146.463mm 轴承旁连接螺栓距离【11】密封和润滑的设计（1）密封由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机，所以可选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄露间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。（2）润滑对于齿轮来说，由于传动件的圆周速度v12m/s，采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离h不应小于3050mm。对于单级减速器，浸油深度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动，每传递1kw需油量=0.350.7。对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。【12】减速器附件的确定及说明（1）窥视孔及盖窥视孔是用来检查传动件的啮合情况，齿侧间隙接触斑点及润滑情况等。箱体内的润滑油也由此孔注入，但为了减少油内的杂质进入箱内，可在窥视孔口处装一过滤网。窥视孔通常开在箱盖的顶部，且要能看到啮合区的位置。其大小可视减速器的大小而定，但至少能将手伸入箱内进行检查操作。窥视孔要有盖板。盖板可用钢板的材料制成，用m8的螺钉紧固。： （2）透气孔减速器工作时，箱体内的温度和压力都会升高，热涨的气体可以通过透气孔。减速器工作时，箱体内的温度和压力都会升高，热涨的气体可以通过透气孔及时排出，使箱体内、外压力平衡，使得密封件不受高压气体的损坏。透气孔多装在箱盖的顶部或窥视孔盖上。m271.515364326（3）排油口为了换油和清洗箱体时排出油污，应在油池最低处设置排油孔。平时排油口加油封圈用螺栓堵住。螺栓直径约为箱体壁厚的23倍。放油螺塞和箱体接合面应加防漏用的垫圈。 （4）定位销为了确定箱座与箱盖的相对位置，并保证每次拆装厚轴承座的上下半孔始终保持加工时的位置精度，应在精加工轴承底孔前，在上箱盖和下箱座的联接凸缘上配装两个定位销。两定位销应布置在箱体对角线方向，距箱体中线不要太近；此外还要考虑加工和拆装方便，并且不与其他零件干涉。定位销是标准件，采用圆锥销，直径为箱体凸缘联接螺栓直径的0.7-0.8倍左右，便其长度应大于箱体联接凸缘总厚度，标记：圆锥销gb117-86 （5）启盖螺钉 启盖螺钉的直径与箱盖凸缘连接螺栓直径相同，其长度应大于箱盖凸缘的厚度。其端部应为圆柱形半圆柱形，以免在拧动时将其端部螺纹破坏。【13】设计小结机械设计课程设计是我所花费时间与精力最多的课程设计，老师对我们要求比较严格，在严格的操练之下，我收获很大。此时，我由衷地要对我们的所有的指导老师说声谢谢，是老师在百忙之中挤出宝贵的时间辅导我们，为我们纠错指正。机械设计课程设计历时2周，内容涉及大学以来所有与专业课程相关的知识。它是一种很好的把理论与实际结合起