燕山大学机械学院课程设计-二级展开式齿轮减速机的设计说明书.docx

燕山大学机械设计课程设计说明书题目：二级展开式圆柱齿轮减速器学院（系）： 机械工程学院 年级专业：11级机械装备2班学 号： 110101010248 学生姓名： 王幸飞 指导教师： 郝秀红 目录设计任务书3一、机械传动装置方案的总体设计4二、电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算4三、传动零件设计计算7四、轴设计 15五、键的选择和键连接的强度计算 19六、滚动轴承的选择和基本额定寿命计算 19七、联轴器的选择 20八、润滑和密封的选择 20九、其他技术说明 21十、三维展示 22十一、设计小结 24参考文献 26燕山大学 机械设计 课程设计综评 27此页为任务书设计任务书 第 27 页 共 27 页燕山大学课程设计说明书 设计及计算过程结果一、机械传动装置方案的总体设计设计题目：带式输送机传动装置原始数据及要求：传送带所受载荷F=1578N ； 带轮毂直径D=0.26m ；传送带运行速度 V=0.70m/s其他已知条件： 使用地点：室外；生产批量：小批 载荷性质：微振；使用年限：六年一班选择如图传动方案：二级圆柱齿轮减速器传动二、电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算 1、电动机的选择（1）选择电动机类型根据电源及电动机的工作条件，选用Y系列三相笼型异步电动机（IP44），全封闭自扇冷式结构。 (2)确定电机容量 其中为卷筒机效率，=0.96。传动装置总效率 。其中， 为联轴器效率，=0.99； 为齿轮传动效率，=0.97；为轴承效率，=0.98（由机械设计课程设计表11-10得） 故电动机的输出功率， （3）选择电动机的转速由卷筒轴工作转速：按推荐的合理的传动比范围：二级圆柱齿轮减速 i=840 ，故电动机的转速可选择：由表17-4，符合这一要求的电动机同步转速750r/min,1000 r/min , 1500 r/min,综合考虑转速、额定功率，价格、需求等因素最终选用Y112M-6电动机。型号额定功率满载转速 nm同步转速Y112M-62.2kw940 r/min1000 r/min 2、传动比的确定及分配（1）总传动比的计算（2）传动比的分配（i1=高级传动比 ， i2=低级传动比） 取， 3、传动装置运动和动力参数（1）各轴转速 轴 轴 轴 卷筒轴 （2）各轴输入功率 轴 轴 轴 卷筒轴 （3）各轴输入转矩 轴 轴 轴 卷筒轴 （4）各轴输入转速、功率、转矩列入下表项目电机轴高速轴中间轴低速轴卷筒轴转速r/min940940195.8358.1158.11功率kW1.261.251.191.131.10转矩12.8012.657.82185.23179.71三、传动零件设计计算 1、高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 a)选择材料、热处理方式和公差等级 1)大小齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，查手册的到齿面硬度HB1=230250HBS,取HB1=240HBS， HB2=180210HBS, 取HB2=200HBS， 因为HB1-HB2=40 在3050之间,合适。 2)选用7级精度,按 GB/T 10095。 3)选小齿轮齿数；大齿轮。实际齿数比为，齿数比误差0%，允许。 4）螺旋角初选，齿宽系数0.8。 b)按齿面接触强度设计 按下式 1）确定载荷系数K 由表查得使用系数；估计圆周速度,故初选动载系数。查图，得齿间载荷分布系数，齿向载荷分布系数。 2）计算转矩 3）查得区域系数 4)重合度系数 因，取。 5)螺旋角系数 。查表得弹性影响系数。 6）查得接触疲劳极限应力；。 7）计算应力循环次数 8）寿命系数 ；。 9）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，得， 取 10）试算小齿轮分度圆直径，由上列公式得 11）计算圆周速度精度等级合适 12）修正载荷系数 按，查得动载系数 13）校正试算的分度圆直径 14）计算法向模数，圆整，取。15）计算中心距，圆整取。16）按圆整后的中心距修正螺旋角修正、不变。17)计算分度圆直径 18)计算齿轮宽度，圆整取 c）校核齿根弯曲疲劳强度 由公式1）重合度系数 2）螺旋角系数 3）计算当量齿数 4）查取齿形系数，5）查取应力修正系数 ，6）查取弯曲疲劳极限应力及寿命系数，；。7）计算弯曲疲劳需用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，8）计算弯曲应力，合适。 2、低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 a)选择材料、热处理方式和公差等级 1)大小齿轮均选用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，查手册的到齿面硬度HB3=230250HBS,取HB3=240HBS， HB4=180210HBW, 取HB4=190HBS， 因为HB3-HB4=50 在3050之间,合适。 2) 选用7级精度,按 GB/T 10095。 3)选小齿轮齿数；大齿轮。取z2=110，实际齿数比为，齿数比误差0.3%，允许。 4）螺旋角初选，齿宽系数0.8。 b)按齿面接触强度设计 按下式1） 确定载荷系数K 由表查得使用系数；估计圆周速度,动载系数。查图，得齿间载荷分布系数，齿向载荷分布系数。2） 计算转矩 3） 查得区域系数 4） 重合度系数 因，取。5） 螺旋角系数 。查表得弹性影响系数。6） 查得接触疲劳极限应力；。7） 计算应力循环次数8） 寿命系数 ；（允许有点蚀）9） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，得， 取10）试算小齿轮分度圆直径，由上列公式得11）计算圆周速度12）修正载荷系数 按，查得动载系数13）校正试算的分度圆直径 13）计算法向模数，圆整取。14）计算中心距，圆整取。15）按圆整后的中心距修正螺旋角更新与有关参数得Mn =1.535a =144.99mm16） 计算分度圆直径 17） 计算齿轮宽度，圆整取 c）校核齿根弯曲疲劳强度 由公式1）重合度系数 2）螺旋角系数 3）计算当量齿数 4）查取齿形系数，5）查取应力修正系数 ，6）查取弯曲疲劳极限应力及寿命系数，；。7）计算弯曲疲劳需用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1，8）计算弯曲应力，合适。(3) 初步验算齿轮2是否会与低速轴干涉，基本不会干涉。结构设计因小齿轮直径较小，所以做成齿轮轴形式，小批量生产，故大齿轮采用自由锻。四、轴设计 1、高速轴（1）因传递功率不大，并对重量及结构尺寸没有特殊的要求，故查手册可选用45钢，调制处理。（2）按许用切应力初算轴径轴上有键，取（3）轴结构设计 a) 该减速器发热小，轴不长，故可采用两端固定方式，按轴上零件安装顺序，从最小端开始设计，并且小齿轮较小，直接设计成齿轮轴。如图： 2、中速轴（1）因传递功率不大，并对重量及结构尺寸没有特殊的要求，故查手册可选用45钢，调制处理。（2）按许用切应力初算轴径轴上有键，取（3）轴结构设计 a）方案如下图所示 3、低速轴（1）因传递功率不大，并对重量及结构尺寸没有特殊的要求，故查手册可选用45钢，调制处理。（2）按许用切应力初算轴径轴上有键，取（3）轴的强度校核(按许用应力法计算) a）方案如下图所示 b)校核计算 1）做出轴的空间受力图 低速级大齿轮的分度圆直径为 2）做出轴的弯矩图和扭矩图 3）从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图可以看出危险截面。 现将计算出危险截面处的力矩值列于下表载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T4）校核输出轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。,由表10-3，对于脉动的转矩，选定轴的材料为45钢，调质处理，查得。因此,故安全。五、键的选择和键连接的强度计算 各键的选择参照手册，根据轴颈大小确定键截面形状，根据轴结构确定键长。六、滚动轴承的选择和基本额定寿命计算轴承的选用，通过各轴的轴径选择轴承的大小，由于各轴都有轴向力，为减小轴向力故采用角接触球轴承。低速轴:计算轴承的轴向力，对中速轴上的轴承，选用7209C，查手册，可得该轴承的各个参数：C=38500N,C0=28500N。（1）轴承受到的径向载荷 、和轴向载荷、=0（2）求当量动载荷 和 e=0.015因轴承在运转过程中平稳， ，取。则 （3）验算轴承寿命因为 ，所以按照轴承1受力大小验算故所选轴承满足工作要求，安全。七、联轴器的选择 采用刚性固定式联轴器，这种联轴器结构简单、成本低，并且适合于设计要求的平稳载荷。查手册，按GB/T 5843-2003,根据轴颈选择联轴器种类。高速级选GYH1型，低速级选GYH4型。八、润滑和密封的选择1、传动件的润滑对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，齿轮圆周速度小于等于12m/s,所以采用浸油润滑，将传动件的一部分浸入油中，传动件回转时，粘在其上的润滑油被带到啮合区进行润滑。同时，油池中的油被甩到箱壁上，可以散热。 2、轴承的润滑并且从壳体设计的简洁、维护方便的角度出发，选用脂润滑方式。3、密封性为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精装，其表面粗度应为密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，并均匀布置，保证部分面处的密封性。九、其他技术说明减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果箱座壁厚9箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度14箱座底凸缘厚度23地脚螺钉直径M16地脚螺钉数目350,n=66轴承旁联接螺栓直径M12箱盖与箱座联接螺栓直径=（0.50.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）M8窥视孔盖螺钉直径=（0.30.4）M6定位销直径=（0.70.8）10外机壁至轴承座端面距离=+（812）42大齿轮顶圆与内机壁距离11齿轮端面与内机壁距离10机座肋厚简易式通气器选用M161.5 油尺选用M12 十、三维展示十一、设计小结 机械设计课程设计不仅是对书本上学过的知识的运用，更增强了我的自学能力。通过这些天来的实践，我深刻地体会到机械设计一门非常综合的课程，涉及的知识相当广，几乎将以前所学的专业基础课程都结合在了一起。理论力学的受力分析、材料力学的应力作用、互换性测量的公差配合、工程材料的材料选择等等，都需要温故知新，灵活运用。从将一张空白图纸逐渐点缀上零件到最终完成，内心不觉涌动一种激情，似乎看到积流成河的壮丽景象。这次的课程设计是脑力与体能毅力的考验更是一次提高。最后，要感谢一路耐心指导的老师们！通过本次课程设计，我收获颇丰，同时也发现了自己在专业知识与技能上的不足与欠缺。我会在今后的学习中继续努力。电机选用Y112M-6公式引自指导手册第1115页齿轮计算公式引自机械设计第7589页高速级小齿轮为齿轮轴，其他齿轮均为自由锻高速级齿轮设计合适低速级齿轮设计合适关于轴设计公式均引自机械设计第137159页材料：45材料：45材料：45低速轴安全关于键的公式均在指导手册第189199页查得关于轴承的公式均引自机械设计第137157页关于联轴器的知识见于指导手册第126130页关于润滑和密封的选择见于指导手册第195205页公式引自指导手册第24页 参考文献1 韩晓娟.机械设计课程设计指导手册.北京：中国标准出版社，2008.2 许立忠，周玉林.机械设计.北京：中国标准出版社，2009.3 龚溎义.机械设计课程设计图册（第三版）.北京：高等教育出版社,2011.4 成大先.机械设计手册（第五版）