机械设计课程设计_一级圆柱齿轮减速器说明书.doc

目 录一 课题题目及主要技术参数说明1.1 课题题目 1.2 主要技术参数说明 1.3 传动系统工作条件1.4 传动系统方案的选择 二 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 减速器结构2.2 电动机选择2.3 传动比分配2.4 动力运动参数计算三 V带传动设计3.1确定计算功率3.2确定V带型号3.3确定带轮直径3.4确定带长及中心距3.5验算包角3.6确定V带根数Z3.7 确定粗拉力F03.8计算带轮轴所受压力Q四 齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)4.1 齿轮材料和热处理的选择4.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2 齿轮弯曲强度校核4.2.3 齿轮几何尺寸的确定4.3 齿轮的结构设计五 轴的设计计算(从动轴)5.1 轴的材料和热处理的选择5.2 轴几何尺寸的设计计算5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2 轴的结构设计5.2.3 轴的强度校核六 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核6.3 联轴器的选择七 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7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 参考文献第一章 课题题目及主要技术参数说明1.1课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。1.2 主要技术参数说明 输送带的最大有效拉力F=1.8KN，输送带的工作速度V=1.1 m/s，输送机滚筒直径D=240mm。1.3 传动系统工作条件 带式输动机工作时有轻微的震动，单向运转，双班制工作（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为5年(每年按365天计算)，机器的工作环境清洁，机器的年产量为大批量。1.4 传动系统方案的选择图1 带式输送机传动系统简图第二章 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。2.2 电动机选择（一）工作机的功率Pw =FV/1000=18001.1/1000=1.98kw（二）总效率 = =0.960.970.990.9550.93=0.84120.82其中，联轴器选择的是凸缘联轴器，效率用表示；轴承选择的是深沟球轴承，效率用表示；齿轮传动选择的是8级精度的一般齿轮传动，效率用表示；卷筒的效率用；V带效率用表示。（三）所需电动机功率 查机械零件设计手册得 Ped = 3 kw电动机选用Y132S-6 n满 = 960 r/min2.3 传动比分配 工作机的转速n=601000v/（D） =6010001.0/(3.14240) =79.58r/min 取 则 电动机选用：Y132S1-6计 算 及 说 明结果2.4 动力运动参数计算（一）转速n=960（r/min）=/=/=960/2.84=338（r/min） =/=338/4.26=79.34（r/min）=79.34（r/min） （二） 功率P （三） 转矩T =25300(Nmm) = 279400(Nmm) = 271000(Nmm )计 算 及 说 明结果将上述数据列表如下：轴号功率P/kW N /(r.min-1) /(Nmm) i 02.5496025300 2.840.96 12.4433868300 22.3479.342794004.260.96 32.2779.3427100010.97第三章V带传动设计3.1确定计算功率查表得KA=1.1，则PC=KAP=1.12.54=2.794KW3.2确定V带型号按照任务书得要求，选择普通V带。根据PC=2.794KW及n1=960r/min，查图确定选用A型普通V带。3.3确定带轮直径（1）确定小带轮基准直径根据图推荐，小带轮选用直径范围为112140mm，选择dd1=100mm。（2）验算带速v =5.03m/s5m/sv25m/s,带速合适。（3）计算大带轮直径dd2= i dd1（1-）=2.84100（1-0.02）=311.7mm根据GB/T 13575.1-9规定，选取dd2=300mm（4）验算传动比误差理论传动比： 3实际传动比： i= 300/(100(1-0.02)=3.06传动比误差=（3.06-2.84）/2.84=0.04=4%5%符合要求 3.4确定带长及中心距（1）初取中心距a0得280a0800， 根据总体布局，取ao=400 mm(2) 确定带长Ld：根据几何关系计算带长得=1453.3mm根据标准手册，取Ld =1400mm。 (3)计算实际中心距=373.75mm3.5.验算包角=149.34120，包角合适。3.6.确定V带根数ZZ 根据dd1=100mm及n1=960r/min，查表得P0=0.96KW,P0=0.11KW中心距a=373.75mm包角=149.34包角合适查表得：K=0.92KL=0.96则Z=2.96，取Z=33.7.确定粗拉力F0F0=500查表得q = 0.1/m,则F0=500=147.69N3.8.计算带轮轴所受压力QQ=2ZF0sin=23147.69sin=855.95N 第四章 齿轮的设计计算4.1 齿轮材料和热处理的选择 小齿轮选用45号钢，调质处理，HB236 大齿轮选用45号钢，正火处理，HB1904.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由机械零件设计手册查得 ,SHlim = 1 由 PC=2.794KW选用A型普通V带dd1=100mmv=5.03m/s,带速合适dd2=311.7m取ao=400mm取Ld =1453.3mm中心距a=373.75mm包角=149.34包角合适计 算 及 说 明结果 按接触疲劳强度设计（一）小齿轮的转矩 （二） 选载荷系数K 由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械设计基础教材中表得，取K1.1（三） 计算齿数比 =4.26 取Z1 = 18， 则 Z2 = 76.68取Z2=76，则齿数比u=4.22（四） 选择齿宽系数 根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取1.2（五） 计算小齿轮分度圆直径Z1= 18Z2 =76计 算 及 说 明结果76.6=76.6 = 61.17( mm)（六）计算模数 m = 61.17/18 = 3.39 取标准模数3.5（七）计算齿轮的主要尺寸 中心距 齿轮宽度 取 B2 =75 (mm)B1 = B2 + (510) 取 B1 = 80（mm）=63mm=266mma=164.5mmB1=80mmB2=75mm 计 算 及 说 明结果 （八）计算圆周转速v 4.2.2 齿轮弯曲强度校核（一） 由3.2.1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力 （二） 计算两齿轮齿根的弯曲应力 由机械零件设计手册得 =3.02 =2.25比较的值 /=0.0137 /=0.0132 计算小齿轮齿根弯曲应力为 V=1.11(m/s) 计 算 及 说 明结果 齿轮的弯曲强度足够4.2.3 齿轮几何尺寸的确定由机械零件设计手册得 h*a =1 c* = 0.25齿顶圆直径 齿根圆直径 4.3 齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 d=55轮毂直径 =1.6d=1.655=88轮毂长度 轮缘内径 =10mn=266 3.5=262.5mm = 0.5 ( +) = 175mm = 20 mm = 20 mm 齿轮倒角n=0.5m=0.52=1强度足够=70mm=273mm计 算 及 说 明结果第五章 轴的设计计算5.1 轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选45号钢，正火处理，HB217255=600MPa c =110- 1185.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径主动轴=c=118=22.15从动轴=c=118=36.46考虑键槽=22.151.03=22.81考虑键槽=36.461.03=37.55选取标准直径=25选取标准直径=385.2.2 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。各段分开考虑高速轴（轴1）直径设计链轮处 d=25油封处 由a=（0.07-0.1）d链轮，取a=2.5，d=30轴承处 选6207由比油封处略大，查标准值，取d=34齿轮轴 d=d齿顶=70轴肩处 d=42宽度设计链轮处 带轮宽度-2，L=40-50，取b=42油封处 20mm端盖，25mm空余，取b=45轴承处 17+甩油环15=32轴肩处 b=1.4a=1.42.5=3.5，取b=8齿轮处 b=b1=80低速轴（轴2）直径设计联轴器处 d=dmin=38油封处 a=（0.07-0.1）d，取a=3.5，d=45轴承处 选6210，宽20，取d=50齿轮处 取d=50轴肩处 a=（0.07-0.1）55，取a=4，d=63宽度设计轴承处 b=20+甩油环15=35轴肩处 取b=8齿轮处 取b=75-2=73轴承处 b=2+套筒10+甩油环15+轴承20=45（为使齿轮两侧轴承宽度对称所以加10mm套筒）油封处 取b=45联轴器处 b=60-2=585.2.3 轴的强度校核低速轴的强度校核（1）求轴传动的转矩T=279400Nmm（2）求轴上传动件作用力圆周力 =2279.41000/266=2101N径向力 =tan=2101tan20=764.7N由于为直齿轮，轴向力=0 （3）确定轴的跨距 左右轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的间距皆为：70.5mm联轴器作用点与右端轴承支反力作用点的间距为85mm（4）按当量弯矩校核轴的强度做轴的受力简图和弯矩图如下所示作水平面受力图及弯矩图FAH=FBH=382.4NMCH= FAH70.5=26959 Nmm作垂直面受力图及弯矩图FAV=FBV=1050.5NMCV= FAV70.5=741000 Nmm作合成弯矩图（e）作扭矩图可知B处当量弯矩最大，对于45钢，查表知=600MPa， =55MPa d=37.5(mm) 考虑键槽d=37.5mm 55mm 则强度足够 计 算 及 说 明结果第六章 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承,根据轴颈值查机械零件设计手册选择6207和6210 各一对（GB/T276-1993）寿命计划：两轴承受纯径向载荷轴承2 FA=2446.8N ，FB=7350N，取FB校验P=FB=7350N X=1 Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承6210，基本额定功负荷=35100N =1 =3=22878预期寿命为：4年，单班制L=43658=11680寿命合格。轴承1FA=1084.9N ，FB=1383.8N，取FB校验P=FB=1383.8N X=1 Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承6210，基本额定功负荷=25700N =1 =3=316000h预期寿命为：4年，单班制L=43658=11680寿命合格。6.2 键的选择计算及校核（一）低速轴从动轴外伸端d=38，考虑键在轴中部安装故选键1050 GB/T10962003，b=10，L=50，h=8，选45号钢，其许用挤压力=125150MPa=73.53MPa 则强度足够，合格（二）低速轴与齿轮联接处d=5mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键1670 GB/T10962003，b=16mm，L=70mm，h=10mm，选45号钢，其许用挤压应力=125150MPa=29.03MPa 则强度足够，合格（三）高速轴链轮处，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键836， GB/T10962003，b=8mm，L=70mm，h=7mm，选45号钢，其许用挤压应力=125150MPa=43.37MPa 则强度足够，合格从动轴承 2个计 算 及 说 明结果6.3 联轴器的选择 由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用刚性联轴器K=1.5=KT=1.5281.7=422.5选用GY5型刚性凸缘联轴器，d=38，满足条件。GY5型刚性凸缘联轴器有关参数选用GY5型刚性凸缘联轴器型号公称转矩T/(Nm)许用转速n/（r轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料轴孔类型GY550080003560120HT200J1型第七章 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7.1 润滑的选择确定 7.1.1润滑方式 1.齿轮V=1.112 m/s 轴承应采用用脂润滑。 7.1.2润滑油牌号及用量齿轮浸油润滑轴承脂润滑计 算 及 说 明结果1.齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020mm，需油量为1.5L左右2.轴承润滑选用2L3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜7.2密封形式 1.箱座与箱盖凸缘接合面