一级减速器设计说明书.doc

机械设计课程设计计算说明书设计题目 一级减速器设计08CAD（一）班设计者 李煜指导老师 龙翔2010 -1- 4重庆信息技术学院目 录一 课程设计任务书 二 设计要求 三 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 22. 电动机的选择 33. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 54. 计算传动装置的运动和动力参数 65. 齿轮的设计 76. 滚动轴承和传动轴的设计 97. 键联接设计 178. 箱体结构的设计 189.润滑密封设计 1910.联轴器设计 20四 设计小结 20五 参考资料 20一 课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如上）1 V带传动2 电动机3一级圆柱齿轮减速器4联轴器5输送带6卷筒原始数据：数据编号A1A2A3 A4A5运送带工作拉力F/N23002100190022002000运输带工作速度v/(m/s)1.501.601.601.801.80卷筒直径D/mm400400400450450每日工作时数T/h2424242424传动工作年限/a55555二. 设计要求1.减速器装配图一张。2.绘制轴、齿轮零件图各一张。3.设计说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案本组设计数据：第三组数据：运送带工作拉力F/N 2000 。运输带工作速度v/(m/s) 1.80 。 卷筒直径D/mm 450 。1）外传动机构为V带传动。2）减速器为一级圆柱齿轮减速器。3) 方案简图如上图4）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机传送带间的总效率为 由机械设计课程设计指导书可知： ： V带传动效率 0.96 ：滚动轴承效率 0.99（球轴承） ：齿轮传动效率 0.97 （7级精度一般齿轮传动） ：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器） ：卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为 3）确定电动机转速按表9.2推荐的传动比合理范围，一级圆柱齿轮减速器传动比而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有750、1000、1500三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由机械设计课程设计指导书选定电动机型号为Y132M2-6下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)传动装置的总传动比总传动比带齿轮Y132M2-65.596012.753144电动机的主要安装尺寸和外形中心高外型尺寸L（AC/2+AD）HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD132515X345X315216X1781238X8010X413.计算传动装置的总传动比并分配传动比(1).总传动比为 (2).分配传动比 取V带传动比i=24 ,单机齿轮传动比i=354. 计算传动装置的运动和动力参数1).各轴的转速 I轴 II轴 卷筒轴 2).各轴的输入功率I轴 II轴 卷筒轴 3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为 I I轴 II轴 卷筒轴 将上述计算结果汇总与下表，以备查用。 轴名功率P/kw转矩T/(Nmm)转速n/(r/min)传动比效率I轴4.07305.7340.95II轴3.7976.410.98卷筒轴3.5376.45. 齿轮的设计1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度(GB10095-88)。(3)材料选择。由机械设计表10-1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（正火），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。(4)选小齿轮齿数，则大齿轮齿数2) 初步设计齿轮主要尺寸 (1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 (2) 按齿面接触疲劳强度设计，即 1 确定公式内的各计算数值.试选载荷系数。.计算小齿轮传递的转矩 .由机械设计选取齿宽系数。.由机械设计按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。.计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1 2.计算. 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 .计算圆周速度。 .计算齿宽。.计算齿宽与齿高之比 模数 取m=2齿高 .计算载荷系数 根据，8精度，由机械设计查得动载系数； 直齿轮，； 由机械设计查得使用系数； 由机械设计用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称分布时，； 由，查机械设计得 故载荷系数.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 (3).按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式 1.确定公式内的各计算数值.由机械设计查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；.计算弯曲疲劳许用应力； 取弯曲疲劳安全系数 S=1.3，有.查取齿形系数； 由机械设计查得；.齿轮尺寸计算1.计算分度圆直径 2.计算中心距 3.计算齿轮宽度 取，。6. 滚动轴承和传动轴的设计(一).输出轴的设计.输出轴上的功率、转速和转矩 由上可知，.求作用在齿轮上的力 因已知低速大齿轮的分度圆直径 而 .初步确定轴的最小直径 材料为45钢，调质处理。于是 ，考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5% ,取为41.645.9，取d=50. 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩，查机械设计取，则： 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 。半联轴器的孔径 ，故取，半联轴器长度。.轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1).为了满足办联轴器的轴向定位要求，5段左端需制出一轴肩，故取4段的直径；右端用轴端挡圈定位。 2).选择深沟球轴承。 3).取安装齿轮处的轴端3的直径；齿轮的右端与轴承之间采用套筒定位。 4).轴承端盖的总宽度为(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离，故。 至此，已初步确定了轴的各段和长度。(2).轴上零件的周向定位 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按由机械设计查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配额为；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为。(3).确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计，取轴端圆角。.求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算处的截面C处的、及的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力弯矩总弯矩，扭矩.按弯扭合成应力校核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（即危险截面C）的强度。根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，正火处理，由机械设计查得因此，故安全。(一).输入轴的设计.输入轴上的功率、转速和转矩由上可知，.求作用在齿轮上的力因已知低速大齿轮的分度圆直径 而.初步确定轴的最小直径材料为45钢，调质处理。于是，考虑到轴的最小直径处要与皮带轮相连，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5% ,取为26.129.4，取d=45.轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1).为了满足办联轴器的轴向定位要求，5段左端需制出一轴肩，故取4段的直径；右端用轴端挡圈定位。2).选择深沟球轴承。3).取安装齿轮处的轴端3的直径；齿轮的右端与轴承之间采用套筒定位。4).轴承端盖的总宽度为(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离，故。至此，已初步确定了轴的各段和长度。(2).轴上零件的周向定位齿轮、皮带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按由机械设计查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配额为；同样，皮带轮与轴的连接，选用平键为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为。(3).确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计，取轴端圆角。.求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算处的截面C处的、及的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力弯矩总弯矩 ，扭矩.按弯扭合成应力校核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（即危险截面C）的强度。根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，正火处理，由机械设计查得因此，故安全。8. 键联接设计 .带轮与输入轴间键的选择轴径，查手册，选A型平键，其尺寸为，输入轴与齿轮间键的选择轴径，查手册，选A型平键，其尺寸为，.输出轴与齿轮间键的选择轴径，查手册，选A型平键，其尺寸为，.输出轴与联轴器间键的选择轴径，查手册，选A型平键，其尺寸为， 9.箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H大于40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为8mm，圆角半径为R=5。机体外型简单，拔模方便.4对附件设计 A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.F 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.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8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20地脚螺钉直径M18地脚螺钉数目查手册4轴承旁联接螺栓直径M14机盖与机座联接螺栓直径=（0.50.6）M12视孔盖螺钉直径=（0.30.4）M8定位销直径=（0.70.8）10，至外机壁距离查机械设计课程设计指导书242018，至凸缘边缘距离查机械课程设计指导书2216外机壁至轴承座端面距离=+（812）48大齿轮顶圆与内机壁距离1.210齿轮端面与内机壁距离11机座肋厚 轴承端盖外径+（55.5） 118 9610. 润滑密封设计对于单级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。油的深度为H+，H=30 =34。所以H+=30+34=64其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封，凸缘应有足够的宽度，连接表面应精刨，密封的表面要经过刮研。而且，凸缘连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。轴承端盖采用嵌入式端盖，易于加工和安装。11.联轴器设计1.类型选择.为了隔离振动和冲击，选用弹性套柱销联轴器四 设计小结 这次关于带式运输机上的单级展开式圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论