机械设计课程设计说明书一级直齿圆柱齿轮减速器.doc

机械设计课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器院系：机电工程学院专业：机械设计与制造班级：10级机械设计与制造班目录一、 设计任务书二、 传动方案的拟定三、 传动比分配四、 电机选择五、 传动装置的运动参数和动力参数的计算六、 带的传动设计七、 齿轮的传动设计八、 轴及轴类零件的设计与选择九、 绘制装配图和零件图十、 课程设计的体会设计任务书任务：设计一单级圆柱齿轮减速器，减速器连续单向转动。输送功率为4.5kw，输出轴转速是76r/min,每日工作为24h，使用年限是8年。减速器是由电动机驱动，用于带式输送载荷比较平稳。传动方案的拟定带传动的特点：1、带式绕性体具有良好的弹性，能缓和冲击吸收振动，故带传动平稳噪音小。 2、传动过载时，带会在小带轮上打滑，可防止其它零件损坏。祈祷安全保左右作用。3、结构简单，制造方便，易损坏（带）更换快，成本低廉，维护方便，能适用于两轴中心距较大的场合。带传动主要用于传动平稳，传动比不要求精确的中小功率的教员距离的传动仲满族人无需求，所以选择带传动。参考传动方案图：1.电动机 2.v带传动 3.一级圆柱齿轮减速器 4.联轴器 5.运输带 6.卷筒电动机的选择1. 选择电动机的类型按已知条件和要求，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2. 选择电动机的型号电动机所需的输出功率：Pd=pw/其中Pd=pw/ =Fu/有电机主运输的传动总效率为式中是带的传动效率联轴器的传动效率 齿轮的传动效率是轴承的传动效率查表2-3知：=0.96 =0.96 =0.97 =则： =0.960.960.97=0.86由Pw=4.5kw =0.86 带入Pd= pw/=4.5/0.86=5.2kw由题知输出轴转速=76r/min由表2-1推荐合理范围的传动比范围,初选V带的传动=24，齿轮传动比=35，故电动机转速的可选范围为 =（）=（620）76r/min=(4561520)r/min 电动机的技术特性和外形及安装尺寸见表14-1，表14-2，符合这一范围电动机的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min三种适用的电动机可选择,综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和价格选择Y132M2-6 分配传动比分配传动比的几个原则（1）、各级传动比最好在其推荐范围选择不应超过其最大值（2）、应使各级传动件尺寸协调,传动结构称合理,避免传动件之间相互干涉。例如：有带传动的装置中，一般应使带传动的传动比小于齿轮的传动比。因为若带传动的传动比比较大，使得大带轮的直径过大，超减速器的中心高，则易使大带轮与底座相碰。（3）、应使传动装置的外廓尺寸可能紧凑，即使最小的外廓尺寸和最小的中心距（4）、 在齿轮减速器中，应使各级大齿轮的直径相接近，便于齿轮浸油湿润 分配的传动比只是最初步选定的值，传动装置的实际传动比要由选定的齿轮数和带轮基准直径，计算出来，因而使很可能与设定的传动比之间有误则应重新分配传动比。故分配V带传动比=3，齿轮传动比=4传动装置的运动参数和动力参数运算（1）、各轴的功率轴的输入功率：=5.2325kw0.96=4.92kw轴的输入功率：=4.920.960.97=4.49kw（2）各轴转速：轴的转速：=320r/min轴的转速：=80r/min（3）各轴的转矩：=9550=9950=52.1Nm轴的输入转矩：=52.10.96=49.02Nm轴的输入转矩：=52.10.960.97=44.74Nm运动和动力参数结果参数轴名 电动机轴轴转速n/rmin 96032080输入功率p/kw 5.23254.924.49输入转矩T/(Nm) 52.149.0244.74传动比i 34效率 0.960.960.97带的传动设计1 确定计算功率由表7-8查得=1.2，由式（7-7）得=p=6.6kw（2）选取普通V带型号根据=6.6kw，=1480r/min,由图7-9选用B型普通V带。（3）确定两带轮的基准直径,根据表7-4，选取=125mm，大带轮基准直径为=500mm经计算：从动轮的转速误差率在3内，为允许值。（4）验算带速=6.28m/s带速在5-25m/s之间（5）确定带的基准长度和实际中心距a初步确定中心距为0.7（+）2（+）即437.51250取=800mm由式（7-20）得=2+（+）+=2625.2mm查表7-2选取基准长度=2500mm。由式（7-21）得实际中心距a为a+=800+=763.9mm取a=800mm。考虑到安装、调整和张紧的需要，中心距应有一定的调节范围，即中心距a的变动范围为=a-0.015=764-0.012500=739mm=a+0.03=764+0.032500=839mm(6)校验小带轮包角=-=-=，适合。（7）确定v带根数由式（7-23）得=根据=125mm，=960r/min，查表7-5，用内插法得=0.84kw由表7-6查得功率增量=0.10kw由表7-2查得带长修正系数，由表7-7查得包角系数=0.93，得普通v带根数为：=7.33圆整得=8根。（8）求初拉力及带轮轴上的压力由表7-1查得B型普通v带的质量，根据式（7-24）得单根v带的初拉力为=(-1)+=117.60N由式（7-25）可得作用在轴上的压力为=2=228.14N（9）带轮结构设计设计过程及带轮工作原理略。（10）设计结果选用8根B型2500GB11544-1997v带，中心距a=800mm，带轮直径=125mm，=500mm，轴上压力=228.14N。齿轮的传动设计计算项目设计计算及说明计算结果（1） 选择齿轮材料精度等级几齿数 选择齿轮材料、热处理方法、齿面硬度 精度等级 选齿数、按表8-4及表8-6选定小齿轮，40钢，调质，齿面硬度，250HBS;大齿轮，45号钢，调质，齿面硬度，225HBS；8级精度=23=4.223=96.6，取=968级精度=23=96（2） 按齿面接触疲劳强度设计 选载荷系数K 小齿轮传递扭矩 选取齿宽系数 齿轮副材料对传动尺寸的影响系数 接触疲劳极限应力 许用接触应力 计算小齿轮分度圆直径按试（8-18），设计公式为766查表8-11取k=1.1=9500=9500=44.531N.m由表8-11，取=1由表8-10，取=1=44.531N.m由图8-23，=690Mpa，=580Mpa按式(8-21)计算：=0.9=0.9690=621Mpa=0.9=0.9580=522Pma766=7661=45.96mm=621Mpa=522Pma=522Pma=45.96mm（3） 确定齿数传动主要参数几及几何尺寸 模数m 分度圆直径、 传动中心距 齿宽、 验算齿轮圆周速度=1.998mm按表8-1取标准值m=2=223=46mm=296=192mm=(+)=119mm=146=46mm取=46mm，=50mm=2.512ms由表8-6选齿轮动精度等级8级合适=2mm=46mm=192mm=119mm=50mm=46mm（4） 校核齿根弯曲疲劳强度 弯曲疲劳极限应力 许用弯曲应力 复合齿形系数 校核齿根弯曲疲劳强度按式（8-19），校核公式为：=由图8-24取=190Mpa=180Mpa由式8-22得：=1.4=1.4190=266Mpa=1.4=1.4180=252Mpa由图8-22查得=2.64，=3.98=2.647=61.11Mpa=61.11=92.18Mpa=266Mpa=252Mpa=61.11Mpa=92.18Mpa弯曲应力校核符合要求（5） 确定主要参数m、z齿距齿厚齿槽宽齿顶高齿根高齿全高P=3.142=6.28mmS=3.14mm=3.14mm=21=2mm=（1+0.25）2=2.5mm=+=2+2.5=4.5mmP=6.28mmS=3.14mm=3.14mm=2mm=2.5mm=4.5mm（6）确定数值 基圆直径 分度圆直径 齿根圆直径 验算带速度=mz=223=43.23mm=50mm=196mm=223=46mm=296=192mm=m=(96-21-20.25)2=195mm=6.28m/s由表8-6选8级季度合适=50mm=196mm=43.23mm=46mm=192mm=195mm=6.28轴的设计P为传动效率，n为转速，为小齿轮齿数。=4.92kw（小轴）=4.49kw（大轴）=320 =80=23 B=50 (1)选择轴的材料，确定许用应力大小轴均为45钢，正火处理由表11-1，得45钢(2)估算轴的最小直径和结构设计轴外端直径估算查表11-2得轴外端直径考虑到一个键槽应增加，则取=考虑到一个键槽，应增加，则考虑与滚动轴承的内孔的标准尺寸配合，轴承配合处轴直径取 查表11-4得齿轮处的轴肩高 考虑到齿轮端面至减速器内壁一般取10-15mm，轴肩高度b=10mm，套筒宽度c=10mm。这样即可得到轴的外形支承间距离为（其中B为轴承宽度16，预先选中系列深沟承6308型）=（3）按弯扭合成强度计算画轴的空间受力图，如图c所示力的计算，齿轮传递的扭矩如图B所示作水平面内的弯矩，如图D所示作垂直面内的弯矩圆，如图E所示作合成弯矩M图，如图F所示作单量弯矩图如下图所示计算危险截面处轴径支承反力 支座反力 因单向转动可认为转矩为脉动循环变化校正系数则危险截面c处当量弯矩为危险截面B，D处得当量弯矩为危险截面处的轴径因c处有键槽故将直径放大即截面BD处轴径同理放大即与轴中= 相比满足条件键的选择键的材料选择45钢。根据键连接的结构特点，使用要求和工作条件，选择圆头平键，键尺寸选择，应考虑是否符合标准规格和强度要求。在尺寸选择中，考虑键的主要尺寸，即键的截面尺寸（一般以键宽键高h和键长l表示）。键的截面尺寸按轴的直径d由标准中选定；键的长度l一半应等于或略等于轮的长度。通常轮的长度L可约取1.52倍的轴的直径d。查表108得，与大齿轮连接的键尺寸 与联轴器连接的键的尺寸 与皮带轮连接的尺寸联轴器的选择 一般在传动装置中有两个联轴器。一个是减速器，高速轴与电动机相差的连接的联轴器，联轴器的类型根据工作条件来选择此设计中只用了一个联轴器，此联轴器要求转速较低，转矩较大，用减速器与工作机常不在同一底座上而要求两者之间有较大的轴线偏移补偿，所以选用弹性柱销联轴器。 确定类型后，就可选择联轴器的型号和尺寸，根据轴传递的转矩和轴的轴速相关手册选取合适的型号，每一种和型号的联轴器都有几种轴径，具体选用轴径的大小结合轴的强度计算确定，必须与轴的直径相适应。 综上所述，根据机械设计基础课程设计。表13-1选取Lx5型弹性柱销联轴器中的Y型。根据轴的直径50mm。选取Lx3型.轴承的选择选择因只受径向载荷，选用深沟球轴承小轴承选用6008型由表11-1,6008的基本尺寸如下： 大轴承选择6011型由表11-1,6011的基本尺寸如下： 课程设计的体会经过紧张而又辛苦的两周的课程设计结束了。当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之巅，顿感心旷神怡，眼前豁然开朗。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。 说实话，课程设计真的有点累。然而，当我一手清理自己的设计成果，慢慢回味这两周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消。虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，令我有一种“春眠不觉晓”的感悟。通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。在课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱，有好几次因为不小心我计算出错，只能毫不情意地重来。但一想起许勇平老师时时对我们的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责，认真对待任何事的良好习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到一次难得的磨练。短短两周的课程设计，使我发现了自己所掌握的