机械设计课程说明书(一级齿轮减速箱).doc

机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定. . .2二、原始数据. 2三、确定电动机的型号. 3四、确定传动装置得总传动比及分配.4五、传动零件设计计算.5V带. .5齿轮. .7减速箱箱体.10轴 11滚动轴承.17六：键联接得选择和强度校核.18七联轴器得选择和计算.19八减速器的润滑. .20九设计总结. .20设计题目：V带单级圆柱减速器设计者： 学 号：指导教师： 二一一年七月七日一级斜齿轮减速器计算过程及计算说明一： 传动方案的确定（如下图）二：原始数据：带拉力：F=900N 带速度：V=2.5m/s 滚筒直径：D=400mm 运输带的效率：工作时有轻微冲击；要求齿轮使用寿命为8年，二班工作制； 载荷平稳，环境清洁。三：确定电动机的型号(1) 选择电动机类型： 选用Y系列三相异步电动机(2) 选择电动机功率运输机主轴上所需要的功率： P=FV/1000=9002.5/1000=2.25KW传动装置的总效率：， 分别是：V带传动，齿轮传动（闭式，精度等级为8），滚动轴承（深沟球轴承一对），联轴器（弹性联轴器），运输带的效率。取： 所以： 电动机所需功率：Pd=P/=2.25/0.824=2.731kW 查课程设计表16-1 取电动机的额定功率（3）选择电动机的转速滚筒的转速： n筒=601000V/D=6010002.5/400=119.427r/min电动机的合理同步转速： 取V带传动比范围(表2-2)24；单级齿轮减速器传动比36则总传动比合理时范围为=624。故电动机转速的可选范围为n筒=（624）119.427=7172867r/min符合这一范围的常用同步转速有1000和1500r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传动比方案：如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选n=1000r/min确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。查表16-1得 电动机得型号和主要数据如下（同步转速符合）电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速nm(r/min)堵载转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-63 1000 9602.0 2.0查表16-2得 电动机的安装及有关尺寸中心高 H外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸键公称尺寸132475240210216140123880 108四：确定传动装置总传动比及分配 传动装置总传动比 ： i =/n=960/119.427=8.038分配各级传动比据指导书P7表1，取（V带传动24合适）i总=i齿轮i带 i总/i带=8.038/2.60=3.22计算各轴的输入功率电动机轴： P=Pd=2.731kW轴（减速器高速轴）PI=P带=2.7310.95=2.594KW轴（减速器低速轴）PII= PI轴承齿轮=2.4590.980.97=2.466KW(1) 计算各轴得转速电动机轴 nI =nm=960 r/min轴 nII=nI/i带=960/2.60=369.23r/min轴 nIII=nII/i齿轮=369.23/3.22=114.67r/min（3）计算各轴得转矩电动机轴 轴 轴 上述数据制表如下：参数轴名输入功率（）转速（）输入转矩（）传动比效率电动机轴2.7396027.172.600.95轴（减速器高速轴）2.594 369.2367.093.220.97轴（减速器低速轴）2.466114.67205.37五：传动零件得设计计算1. 普通V带传动得设计计算确定计算功率则： ，式中工作情况系数取1.1 根据计算功率与小带轮的转速，查教材图13-15，选择A型V带。 确定带轮的基准直径取小带轮直径 ，大带轮的直径 由表13-9查得 取大带轮的直径实际传动比 =265/100=2.65 验证带速 ,在之间。故带速合适。确定V带的基准直径和传动中心距初选传动中心距范围为：，取V带的基准长度：查教材表13-2，选取带的基准直径长度 实际中心距： 验算主动轮的最小包角 故主动轮上的包角合适。 计算V带的根数z 由，查教材表13-3，得，由，查表13-5，得，查表13-7，得，查表13-2，得， 取根。 计算V带的合适初拉力 查教材表13-1，取得 计算作用在轴上的载荷 带轮的结构设计 （单位）mm 带 轮尺寸小带轮大带轮槽型AA基准宽度1111基准线上槽深2.752.75基准线下槽深8.78.7槽间距150.3150.3槽边距99轮缘厚66外径内径 30 30带轮宽度带轮结构 实心式 轮辐式 V带轮采用铸铁HT150或HT200制造，其允许的最大圆周速度为25m/s.2.齿轮传动设计计算（1）择齿轮类型，材料，精度，及参数 选用斜齿圆柱齿轮传动（外啮合）软齿面 选择齿轮材料；小齿轮材料都取为45号钢，调质，197286HBS；，；大齿轮材料取为：45号钢正火处理，156217HBS，, 选取齿轮为8级的精度（GB 100951998） 初选螺旋角 选小齿轮的齿数；大齿轮的齿数 取,齿数比 （2）按齿面接触疲劳强度设计 ， （查表11-4） 查表11-3 ：；齿宽系数取：9（查表11-6） 计算模数 查表4-1取模数标准值 计算中心距， 圆整中心距，取 修正螺旋角： 计算两齿轮分度圆直径 小齿轮 大齿轮 计算齿宽 齿高 取小齿轮齿宽（齿轮轴）；大齿轮齿宽（大齿轮） （3）校核弯曲疲劳强度，（查图11-8），查机械设计基础表11-3：；查表11-5： 故满足。 齿轮传动的几何尺寸，制表如下：(详细见零件图)名称代号计算公式结果小齿轮大齿轮中心距 135mm传动比3.25法面模数设计和校核得出2.5端面模数 2.65法面压力角螺旋角一般为 全齿高 =2.255.625mm齿数Z 2478分度圆直径，60mm195mm齿顶圆直径，67mm202mm齿根圆直径 df53.75mm188.75mm齿轮宽b70mm65mm螺旋角方向 左旋右旋三、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计。 查设计基础表3-1经验公式，及结果列于下表。名称结果（mm）名称结果(mm)底座壁厚10轴承盖固定螺钉直径7箱盖壁厚10轴承盖螺钉分布圆直径96底座上部凸圆厚度25轴承座凸缘端面直径115箱盖凸缘厚度15箱座与箱盖联接螺栓直径8.75底座下部凸圆厚度15底座高度148底座加强筋厚度10箱体内壁与齿轮距离10底盖加强筋厚度10箱体内壁与齿轮端面距离10地脚螺栓直径16底座深度125地脚螺栓数目4外箱壁至轴承端面距离30轴承座联接螺栓直径16视孔盖固定螺钉直径8四：轴的设计1. 高速轴的设计。 选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS230 初步估算轴的最小直径 根据教材公式，取，则mm 轴的结构设计 考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为,由于齿轮直径较小，所以设计成齿轮轴结构，轴肩直径56mm，齿轮处分度圆直径d=63.53mm,轴的示意图：2.按弯扭合成应力校核轴的强度。 轴的计算简图 A68B56C 60DAB带轮中心到上轴承中心的距离BC上轴承中心到齿轮轴中心的距离（轴承的上下位置在CD齿轮轴中心到下轴承中心的距离俯视图中） 计算作用在轴上的力 小齿轮受力分析 圆周力： 径向力： 轴向力： 计算支反力 水平面： 解得：垂直面： 解得： 作弯矩图 水平面弯矩： 23.58Nm BCD垂直面弯矩： 24.57 Nm B CD -95.13 Nm合成弯矩： 98.01 Nm34.05 NmBCD 作转矩图 ABCD67.09 Nm当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数， 当量弯矩 按弯扭合成应力校核轴的强度 轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限，对称循环变应力时的许用应力。 由弯矩图可以知道，A剖面的计算弯矩最大 ，该处的最小直径应为 轴的结构图见零件图所示2. 低速轴的设计。 选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS230 初步估算轴的最小直径 根据教材公式，取，则 轴的结构设计 考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装联轴器处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为 轴的结构示意图按弯扭合成应力校核轴的强度。 轴的计算简图 A58B56C AB上轴承中心到齿轮接触处的距离 （轴承的上下位置BC齿轮接触处到下轴承中心的距离 在俯视图中） 计算作用在轴上的力 小齿轮受力分析 圆周力： 径向力： 轴向力： 计算支反力 水平面： 解得：垂直面： 解得： 作弯矩图 水平面弯矩： ABC-21.84 Nm 垂直面弯矩： 56.68 NmABC 合成弯矩： 60.74 Nm ABC 作转矩图 205.37 NmABC当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数， 当量弯矩 按弯扭合成应力校核轴的强度 轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限，对称循环变应力时的许用应力。 由弯矩图可以知道，A剖面的计算弯矩最大 ，该处的最小直径应为 装齿轮处直径d=4427.4mm所以设计合理 轴的结构图见零件图所示五 、滚动轴承的选择和计算 选取的轴承：型号为6308深沟球轴承（每根轴上安装一对）查教材表16-8、16-9得 齿轮轴上所用轴承的径向载荷轴向载荷： 当量动载荷深沟球轴承X=1,Y=0 设计要求时间所以设计合理 装大齿轮的轴所用轴承的径向载荷：选取的轴承：型号为6308深沟球轴承（每根轴上安装一对）查教材表16-8、16-9得 齿轮轴上所用轴承的径向载荷轴向载荷： 当量动载荷深沟球轴承X=1,Y=0 设计要求时间所以设计合理六：键联接得选择和强度校核。1. 高速轴与V带轮用键联接 选用圆头普通平键（A型）按轴径d=25mm，及带轮宽，查表10-1选择C87（GB/T 1096-1979）强度校核 键得材料选为45号钢，查表得键联接得许用应力，键得工作长度，挤压应力 （安全）2. 低速轴与齿轮用键联接 选用圆头普通平键（A型）轴径d=30mm,及齿轮宽，查表10-1选键108（GB/T 1096-1979） 强度校核键材料选用45号钢，查教材表10-10得许用应力键得工作长度；挤压应力：（安全）3. 装大齿轮处的键选择 选用圆头普通平键（A型）轴径d=44mm,及齿轮宽，查表10-1选键128（GB/T 1096-1979） 强度校核键材料选用45号钢，查教材表10-10得许用应力键得工作长度；挤压应力：（安全）七联轴器的选择根据工作条件，选用弹性柱销联轴器，查表13-6型号HL2的许用转矩许用转速；配合轴径，配合长度。八减速器的润滑 齿轮传动的圆周速度因为：，所以采用浸油润滑；由表14-1，选用LAN68全损耗系统用油（GB443-1989）,大齿轮浸入油中的深度大约1-2个齿，但不应少于10mm。对轴承的润滑，因为：，采用脂润滑，由表14-2选用钙基润滑酯LXAAMHA2(GB491-1987)只需要填充轴承空间的1/21/3.并在轴承内侧设挡油环，使油池中的油不能浸入轴承稀释润滑酯。九、设计总结匆忙之中做完了这次课程设计胶带输送机的传动装置。通过这次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关机械设计我们专业方面的知识，在设计过程中虽然遇到了很多问题，但经过询问老师，一次又一次的思考，查阅相关资料、及标准，一遍又一遍的检查终于不断的改正了，通过这次课程设计也暴露出了前期我在这些方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过计算、动手作图，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。虽然由于课程的安排使这次的课程设计时间紧张，但是同学们都加班工作，终于顺利完成了这次课程设计，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于都迎刃而解。我应该在今后学习工作过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！ 课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，给了我很多思考，给了我另类的学习空间。同时，课程设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我掌握了常用零件的基本常规性能、设计要求及作图；这对于我们今后学习专业课又增添了许多经验、教训。 我认为，从这学期的课程学习到课程设计，不仅培养了我们独立思考、自觉动手实践的能力，在各种其它能力上也都有了提高。在毕业后我们要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。学习工作的过程其实是很美好的，也是很享受的一件事，因为在我们的忙碌之后，就会有我们的作品，那种成就感是令人陶醉的，我喜欢那种感觉，我想所有人都会想有所作为，想有所成就。我们要不畏工作之艰辛，学会享受工作的乐趣，生活是多姿的、灿烂的。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在平时的学习过程中的遗漏的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，在这个结合的过程中，才会发现自己的问题所在，才会有所进步。在设计的过程中遇到问题，可以说得上是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 这次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教老师、同学或上网查询