两级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书.doc

两级斜齿圆柱齿轮减速器两级斜齿圆柱齿轮减速器 目录目录 第第 1 1 章章机械设计课程设计任务书机械设计课程设计任务书.1 1.1.设计题目.1 1.2.设计要求.1 1.3.设计说明书的主要内容.2 1.4.课程设计日程安排.2 第第 2 2 章章传动装置的总体设计传动装置的总体设计.3 2.1.传动方案拟定.3 2.2.电动机的选择.3 2.3.计算总传动比及分配各级的传动比.3 2.4.运动参数及动力参数计算.3 第第 3 3 章章传动零件的设计计算传动零件的设计计算.5 第第 4 4 章章轴的设计计算轴的设计计算.6 第第 5 5 章章滚动轴承的选择及校核计算滚动轴承的选择及校核计算.7 第第 6 6 章章键联接的选择及计算键联接的选择及计算.8 第第 7 7 章章连轴器的选择与计算连轴器的选择与计算.9 设计小结设计小结.10 参考文献参考文献.11 第第 1 1 章章 机械设计课程设计任务书机械设计课程设计任务书 1.1.1.1.设计题目设计题目 设计用于带式运输机的两级斜齿圆柱齿轮减速器，图示如示。连续单向运转，载荷平 稳，两班制工作，使用寿命为 5 年，作业场尘土飞扬，运输带速度允许误差为5%，结构紧 凑。 图 1带式运输机 1.2.1.2.设计数据设计数据 表 1设计数据 运输带工作拉力 F（N） 运输带工作速度 V(m/s) 卷筒直径 D(mm) 62500.45300 1.3.1.3.设计要求设计要求 1设计要求达到齿轮传动的中心距要圆整（0，5 结尾）且两级齿轮传动的中心距和小 于 320mm，安装在减速器上的大带轮不碰地面，减速器的中间轴上的大齿轮不与低 速轴干涉，运输带速度允许误差为5%。 2.减速器装配图 A0(A1)一张。 3.零件图 24 张。 4.设计说明书一份约 60008000 字。 5.图纸与设计说明书电子与纸质各一份。 1.4.1.4.设计说明书的主要内容设计说明书的主要内容 封面 (标题及班级、姓名、学号、指导老师、完成日期) 目录（包括页次） 设计任务书 传动方案的分析与拟定(简单说明并附传动简图) 电动机的选择计算 传动装置的运动及动力参数的选择和计算 传动零件的设计计算 轴的设计计算 滚动轴承的选择和计算 键联接选择和计算 联轴器的选择 设计小结(体会、优缺点、改进意见) 参考文献 1.5.1.5.课程设计日程安排课程设计日程安排 表 2课程设计日程安排表 1)1) 准备阶段1 天 2)2) 传动装置总体设计阶段1 天 3)3) 传动装置设计计算阶段3 天 4)4) 减速器装配图设计阶段5 天 5)5) 零件工作图绘制阶段2 天 6)6) 设计计算说明书编写阶段1 天 7)7) 设计总结和答辩1 天 第第 2 2 章章 传动装置的总体设计传动装置的总体设计 2.12.1 传动方案拟定传动方案拟定 如图 1 带式运输机简图所示，带式运输机由电动机驱动，电动机 6 带动 V 带 1 工作， 通过 V 带再带动减速器 2 运转最后将运动通过联轴器 3 传送到卷筒轴 5 上，带动运输带 4 工作。带传动承载能力较低，但传动平稳，缓冲吸振能力强，故布置在高速级。斜齿轮传动 比较平稳，故在传动系统中采用两级展开式圆柱斜齿轮减速器，其结构简单，但齿轮的位置 不对称。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯 矩作用下产生的弯曲变形部分的相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。 本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较 复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。 1.6.1.6.电动机的选择电动机的选择 （1）选择电动机的类型和结构形式 根据工作要求和条件选取 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷笼型三相异步电动机。 （2 2）选择电动机容量）选择电动机容量 工作机所需功率： Pd= 1000 Fv = 3.56kW 式中，带式输送机的效率79 . 0 其中为电动机至滚筒主轴传动装置的总效率，包括 V 带传动、两对斜齿轮传动、 两对滚动轴承及联轴器等效率，值计算如下： = 1 4 2 54 2 3 经查机械设计手册表 1-5 知 V 带传动效率 1 =0.96， 滚子轴承传动效率 2 =0.98，一般齿轮 传动效率 3 =0.97，弹性联轴器效率 4 =0.99，卷筒效率 5 =0.96 因此 =0.960.9840.9720.99=0.79 （3）选择电动机的转速）选择电动机的转速 先计算工作机主轴转速，也就是滚筒的转速 w n= D v 100060 =28.65r/min 根据机械设计手册表 14-2 确定传动比范围，取 V 带传动比 i=24，二级圆柱齿轮传动比 i2=840，总传动比 i 的范围为 i总=（28）（440）=16160 电动机的转速范围应为 nd= i总n =（16160）28.65r/min=458.3664583.66r/min 符合这一范围的电动机的同步转速有 750 r/min，1000 r/min，1500r/min，3000r/min 四种， 由标准查出两种适用的电动机型号，因此有两种传动比方案，如表 11 所列。 电动机转速 /rmin-1 方 案 电动机型 号 额定功 率 Pm /kW 同步满载 1Y112M-4415001440 1.7.1.7.计算总传动比及分配各级的传动比计算总传动比及分配各级的传动比 （1）总传动比）总传动比 i总= n nm = 65.28 1440 r/min=50.26 （2）分配各级传动比）分配各级传动比 i总=i0 i 为使带传动的尺寸不致过大，满足 V 带传动比小于齿轮传动比，初取 i0=2.8，则减速器传动 比为 i= 0i i总 =17.95 （3）分配减速器的各级传动比）分配减速器的各级传动比：i1=0.15 i+2.1=4.79 所以 i2=3.75 1.8.1.8.运动参数及动力参数计算运动参数及动力参数计算 （1）各轴的转速各轴的转速 轴 n1 = 0i nm =514.29r/min 轴 n2 = 1 1 i n =107.4r/min 轴 n3 = 2 2 i n =28.57r/min 卷筒轴 nw =n3 =28.57r/min （2）各轴的输入功率）各轴的输入功率 轴 P1 =Pd 1 =3.42kW 轴 P2 =P1 32 =3.25kW 轴 P3 =P2 23 =3.09kW 卷筒轴 P4 =P3 42 =3.00kW I-III 轴的输出功率分别为输入功率乘轴承功率 0.98，则 1 P=0.98 P1=3.35 kW 2 P=0.98 P2=3.19 kW 3 P=0.98 P3=3.03 kW （3）各轴的输入转矩）各轴的输入转矩 1 32 i1 i0 i2 电动轴输出转矩 Td=9550 m d n P =23.61 Nm 轴 T1= Td i01 =64.79Nm 轴 T2= T1 i1 32 =295.01 Nm 轴 T3= T2 i2 32 =1051.64 Nm 卷筒轴输入功率 T4= T3 42 =1020.3 Nm I-III 轴的输出转矩分别为输入转矩乘轴承功率 0.98，则 1 T=0.98 T1 =63.49 Nm 2 T=0.98 T2= 289.11Nm 3 T=0.98 T3=1030.61 Nm 第三章传动零件的设计计算 3.13.1 V V 带传动设计带传动设计 带式运输机传动装置各主轴主要参数计算结果已知电动机型号为 Y112M-4，额定功率为 P=4kW，转速 n=1440r/min,传动比 i=2.8，两班制工作。 解题步骤及结果见表 21 表 21 V 带传动设计 计算项目计算及说明计算结果 1.确定设计 功率 PC 根据工作情况，查教材图 7.6 得工况系数 KA=1.1 已知： P=3.56Kw， Pd=3.916kw 2. 选择 V 带型号 根据 Pd=3.916kw 和 n=1440r/min，查教材 7.11 选 A 型三角带A 型 3. 计算传 动比i i=2.8 1 i=2.8 4. 确定小 带轮直径 1 d 经查教材表 7.7 取 1 d=100mm (要大于或等于最小直径，并符合 直径系列） 1 d=100mm 5. 验算 V 带速度 vv= 100060 11 nd =7.54m/s 在规定的 vLh Lh2Lh 合格 第六章第六章 键联接的选择及计算键联接的选择及计算 1.2.1.2.键连接的选择键连接的选择 本设计中采用了普通 A 型平键和普通 B 型平键连接，材料均为 45 钢，具体选择如下 表所示： 表 5 各轴键连接选择表 位置轴径型号数量 轴 21mm A 型键 6x6x50 1 轴 40mm A 型键 12x8x50 2 55mm A 型键 16x10 x80 1 轴 74mm A 型键 20 x12x56 1 1.3.1.3.键连接的校核键连接的校核 项 目计算及说明结 果 1、轴上 键的校核 2、轴上 键的校核 1 1、轴上键的校核轴上键的校核 带轮处的键连接压力为： 84.17 21506 1021.562102 33 pap MP kld T 键、轴、联轴器的材料都是钢，查教材表 6.1 知 120 150 p MPa ，显然， Pp ,故强度足够。 2 2、轴上键的校核轴上键的校核 齿轮处的键连接压力为： 46.65 40504 1084.2612102 33 pap MP kld T Pp 合格 Pp 3、轴上 键的校核 120 150 p MPa ， Pp ,故强度足够。 3 3、轴上键的校核轴上键的校核 (1)、联轴器处的键连接压力为： 74.53 55808 1083.9452102 33 pap MP kld T 120 150 p MPa ，显然， Pp ,故强度足够。 (2)、齿轮处的键连接压力为： 73.44 745610 1091.9262102 33 pap MP kld T 120 150 p MPa ， Pp ,故强度足够。 合格 Pp 合格 Pp 合格 第第 2 2 章章 联轴器的选择与校核联轴器的选择与校核 2.1.2.1.低速轴上联轴器的选择与校核低速轴上联轴器的选择与校核 轴段直径为 55mm,可选为 LX4 型弹性柱销联轴器。选择 J 型轴孔，A 型键，联轴器主动 端的代号为 LX4 联轴器 JA55112GB/T5014-2003。 其公称转速为 2500Nm，许用转速为 3870r/min，轴孔长度为 84mm，故符合要求，可 以使用。 第第 3 3 章章 减速器箱体设计减速器箱体设计 减速器的箱体采用铸造（HT150）制成，采用剖分式结构。为了保证齿轮啮合精度，大 端盖分机体采用H7 r6配合。为了保证机体有足够的刚度，在机体外加肋，外轮廓为长方形， 增强了轴承座刚度。为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离 H 为 3050mm。为 保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度。 机体结构应有良好的工艺性，外 型简单，拔模方便。 其减速器箱体的主要结构设计尺寸如下： 表 6 减速器箱体的结构设计尺寸（结果未注单位：mm） 设计小结设计小结 之前我对机械设计基础这门课的认识是很肤浅的，实际动手设计的时候才发现自己 学得知识太少，而且就算上课的时候再认真听课，光靠课堂上学习的知识根本就无法解决实 际问题， 必须要靠自己学习。 我的设计中存在很多不完美、缺憾甚至是错误的地方，但由于时间的原因，是不可能 一一纠正过来的了。尽管设计中存在这样或那样的问题，我还是从中学到很多东西。首先， 我体会到参考资料的重要性，利用一切可以利用的资源对设计来说是至关重要的。往往很多 数据在教材上是没有的，我们找到的参考资料也不齐全，这时参考资料的价值就立时体现出 来了。其次，从设计过程中，我复习了以前学过的机械制图知识，AUTOCAD 的画图水平有 所提高，Word 输入、排版的技巧也有所掌握，这些应该是我最大的收获。再次，严谨理性 的态度在设计中是非常重要的，采用每一个数据都要有根据，设计是一环扣一环的，前面做 错了，后面就要全改，工作量差不多等于重做。 通过这次的课程设计,极大的提高了我们对机械设计这门课程的掌握和运用，让我们熟 悉了手册和国家标准的使用，并把我们所学的知识和将来的生产实际相结合，提高了我们分 析问题并自己去解决问题的能力，也提高了我们各个方面的素质，有利于我们今后更顺利地 走上工作岗位。 通过这次课程设计，我受益匪浅。不仅回顾了以往学过的知识，而且独立 地运用它们完成了这次的设计任务，当然在这段时间内使自己深刻感受到设计 工作的那份艰难。而这份艰难不仅仅体现在设计内容与过程中为了精益求精所 付出的艰辛，更重要的是在时间紧迫，任务重，我不得不抓住每一分钟去做。 令我欣慰的是我从中找到了大学中久违的踏实，为完成自己的任务的那种勤奋。 大学闲散惯了额我们现在仿佛有了真正意义上的生活。本次课程设计，不仅丰 富了我们的理论知识，更加强了我们的设计思想通过这次齿轮减速器课程设计， 我明白：作为一个制图设计者，必须非常的细心，随便一个装配图，里面的每 一条线都必须认真修改！先要把设计的理论数据有步骤的完成。 在设计的过 程中也遇到了很多麻烦，例如尺寸总是校核不正确结果只得一改再改尺寸，有 关设计所涉及到得结构部分不是很了解，必须通过查阅大量资料来一步步解决 各项难题。 在整个设计中装配图的绘制是最复杂的，绘制之前需要对其结构进行计算， 并且每一个细节都需要注意，例如轴承端盖与轴之间需使用毡圈油封，