直齿圆柱齿轮一级减速器.doc

课 程 设 计课程名称： 机械设计基础设计名称： 直齿圆柱齿轮一级减速器系别： 机械工程系专业： 数控班级： 0915设计人： 目录 机 械 设 计 基 础 课 程 任 务分 析 拟 定 传 动 装 置 的 传 动 方 案 电 机 的 选取计 算 传 动 装 置 的 运 动 参 数 和 动 力 参 数设 计 校 核 齿 轮 轴轴 的 设 计设 计 低 速 轴设 计 高 速 轴总结机械设计基础课程任务设计题目： 一级圆柱齿轮减速器。用途： 自动送料带式运输机传动装置。原始数据：运输机滚筒直径D=440mm、 V=1.5m/s 、F=4.0KN、工作时间一天14h 传动比误差正负5%工作条件：1.环境温度：常温工作场所 多粉尘 2.载荷性质：空载启动. 载荷平稳 连续工作 3.使用期限：8年设计工作量：一份设计计算说明书两张 零件图，一张装配图 一、传动装置的传动方案 二、电机的选取一、选择点动机的类型： Y系列二、选择电动机型号 （根据电机的转速选，并且实际电机的功率小于额定功率） 。已知:电动机功率 工作机功率 解： 根据机械设计手册查得电动机型号为：M160M-6三、传动比计算已知： 工作机的转速 总传动比= 带 齿 D=450mm V=1.6ms、工作机转速、电动机转速= (640) r/min =(640)67.941=（407.6462717.64）r/min 、带的传动比 齿轮的传动比根据机械设计手册查得=970 四、传动装置的运动参数和动力参数 、电机轴=7.026kN =970r/min 、高速轴 、低速轴 r/min 、工作轴 r/min r/min 轴参数电机轴 工作轴低速轴高速轴n97067.94167.941323.33p7.0266.347886.4126.74496T69.174892.278901.291199.222五、传动零件设计 、齿轮设计 已知： 直齿圆柱齿轮解 ： 一般用途的减速器，常采用软齿面钢制齿轮。1、选择齿轮材料并确定许用应力 查表615，小齿轮采用45钢调质，齿面硬度取230HBW；大齿轮采用45钢正火，齿面硬度取180HBW。查图630得 。查图631得 。查表616得 (一)、许用接触应力 (二)、许用弯曲应力 2、按齿面接触疲劳强度设计计算 (1)、传递转矩(2)、载荷系数 查表612 因载荷平稳 (3)、齿宽系数 查表613 =1 .1(4)、许用接触应力 =540MPa(5)、传动比 =4.759 （6）、将以上参数带入公式 =74.05mm 3、确定齿轮参数及主要尺寸 (1)、齿数 小齿轮的齿数范围是2060，取=1，则=30，则=304.759=142.77 取143 (2)、模数 查标准模数表61 (3)、中心矩 标准中心矩 (4)、其他主要尺寸 、分度圆直径 、齿顶圆直径 、齿宽 故取82 4、验算齿根弯曲疲劳强度 复合齿形系数：查图629，有 (标准齿轮)和 得 故弯曲强度足够。 5、确定齿轮传动精度 齿轮圆速度 查表69、表610 确定为9级 6、齿轮结构设计 小齿轮 采用实心齿轮 大齿轮 采用腹板式齿轮低速轴的设计 已知 ： 单级直齿圆柱齿转速器， 轮毂解： （1） 选择轴的材料及热处理方法，因该轴无特殊要求，故选用45钢正处理，查表88得。 （2） 按扭转强度估算最小直径查表811得C=126103 C取115 因轴头上有一键槽，将轴径增大5，即d=52.3581.05=54.9759mm d取55mm。 确定轴的各段直径 根据轴各段直径的确定原则，由右端至左端，从最小直径开始，如上图所示，轴段为轴的最小直径，已取定；轴段考虑连轴器的定位，按标准尺寸取；轴段安装轴承，为便于装拆应，且与轴承内径标准系列相 符，故（轴承型号为6213）；轴段安装l=（1.2-1.5）d 得；轴段为轴环，考虑齿轮定位和固定，；轴段考虑到左面轴承的拆卸查齿轮表；轴段与轴段具有同样的直径， 。 确定轴的各段长度为保证齿轮固定可靠，轴段的长度应小于齿轮轮毂宽度2mm，故；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰及轴承拆卸方便，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定间隙，取两者间距23mm；为保证轴承含在箱体轴承孔中，并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为2mm，故轴段长度；根据轴承宽度B=23mm，取轴段长度；因两轴承相对齿轮对称，故取轴段；为保证连轴器不与轴承端面盖相碰，取，根据连轴器轴孔长度82mm,取。 因此，定出轴的跨距=23+2 +23+88+25=161mm一般情况下支点按轴承宽度的中点处计算。 （3）按扭转和弯曲组合进行强度校核。 绘制轴的示意图 、求水平平面内的支反力及弯距 切向力 径向力 、求水平面内的支反力及弯距求支反力：齿轮对称布置，轴只受一个外力，故求截面C处的弯距： 、求垂直平面内的支反力及弯距：求支反力：由得 求截面C左侧的弯距： 求截面C右的弯距： 3、求合成弯距求截面C左侧的合成弯距： 求截面C右侧的合成弯距： 4、计算转距 5、求当量弯距因单向转动，转距为脉动循环变化，故折算系数。危险截面处的当量弯距为6、计算危险截面处的轴径 因截面C处有一键槽，故将直径增加5，即 d=47.311.05=49.61mm,而结构设计草图中，此处为68mm，故强度足够。因此以原结构设计的直径为准。 低速轴中键的设计 键一： 已知： 解：1、选择键型 联结为静联结，为便于安装固定，选普通平键A型 。 2、确定尺寸 根据轴的直径，由表41查得：键宽，键高。根据轮毂宽度和键长系列，取键长 3、强度校核 根据齿轮与钢轴的材料由表42得。键的工作长度 按静联结校核键联结的强度：所以强度足够。 该键的标记为：GB/T1096键20 12 70 4、 键槽尺寸 该平键联结宽极限偏差按一般联结由表41查得： 轴槽深 轴槽宽 轮毂槽深 轮毂槽宽 键二：已知： 解： 1、选择键型 该联接为静联接，为了便于安装固定选普通平键A型 2、确定尺寸 根据轴的直径 ，由表41得键宽16mm高h=10mm.根据轮毂宽度和键长系列，取键长L=82-12=70mm3、强度校核 该联接中材料都是钢，由表42查得。键的工作长度 按静联接校核键联接的强度： 所以强度足够 该键的标记为：GB/T1096键161070 4、键槽尺寸 该平键联接宽极限偏差按一般联接由表41查得 轴槽深 轴槽宽 轮毂槽深 轮毂槽宽 低速轴中连轴器选取已知：电动机 mm mm解： 1、选择连轴器的类型 由于此输送机的功率不大，载荷平稳，考虑到结构简单，安装方便，选择弹性柱销连轴器。 2、计算转距 据动力机为电机，工作机为输送机，查表419取工作情况系数得到： 3、选择连轴器的型号 根据、d和查机械设计手册，选即 故选弹性柱销连轴器型轴承寿命计算 已知：轴承型号为6213，轴承承受，工作温度常温，载荷平稳。解： 1、确定值 查机械设计手册得 2、计算当量动载荷 3、计算轴承寿命 查表813得；查表814按载荷平稳，查得；寿命指数得 故6213轴承满足要求。 高速轴的设计已知： 单级直齿圆柱齿减速器，轮毂。 解：1、选择轴的材料及热处理方法。因该轴无特殊要求，故选用45钢调质处理，由表88查得。 2、按扭转强度估算最小直径，由表811查得，取 因考虑此轴头上有一键槽，将轴径增大5% 即，故取35。 (1)、确定轴的各段直径。根据轴各段直径的确定原则，由右端至左端，从最小直径开始，如下图所示 轴段为轴的最小直径，已取定；轴段考虑联轴器的定位，按标准尺寸取；轴段安装轴承，为便于装拆应取，且与轴承内径标准系列相符，故(轴承型号为6209）；轴段安装齿轮，此直径尽可能采用标准系列值，；轴段为轴环，考虑齿轮定位和固定；轴段考虑到左面轴承的拆卸，查表取；轴段取与轴段具有同样的直径，取 (2)、确定轴的各段长度 为保证齿轮固定可靠，轴段的长度应小于齿轮轮毂宽度3。与齿轮宽度相等，取；为保证齿轮端面与箱体内壁不想碰及轴承拆卸方便，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定间隙，取两者间距为23；为保证轴承含在箱体轴承孔中，并考虑轴间润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为2，故轴段长度；根据轴承宽度，取轴段长度为19；因两轴承相对齿轮对称，故取轴段；为保证联轴器不与轴承端盖相碰，取，根据联轴器轴孔长度为82，取。因此，顶出轴的跨距，一般情况下支点按轴承宽度的中心点处计算。3、按扭转和弯曲组合进行强度校核 (1)、绘制轴的示意图 (2)、求水平平面内的支反力及弯距、求切向力及径向力切向力 径向力 、求水平平面内的支反力及弯距 求支反力：齿轮对称布置，轴只受一个外力 故 求截面C处的弯距： 、求垂直平面内的支反力及弯距 求支反力：由，得 求截面C左侧的弯距： 求截面C右侧的弯距： 、求合成弯距 求截面C左侧的的合成弯距 求截面C右侧的合成弯距 、计算转距 、求当量弯距 因单向转动，转距为脉动循环变化，故拆算系危险截面C处的当量弯距为 、计算危险截面处的轴承 因截面C处有一键槽，故将直径增加5%即。而结构设计草图中，此外的直径为55，故强度足够，因此，以原结构设计的直径为准。 、高速轴中键的设计 键一：已知： 解： 1、选择键型 该联接为静联接，为了便于安装固定，选择普通平键A型(圆头)。 2、确定尺寸 根据轴的，由表41得 。根据轮毂宽度和键长系列，取键长 3、强度校核 该联接中材料都是钢，查表42查得。键的工作长度 按静联接校核键联接的强度： 该键的标记为：键 4、键槽尺寸 该平键联接键宽极限偏差按一般联接由表41得 轴槽深 轴槽宽 轮毂深 轮毂宽 键二：已知： 。解： 1、选择键型，该联接为静联接，为了便于安装固定，选普通平键型 2、确定尺寸，根据轴的直径，由表4-1得：键宽，高。根据轮毂宽度和键长系列，取键长。 3、强度校核，该联接中材料都是钢，由表4-2得。键的工作长度。 按静联接校核键联接的强度： 所以强度是足够 故该键的标记为：键 、高速轴联轴器的选取 已知： 。解： 1、选择联轴器的类型 由于此输送机的功率不大，载荷平稳，考虑到结构简单安装方便，选择弹性柱销联轴器。 2、计算转矩 查表419取工作情况系数 3、选择联轴器的型号 根据、查机械手册，得选型。 故选弹性柱销联轴器型。、高速轴中轴承寿命计算 已知：轴承型号6029 转速 轴承承受径向载荷 载荷平稳 常温。解： 1、确定值，查机械设计手册得6029轴承 2、计算当量动载荷： 3、计算轴承寿命，由表8-13可知；查表8-14按载荷平稳得；寿命指令得： 故6029轴承满足要求 附录一、 低速轴零件图。二、 大齿轮零件图。三、 减速器装配图。 机械设计课程设计小结经过两个多星期的努力,我终于将机械设计课程设计做完了.在这次作业过程中,我遇到了许多困难,一遍 又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足.后来在 老师的指导下,我找到了问题所在之处,将之解决了.同时我还对二级直齿圆柱齿轮减速器结构分析有了更 进一步的了解.至于画装配图 和零件图,由于前期计算比较充分,整个过程用时不到2天,在此期间,我还得 到了许多同学和老师的帮助.在此我要向他们表示最诚挚的谢意. 尽管这次作业的时间是漫长的,过程是曲