单级圆柱齿轮减速器的设计结题论文.doc

课程设计说明书单级圆柱齿轮减速器院系名称： 机电与储运工程学院 专业班级： 学生姓名： 学号： 小组成员： 目录一课题题目3二主要技术参数与工作条件3三设计计算与选择33.1 电动机的选择33.2 传动比分配43.3 动力运动参数计算43.4 计算结果5四V型带的设计及计算54.1 计算功率54.2 选择带型54.3 验算带的速度64.4 确定普通V带的基准长度和传动中心距64.5 确定中心距与包角64.6 带根数64.7 轴上载荷6五齿轮的传动设计及其校核75.1 齿轮材料及精度等级75.2 齿面接触疲劳计算75.3 计算结果10六轴的设计及校核106.1 从动件2的设计106.2 选择轴的材料，确定许用应力116.3 基本直径116.4 轴上零件的定位，固定和装配116.5确定各轴段尺寸116.6校核轴强度126.7计算结果14七轴承的选择及校核147.1主动轴上的轴承147.2从动轴上的轴承15八键的选择计算与校核168.1大齿轮与轴联接处键的选取168.2 联轴器与轴联接处键的选取168.3 主动轴与V带连接处键的选取16九箱体、润滑及附件设计179.1箱体主要尺寸179.2润滑与密封189.3附件的选择19十总结19一课题题目带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器。二主要技术参数与工作条件输送带的最大有效拉力F=2800N，输送带的工作速度V=1.6 m/s，输送机滚筒直径D=400 mm。运输机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动。减速器小批量生产。使用期限10年，两班制工作。三设计计算与选择3.1 电动机的选择3.1.1 工作机的功率 3.1.2总效率 =3.1.3所需电动机功率 查机械设计手册得 电动机选用 Y132M2-6 3.2 传动比分配工作机的转速 取 则3.3 动力运动参数计算3.3.1 转速 3.3.2 功率 3.3.3 转矩 3.4 计算结果轴号功率转速转矩 传动比 05.11496050.87 30.96 14.91320146.5130.96 24.7676.43601.174.1870.97 34.6776.43589.2110.98四V型带的设计及计算4.1 计算功率 代表工作情况系数，查表取值1.2代表电动机的额定功率4.2 选择带型根据 可知选择普通A型小带轮直径 大带轮直径 4.3 验算带的速度4.4 确定普通V带的基准长度和传动中心距根据，初步确定中心距 带长基准长度4.5 确定中心距与包角中心距小轮包角 4.6 带根数带速 ，传动比 查表得 带根数 取根4.7 轴上载荷张紧力 查表有 轴上载荷 五齿轮的传动设计及其校核5.1 齿轮材料及精度等级 小齿轮 45钢 调质处理 齿面硬度为270HBS 大齿轮 45钢 正火处理 齿面硬度为210HBS精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。5.2 齿面接触疲劳计算5.2.1 相关参数计算转矩 传动比 齿宽系数 接触疲劳极限 初步计算许用接触应力 （取较小者） 初步计算小齿轮直径 取初步齿宽 5.2.2 校核圆周速度 精度等级 由表的精度等级选择8级精度齿数 初取齿数 取模数 标准模数 则， 取使用系数 查表得动载系数 查表得齿间载荷分配系数 先求出 齿向载荷分布系数 载荷系数 弹性系数 查表得节点区域系数 最小安全系数 总工作时间 应力循环次数 查表得 ， 则指数 原估计应力循环次数正确 接触寿命系数 ，许用接触应力 验算计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，原设计合理。5.2.3 确定传动主要尺寸实际分度圆直径 因模数取标准值时，齿数已重新确定，但并未圆整，估分度圆直径不会改变，即 中心距 齿宽 取 5.2.4 齿根弯曲疲劳强度计算重合度系数 齿间载荷分配系数 齿向载荷分布系数 齿间载荷分步系数 载荷系数 齿形系数 应力修正系数 弯曲疲劳极限 最小安全系数 应力循环次数 则指数 所以原估计应力循环次数正确弯曲寿命系数 尺寸系数 许用弯曲应力 验算 所以，轮齿齿根弯曲疲劳强度足够，原设计合格。5.3 计算结果参数齿数z模数/mm直径/mm齿宽/mm传动比中心距/mm齿轮1302.575754.187195齿轮212631580六轴的设计及校核6.1 从动件2的设计 具体图样6.2 选择轴的材料，确定许用应力轴的材料选为45号钢，调质处理，硬度217255HBS，取240HBS。许用弯曲应力：，6.3 基本直径 轴的最小直径 考虑有键槽，将直径增大5%，则，取6.4 轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中，可将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边，轴外伸端安装联轴器，齿轮靠挡油环和轴肩实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠轴肩实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键实现轴向定位和过盈配合实现周向定位。联轴器的选择：依据，选用YL10型凸缘联轴器6.5确定各轴段尺寸各轴段直径:段：依据公式的估算值段：根据油封标准段：与轻系列深沟球轴承6211配合，段：安装齿轮处尽量圆整，段：对齿轮轴肩固定，取段：为减少加工量，段：轴承成对使用，所以段：端部留有倒角位置轴上各轴段长:段：与凸缘联轴器相连，取段：段：段：小于轮毂23mm，段：齿轮定位轴肩宽度段：为了减少加工尺寸段：轴承宽度 段：轴端留倒角长度总轴长各支撑点间距:轴承间距联轴器右端与右轴承距离lK=l1+l2=78+50=128mm6.6校核轴强度 轴的总受力图：6.6.1轴受力分析： 转矩T1=9.55x106P2/n2=9.55 x106 x4.76/76.43=594766N.mm齿轮受力：圆周力Ft=2 T1/d2=2*594766/(315*10-3)=3776.29N径向力Fr=Fttanan=3776.29*tan200=1374.43NAB轴承垂直面直反力：FAV= FBV= Ft/2=3776.29/2=1888.15NAB轴承水平面直反力：FAH=FBH=Fr/2=1374.43/2=687.22N6.6.2危险截面弯矩：垂直面弯矩：MaV= FBV *lAB/2=1888.15x96.5x10-3/2=91.10N.m水平面弯矩：MaH= FBH*lAB/2=687.22x96.5x10-3/2=33.16N.m6.6.3合成弯矩：a-a截面合成弯矩：Ma=( MaV2+ MaH 2)1/2=(91.102+33.162) 1/2=96.95 N.m6.6.4危险截面的当量弯矩：取折合系数a=-1b/ 0b=0.58，则当量弯矩为：Me=( Ma 2+(a T1) 2)1/2=(96.952+(0.58x594.77)2) 1/2=358.33N.m6.6.5危险界面处轴的直径：d(Me /(0.1x-1b) 1/3=(358.33/0.1x55x106)1/3x103=40.23mm考虑键槽对轴的影响，将轴径增大5%，故d=40.23x(1+5%)=42.25e根据课本P374表18.7得： X=0.56，Y=1.99当量动载荷 P= fd (X Fr +Y Fa)=1.0x(0.56x1422.01+2.30x896)=2857.13Ne根据课本P374表18.7得： X=0.56，Y=2.30当量动载荷 P= fd (X Fr +Y Fa)=1.0x(0.56x1389.26+2.30x875)=2790.5N601.17 Nm故该键满足要求8.2 联轴器与轴联接处键的选取轴径d=50mm 毂长L=80mm选取A型平键 GB/T1069-2003 16X10 材料45钢， p=100120Mpa键的校核：L=L-b=63-16=47mmT=1/4xhxLxdxp=1/4 x10x10-3x62x10-3x50x10-3x100x106 =775 Nm601.17 Nm故该键满足要求8.3 主动轴与V带连接处键的选取轴径d=30mm 毂长L=80mm选取A型平键 10X8 GB/T1069-2003 材料为45钢， p=100120Mpa键的校核： L=L-b=63-10=53mmT=1/4xhx Lxdxp=1/4x8x10-3x55x10-3x30x10-3x100x106 =319 Nm146.51Nm故该键满足要求8.4 计算结果参数大齿轮与轴轴与联轴器主动轴与V带型号A型平键A型平键A型平键键长636363键宽181610键高11108九箱体、润滑及附件设计9.1箱体主要尺寸（1）考虑铸造工艺，机座壁厚 z=0.025a+1=5.9mm，取z=8mm（2）机盖壁厚 z1=0.02a+1=4.9mm，取z1=8mm （3）机座凸缘厚 b=1.5z=12mm（4）机盖凸缘厚 b1=1.5z1=12mm（5）机座底凸缘厚 b2=2.5z=20mm（6）地脚螺栓直径 df=0.036a+12=19.02mm，取df=20mm（7）地脚螺栓数目 n=4 (因为a1.2z=9.6mm， 取1=10mm（20）齿轮端面与内机壁间的距离 2z=8，取2=8mm（21）机盖筋厚 m1=0.85z1=6.8mm，取m1=7mm（22）机座筋厚 m2=0.85z=6.8mm，取m2=7mm（23）轴承端盖（凸缘式）外径D2= 75 D1=60mm(螺钉所在圆径)（24）轴承端盖厚度 e=(11.2)d3=mm，取e=8mm 凸缘厚度：m=14（25）轴承旁连接螺栓的距离 S=D2=75mm9.2润滑与密封（1）齿轮的润滑：由于为单级圆柱齿轮减速器，速度小于等于3m/s，所以采用浸油润滑，为保证齿轮啮合处的充分润滑，并避免搅油损耗过大，减少齿轮运动的阻力和油的温升，浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油深度约为15mm。（2）滚动轴承的润滑：由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟，利用机体内润滑油的飞溅直接润滑。（3）润滑油的选择：齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020mm， 需油量为1.2L左右轴承润滑选用2L3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜（4）密封方法的选取： 选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定，轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。 为防止机体内润滑油和外部杂质进入机体内部影响机体工作，在构成机体的各零件间，需设置不同形式的密封装置。对于无相对运动的结合面，常用密封胶、耐油橡胶垫圈等；对于旋转零件如外伸轴的密封，则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。 由于密封界面的相对速度不是很大，采用接触式密封，输入轴与轴承盖间以及输出轴与轴承盖间采用粗羊毛毡封油圈。9.3附件的选择通气器选用M181.5油表装置选用游标尺M12放油螺塞选用外六角油塞及垫片M201.5起盖螺钉选用GB/T5780 M1830材料Q235螺栓选用GB578286 M1645材料Q235十总结两周的艰辛努力，终于有了成果。通过这么长时间的探究摸索，我们小组成员在查阅许多资料之后，确定了设计的步骤与方法。以此，虽然时间上有些紧