一级减速器课程设计说明书0.doc

设计题目：设计一用于胶带输送卷筒的传动装置班 级： 学 生： 指 导 老 师： 目 录1.机械设计课程设计任务书12.电动机选择33.计算总传动比及分配各级的伟动比54.运动参数及动力参数计算55.传动零件的设计计算66.轴的设计计算137.滚动轴承的选择及校核计算188.键联接的选择及校核计算199.减速器的润滑19心得与体会20参考文献20一设计的条件和数据1、胶带输送机两班制连续单向运转，载荷平稳，空载起动，室内工作，有粉尘；使用期限10年，一年小修大3年修。该机动力来源为三相交流电，在中等规模机械厂小批生产。输送带速度允许误差为5。2、原始数据（1） 输送带的工作拉力F（N）：7000（2） 输送带的速度：v（m/s）：1.1（3） 卷筒直径D（mm）：220二、设计内容1、传动方案的分析与拟定；2、电动机的选择与传装置运动和动力参数的计算；3、传动件(如齿轮或蜗杆传动、带传动等)的设计；4、轴的设计；5、轴承及其组合部件设计；6、键联接和联轴器的选择与校核；7、润滑设计；8、箱体、机架及附件的设计；9、装配图和零件图的设计与绘制；1 0、编写设计计算说明书。三、本课程设计要求每个学生完成以下工作：1、总装配图(A 1方格纸)1张，要求手工绘图；2、计算机绘制总装图1张和零件工作图3张 (箱体、传动轴和齿轮等)；3、设计计算说明书一份(6000-8000字)；4、课程设计完成后应进行总结。1.选择电动机(1)择电动机类型： 按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠型三相异步电动机。（2） 确定电动机功率： 工作装置所需功率： KW式中，=7000N,=1.1m/s,工作装置的效率取=0.94。代入上式得：= KW电动机的输出功率: KW式中，为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率。式中，V带传动效率=0.96，率=0.995，传动（稀油润滑）效率=0.97，滑块联轴器效率=0.98，则= KW因载荷平稳，电动机额定功率只需略大于即可，按表8-184中Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为11KW。(3) 确定电动机转速卷筒轴作为工作轴，其转速为： r/min经查表按推荐的传动比合理范围:V带传动的传动比 24，单级圆柱齿轮传动比35，则总传动比合理范围为620，可见电动机转速的可选范围为：=（620）95.54=573.241910.8 r/min符合这一范围的同步转速有500r/min，1000r/min和1500r/min，为减少电动机的重量和价格，由表8-184选常用的同步转速为1000r/min的Y系列电动机Y160L-6，其满载转速=970r/min。2.计算传动装置的总传动比及分配各级的伟动比（1）传动装置总传动（2）分配传动装置各级的伟动比，为使V带传动的外廓尺寸不致过大，取传动比=3，则齿轮传动比3. 计算传动装置的运动及动力参数（1） 轴计算各轴转速轴 r/min轴 r/min工作轴 r/min（2） 计算各轴的功率轴 KW轴 KW工作轴 KW（3） 计算各轴输入转矩轴 N.m轴 N.m工作轴 N.m电动机轴输出转矩 N.m将以上算得的运动和动力参数列表如下：轴名功率P(KW)转矩T( N.m)转速n(r/min)电动机轴9.1089.6970轴8.736258323.33轴8.43841.695.66工作轴8.22820.695.664.传动零件的设计计算1.皮带轮传动的设计计算选择普通V带截型确定计算功率查课本表8-7得：,故 KW式中系数,为传递的额定功率,既电动机的额定功率。选择带型号根据，,查课本图8-11选用带型为B型带。确定带轮基准直径查课本表8-6和表8-8得小带轮基准直径.则大带轮基准直径,查课本表8-8后取。验算带速 在5m/s30m/s范围内，带带速合适。确定带的中心距a和基准长度初定中心距，所以带所需的基准长度： 查课本表8-2选取基准长度。得实际中心距：中心距的变化范围为479.4580.2mm验算小带轮包角，包角合适。确定v带根数z因， ，传动比,查课本表8-4a得kw.查课本表8-4b得kw.查课本表8-5得=0.92,查课本表8-2得=1.00.于是 故选Z=6根带。计算单根V带的初拉力的最小值查课本表8-3可得,故:应使带的实际初拉力计算压轴力压轴力的最小值为：2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮类型，材料，精度等级及齿数。1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。运输机为一般工作机器，速度不高，选用7级精度。考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr（调质），齿面硬度为280HBS。大齿轮选用45钢（调质），齿面硬度240HBS；二者材料硬度相差40HBS. 2)采用两对齿轮同时设计选小齿轮齿数=24，=3.38=81.12，取=81(2)按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式（109a）进行试算即:确定公式内的各计算参数如下：1）试选载荷系数=1.32)计算齿轮传递的传矩 3)由表10-7选取齿宽系数=14）由10-6查得材料的弹性影响系数 =189.85）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限=600Mpa ；小齿轮接触疲劳强度极限 =550Mpa6）由式10-13计算应力循环次数 7) 由课本图10-19查得接触疲劳的寿命系数：;8） 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，按一般可靠度要求选取安全系数S=1.0，由式10-12得：（3）计算1）计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值2）计算圆周速度3）计算齿宽b4)计算齿宽与齿高之比模数 齿高 5)计算载荷系数根据v1.49m/s ,7级精度,由图108查得动载系数=1.05直齿轮,由表10-2查得使用系数由表104用插值法得7级精度，小齿轮相轴承对称布置时，由b/h=10.66, 查图10-13得6) 按实际的载荷系数校正所算分度圆直径，由式1010a得 7)计算模数m （4）按齿根弯曲强度设计由式105得弯曲强度设计公式1.确定公式内的各计算数值由图10-20c查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限由图10-18取弯曲疲劳寿命系数计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4由式（10-12）得 =计算载荷系数K查取齿形系数由表10-5查得查去应力校正系数由表10-5查得计算大小齿轮的，并加以比较 大齿轮的数值大。2. 设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.70并就近圆整为标准值m=3mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径d=90.13,算出小齿轮齿数大齿轮齿数, 取这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。2）几何尺寸计算 计算分度园直径：d=zm=303=90 d=zm=1013=303 计算中心距 计算齿宽取 6.轴的设计计算三个轴总体布置，考虑齿轮与箱体内壁沿轴向不发生干涉，引入尺寸a=16mm。为保证滚动轴承放入轴承座孔内，计入尺寸s=8mm，通过中间轴大体确定齿轮箱内轴的长度。（一）输入轴的设计计算1. 高速轴的设计1） 求输出轴上的功率P，转速，转矩P=8.736KW =323.33r/min=258Nm2） 作用在齿轮上的力已知I齿轮的分度圆直径为 =90 而 F= 3） 初步确定轴的最小直径先按课本式15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,根据课本取于是得考虑有键槽，取d为35，并将直径增大5%，则d=35(1+5%)mm=36.75.选d=402、轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配 2）根据轴向定位的要求确定轴各段直径和长度a.根据之前设计的大带轮，轮毂长L=265，取，直径 b.初步选择滚动轴承.因轴承只受径向力,故选用深沟球轴承6312 dDB=6013031所以 左端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册查得6312型轴承的定位轴肩高度h=6，因此。3）根据圆柱齿轮若齿根圆到键槽底部距离e2.5m,应将齿轮和轴做成一体，故设计成齿轮轴。4）轴承端盖的总宽度为20（有减速器及轴承端盖的机构设计而定）。根据轴承端盖的装卸方便及对轴承添加润滑的要求，取。6）其他尺寸的确定,至此，已初步确定了轴的各直径和长度。 3轴上零件的周向定位带轮与轴的连接采用普通楔键连接，由由表6-1楔键截面尺寸bh=128 ,长度为L=40。4.求轴上载荷。(1)绘制轴受力简图弯矩图及扭矩图载荷水平面H垂直面V支反力=1346M =477N=490N =174N弯矩M=88836N=32340Nmm总弯矩扭矩TT=54680Nmm5.按弯曲扭转合成应力校核轴的强度根据= MP前已选轴材料为45钢，调质处理。查表15-1得=60MP 此轴合理安全（二）.输出轴的设计1. 求输出轴上的功率P，转速，转矩P=8.43KW =95.66r/min=841.6Nm2. 作用在齿轮上的力已知大齿轮的分度圆直径为 =303而 F= 3. 初步确定轴的最小直径先按课本式15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,根据课本取于是得输出轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径 为了使所选的轴的直径与联轴器的孔径相适应，,故需同时选取联轴器的型号查课本,选取因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以选取HL4型弹性柱销联轴器其公称转矩为2500N.m,半联轴器的孔径为554.轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配 2）根据轴向定位的要求确定轴各段直径和长度为了满足联轴器的轴向定位要求，I-II轴段右端需制出一轴肩故取,右端用轴承挡圈定位，按轴端直径取D=67，为保证轴承挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-II轴段的长度应比L1略小，取82mm初步选择滚动轴承.因轴承只受径向力,故选用深沟球轴承6313 dDB=6514033,所以 左端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。3）取安装齿轮处的轴段;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮的宽度为90mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3mm,取.轴环宽度,取b=12mm. 4)轴承端盖的总宽度为20（有减速器及轴承端盖的机构设计而定）。根据轴承端盖的装卸方便及对轴承添加润滑的要求，取。5）其他尺寸的确定 至此，已初步确定了轴的各直径和长度。 3轴上零件的周向定位带轮与轴的连接采用普通平键连接，由和由表6-1普通平键截面尺寸bh=128 长度为分别为L=80 L=80 4.轴上载荷。绘制轴受力简图和弯矩图及扭矩图载荷水平面H垂直面V支反力=805M=372N=2213N =1029N弯矩M=64400N=188389Nmm总弯矩扭矩TT=5348490Nmm6. 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度根据= MP =60MP 故轴合理安全。各轴段上的倒角和圆角轴段轴C=2R=0.5R=0.5R=1.5R=5R=5R=1.5C=2轴C=2R=2R=1.5R=1.5R=2R=1.5R=1.5C=27.滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命1636510=58400h对于只承受纯径向力P=Fr1、计算输入轴承（1）初先两轴承为深沟球轴承6312型两轴承径向反力：Fr =P=Fr 查得C=20.8KN =3Lh=107981h58400h预期寿命足够，轴承合适。3、输出轴轴承校核（1）初先两轴承为深沟球轴承6313型两轴承径向反力Fr =P=Fr 查得C=59.5KN =3Lh=4107311h58400h预期寿命足够，轴承合适。8.键联接的选择及校核计算取=120Mpa（1）高速轴上键的校核选用A型平键，bh= 128 L=-b=40-12=28mm =258Nm Mpa (2)输出轴上键的校核选用A型平键轴与联轴器连接的键 bh=128 L=-b=80-12=68 Mpa 轴与齿轮连接的键 bh=128 L=-b=80-12=68 Mpa 9.减速器的润滑。（1）齿轮的润滑方式及润滑剂的选择齿轮采用浸油润滑。即将齿轮浸于减速器油池内，当齿轮转动时，将润滑油带到啮合处，同时也将油甩直箱壁上用以散热。（2）滚动轴承润滑剂的选择 滚动轴承采用油润滑，齿轮转动将润滑油溅成油星以润滑轴承。四心得与体会 这次关于带式运输机上的一级展开式圆柱直齿轮减速器的课程设计使我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.1、机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、公差与配合、CAD实用软件、机械工程材料、机械设计手册等于一体。2、 这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3、 在这次的课程