一级减速器说明书.doc

第 页机械设计课程设计说明书设计题目：一级展开式圆柱齿轮减速器分院: 专业: 设 计 者: 学 号 : 指导教师: 年 月 日目 录设计任务书 3第一部分 传动装置总体设计 5第二部分胶带卷送机卷筒传动设计计算 6第三部分 V带设计 9 第四部分 闭式单级外啮合直齿轮圆柱齿轮传动的设计12第五分 轴的强度校核15第六部分选用深沟球轴承，确定轴承型号 22第七部分 键和键槽的尺寸确定及校核 25第八部分 联轴器的设计 27 第九部分 减速器箱体的设计 28第十部分 减速器的润滑和密封 29第十一部分 减速器的附件以及说明 31设计心得 38参考文献 39 设 计 任 务 书一、 课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）工作条件：此胶带输送机每日工作16 小时，载荷平稳，空载起动，连续单向运转，无需考虑起动力矩。在室内工作，因此，结构不能太大。有粉尘，采用闭式结构，密封要求较高。使用期限十年，大修期限五年，在大修期时更换滚动轴承等零部件。使用期限较长。小批量生产，单班制工作，运输速度允许误差为。一、 课程设计内容1）传动装置的总体设计。2）传动件及支承的设计计算。3）减速器装配图及零件工作图。4）设计计算说明书编写。 每个学生应完成：1） 部件装配图一张（A1）。2） 零件工作图两张（A3）3） 设计说明书一份（6000-8000字）。选择第三组数据：输送带工作拉力F/(N) 2200 。 运输机带速V/(m/s) 9.0 。 卷筒直径D/mm 300 。 已给方案：外传动机构为V带传动。 减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。第一部分 传动装置总体设计一、传动方案（已给定）1） 外传动为V带传动。2） 减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。3） 方案简图如上图所示：二、该方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分为一级展开式圆柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。设计与说明设计结果第二部分 胶带卷送机卷筒传动设计计算1、选择电动机：Y系列三相交流异步电动机（1）、工作装置所需功率：KW ,式中=2200N, =0.9m/s, 工作装置的效率考虑胶卷带卷筒及轴承的效率=0.94， 代入上式得电动机输出功率: , 式中为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率：（见表2-4）取V带传动=0.96， 滑动轴承效率=0.995，8级精度齿轮传动=0.97，滑动联轴器效率=0.98（见课设表12-8）则因载荷平稳，电动机额定功率只需略大于即可， 按表8-184系列电动机技术数据电动机额定效率为3.0KW选择电动机为Y132S-6型 （见课设表19-1）（2）、确定电动机转速卷筒轴作为工作轴，其转速为按表2-1推荐的各传动机构传动比范伟：V带传动比范围，单级圆柱齿轮传动比范围，则总传动比范围为，可见电动机转速的可选范围为由表8-184选常用的同步转速为1000的Y132S-6型电动机，其满载转速为2、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配（1）传动装置传动比： （2）各级传动比分配：，为使V带传动外廓尺寸不致过大，取 =4，则齿轮传动比3、计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速I轴II轴工作轴（2）各轴输入功率（3）各轴输入转矩(4)电动机轴输出转矩参数电动机轴I轴II轴工作轴转速 n（r/min）96024057.2857.28功率p(kw)2.342.252.172.12转矩T（N*m）23.2889.53361.79353.46传动比4.004.191.00效率0.960.9650.975第三部分 V带设计1、外传动带型号确定 已知前面计算的电动机功率、满载转速和传动比=4.0，容许偏差为由表3-6查得工作情况系数根据和由图3-13得 选A型普通V带。2.确定带轮基准直径 （1）、参考表3-7选取小带轮基准直径： 大带轮基准直径为： 由表3-7选取 实际传动比为： ，传动偏差小于5%3、验算带速 由式5-7（机设） ，在525之间4、确定中心距a和基准带长（1）、初选中心距根据得 故初选中心距，符合取值范围（2）、计算初定的带长 (3)、基准带长（4）、实际中心距a按式（5-26机设）确定中心距调整范围5.验算小带轮包角 由式(5-11机设) ，适合6.确定V带根数Z (1)、由 ，=960r/min 查表3-3得 (2)、由表（3-5）查得 (3)、由表查得（3-4）查得包角系数 (4)、由表(5-13机设)查得长度系数 (5)、计算V带根数Z，由式 ，选用A型普通V带，Z=3根7、确定带的预拉力 8计算对轴的压力9确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图小带轮基准直径dd1=106mm采用实心式结构。大带轮基准直径dd2=400mm，采用孔板式结构，基准图见零件工作图。第四部分 闭式单级外啮合直齿轮圆柱齿轮传动的设计计算一、高速级减速齿轮设计（直齿圆柱齿轮）1.齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材料按表7-1选取，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，小齿轮=26 则大齿轮，取=109载荷综合系数2.设计计算（1）设计准则，按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由式（7-9）齿宽系数:由图5-28选取材料的接触疲劳，极限应力为 由表5-8查得由图 7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力： 所以 将有关值代入式(7-9)得 模数 由表5-1取标准模数： (3) 计算几何尺寸及圆周速度 中心距齿轮齿宽 取 圆周速度3.校核齿根弯曲疲劳强度校核公式 根据 由图5-20查得 由图5-31查得 由表5-8得则校核计算安全第五分 轴的强度校核一、对轴的校核计算1.选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.查得2.按转矩估算轴的最小直径按扭矩初估轴的直径,查表12-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=120则: 故取 3.计算齿轮的受力（1）、大齿轮受力分度圆直径：大齿轮转矩： 大齿轮作用力： 4、 计算轴承反力 (1)、轴II反力 水平面垂直面5.判断危险截面显然，如图所示，a-a剖面左侧合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左 侧可能是危险截面；b-b截面处合成湾矩虽不是最大，但该截面左侧也可能是危险截面。若从疲劳强度考虑，a-a，b-b截面右侧均有应力集中，且b-b截面处应力集中更严重，故a-a截面左侧和b-b截面左、 右侧又均有可能是疲劳破坏危险截面。6、绘制弯矩图对轴II的弯矩图截面b1:垂直弯矩图：合成弯矩图：7、绘制扭矩图(1)、轴II由前知和由表12-3查得，故 8、绘制当量弯矩图 (1)、 轴II 对于截面b 对于截面a和I 八、分别计算轴截面a与b处的直径（1）、轴II 轴II校核安全第六部分选用深沟球轴承 确定轴承型号一、确定轴I和轴II的轴承型号轴I选轴承为深沟球6207轴I选轴承为深沟球6211根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:轴I d1=35mm，轴II d2=55mm二、各轴II轴承1、2的校核计算1、计算径向载荷由，得轴承2垂直反力则作用在轴承1、2上的径向载荷2、计算当量动载荷根据结构，轻微冲击，查表14-9取 =1.1 ，轴承2处受径向载荷和轴向载荷的复合作用，根据d=55mm,选6211轴承，查表14-4得 ， 再查表14-10得X=1，Y=0，所以3、计算所需基本额定动载荷P1、P2相差不悬殊，两端采用同一型号轴承，按,计算所需基本额定动载荷得所以用深沟球6211型号轴承适合且安全第七部分 键和键槽的尺寸确定及校核一、 对轴I1、 选择键的类型，材料和尺寸选用A型普通圆头评鉴，材料用45钢，根据轴径d=30mm， 查表2-5选键的宽度B=8mm,高度h=7，键长L=30mm，键槽t=4.0mm,t1=3.3mm2、 键联接强度核算静联接按挤压强度校核键和轴的材料为钢，轮毂材料为钢，轻微冲击，由表2-6查得许用挤压应力传递转矩A型键计算长度满足强度要求二、 对轴II1、选择键的类型，材料和尺寸选用A型普通圆头评鉴，材料用45钢，根据轴径d=43mm， 查表2-5选键的宽度b=12mm,高度h=8，键长L=90mm，键槽t=5.0mm,t1=3.3mm2、键联接强度核算静联接按挤压强度校核键和轴的材料为钢，轮毂材料为钢，轻微冲击，由表2-6查得许用挤压应力传递转矩A型键计算长度满足强度要求第八部分 联轴器的设计 轴II与电动机联接的联轴器 由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为联轴器的计算扭矩选用YL10钢制凸缘联轴器联轴器选择为TL8型弹性联轴器 GB4323-84许用扭矩许用转速配合轴径与轴的配合长度第九部分 减速器箱体的设计 单位（mm）箱体（座）壁厚（） =8=0.025a+=0.025202.3+1=5.0575箱盖壁厚（）=8=0.85=0.858=6.8箱底，箱盖，箱座底凸缘厚度（b,b1,b2）b=12b=1.5=1.58=12B1=12B1=1.5=1.58=12B2=20B2=2.5=2.58=20地脚螺栓直径及数目（df,n）df=17.5df = 0.04a+8 =0.047202.3+8 =17.5n=4n=4轴承旁联接螺栓直径d1d1=13.125d1=0.75df=0.7517.5=13.125箱盖，箱座联接螺栓直径 d2 d2=10d2 =8.7510.5螺栓的间距：150-200轴承端盖螺钉的直径及数目(d3,n)d3轴D=72，d3=10,螺钉数4轴D=100，d3=10,螺钉数4检查端盖螺钉的直径d4d4=6单级减速器d4=6df,d1,d2至箱外壁距离c1C1df=22 ,C 1d1=18 C1d2=14查表4-6df,d2至凸缘边缘距离c2C2df=20 ,C2d1=16 C2d2=12轴承座外径D2D2(I)=122D2(II)=150D2(2)=D+(5-5.5)d3=72+510122D2(3)=D+(5-5.5)d3=100+510150轴承旁联接螺栓距离SSSD2轴承旁凸台半径R1R1 =C1R1df=22 R1d1=18 R1d2=14轴承旁凸台高度hh根据低速轴轴承座外径D2和Md1扳手空间c1的要求由结构确定箱外壁至轴承座端面距离L1L1=48C1+C2+（5-8）=22+20+6=48箱盖，箱座肋厚（m1，m）m1=10m=10m10.85=0.858=6.8m0.85=0.858=6.8大齿轮顶圆与箱内壁间距离1=1011.2=1.28=9.6齿轮端面与箱内壁距离2=82=8第十部分 减速器的润滑和密封一、 减速器的润滑1、 齿轮的润滑低速级大齿轮的圆周速度为，所以采用浸油润滑，因低速级大吃润的圆周速度，采用浸油润滑，为避免浸油润滑的搅油功耗太大和保证齿轮啮合的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或台前，一班浸油深度以浸油齿轮的一个吃高为适度，不应少于1010mm，当圆周速度时，可达1/6齿轮分度圆半径2、 轴承的润滑因为浸油齿轮的圆周速度，油飞溅不起来，难以形成油雾，采用脂润滑脂润滑常在装配时填入轴承室，其装填量一般不超过轴承室空间的1/3-1/2，以后每年添加1-2次，添加时可以拆企业轴承盖采用脂润滑时，赢在轴承室内侧设置封油环，一面油池中的油进入轴承室稀释润滑脂二、 减速器的密封1、 轴伸出端的密封高速轴I：密封处轴径的圆周速度v = 3.14 d n /(601000) = 3.14 45320 /(601000) = 0.75m/ s低速轴II：密封处轴径的圆周速度v = 3.14 d n /(601000) = 3.14 5057.35/(601000) = 0.15m/ s由于圆周速度很小，所以都采用毡圈式密封2、 箱盖与箱座结合面的密封在箱盖与箱座结合面上涂密封胶密封3、轴承室内侧的密封因为轴承采用脂润滑，所以在轴承室内侧设置封油环进行密封第十一部分 减速器的附件以及说明一、轴承端盖的设计说明1、轴I轴承端盖的设计高速轴端盖: D=80mm(轴承外径)D0D+2.5d3=105mmD2D0+2.5d3=130mmD4=D-(1015)=70mme1.2d3=1.210=12mm低速轴端盖: D=115mm(轴承外径)D0D+2.5d3=145mmD2D0+2.5d3=145+30=175mmD4=D-(1015)=101mme1.2d3=1.212=14.4mm2、轴II轴承端盖的设计 二 、油标的设计说明由油标上面的油痕判断油面高度是否合适油标的尺寸 ，使用M12的螺纹 单位：mm 油标的尺寸：使用M16 的螺纹(单位:mm)d1=4d2=16d3=6h=28a=10b=6c=4D=20D1=16三、排油孔螺塞的尺寸 单位：mm如下图(单位:mm)d=M201.5 D0=30 L=28 l=15 a=4D=25.5 S=22 D10.95S=20.9 d1=22 H=3四、窥视孔盖板的设计因为减速器的轴向尺寸较大,为了加大窥视孔,以方便检修,把窥视孔做成正方形。如下图：根据减速箱体的尺寸：A=150,A1=190,A2=(A+A1)/2=170,d4=M6-M8 B1=100mm, B2 =80mm, B=60mm,R=5-10mm,自行设计五、通气器的设计为沟通箱体内外的气流使箱体内的气压不会因减速器运转时的温升而增大、从而造成减速器密封处渗漏，在箱盖顶部或检查孔盖板上安装通气器。设计如下图：(尺寸已标在图上)六、起吊装置的设计吊环螺钉装在箱盖上,用来拆卸和吊运箱盖,也可用来吊运轻型减速器.吊环为螺钉为标准件,按起重重量选取.如下图所示: 七、定位销设计为确定箱座与箱盖的相互位置。保证轴承座孔的镗孔精度与装配精度，应在箱体的联接凸缘上距离尽量远处安置两个定位销,常用定位销为圆锥销，圆锥销为标准件：材料为35号钢d=(0.7-0.8)d2=7mm,l=30mm,a=1.2mm,r1d=7mm,r2=a/2+d+(0.02l)2/8a=7.61mm八、起盖螺钉设计 箱盖、箱座装配时在剖分面上所涂密封胶给拆卸箱盖带来不便，为此常常在箱盖的联接凸缘上加工出螺孔，拆卸时，拧动装于其中的起盖螺钉便可方便地顶起箱盖：d=8mm起盖螺钉材料为35号钢并通过热处理使硬度达到HRC28-38.起盖螺钉的数目为1只。设计心得机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节，通过长达十五周的课程设计计算使我从各个方面都地到了很好的训练，同时加深