设计单级圆柱齿轮减速器说明书.doc

机 械 设 计 课 程 计 算 说 明 书姓名：熊志强 学号：1204030211 专业：能源与动力工程1202 目录 1、 传动方案拟定12、 电动机的选择1三、计算总传动比及分配各级的传动比3四、运动参数及动力参数计算3五、传动零件的设计计算5六、轴的设计计算10七、滚动轴承的选择及校核计算16八、键联接的选择及计算18九、润滑方式的确定19十、设计小结19十一、参考资料23一、传动方案拟定1.题目：设计单级圆柱齿轮减速器2.运动简图3工作条件运输机双班制工作，单向运转，有轻微振动，小批量生产，使用年限5年 4.原始数据 1.输送带牵引力 F=1741 N 2.输送带线速度 V=1.557m/s 3鼓轮直径 D=225 mm二、电动机选择1、选择电动机的类型： 按工作要求和工况条件，选用三相鼠笼型异步电动机，封闭式结构，电压为380V，Y型。2、计算电机的容量：电机至工作机之间的传动装置的总效率：式中：带传动效率：0.95；滚子轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.97；弹性联轴器的传动效率：0.99卷筒的传动效率：0.96已知运输带的速度v=1.557m/s： 所以： 可选额定功率为4kw的电动机。3、确定电机转速：卷筒的转速为：按表推荐的传动比合理范围，取V带传动比单级圆柱齿轮减速器传动比，则从电动机到卷轴筒的总传动比合理范围为：。故电动机转速可选的范围为：符合这一范围的转速有：1500r/min，3000r/min。；综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，因此选用电动机型号为Y112M-4，其主要参数如下：型号功率（KW）转速r/min 同步转速满载转速Y112M415001440三、计算总传动比及分配各级的传动比：总传动比： 分配传动比：取一级圆柱齿轮的传动比：，则一V带的传动比：四、运动参数及动力参数计算：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴，依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。1、 各轴转速：1轴： 2轴 卷筒轴：2、各轴输入功率，输出功率：输入功率：1轴：2轴：卷筒轴：输出功率：1轴：2轴： 卷筒轴：3各轴输入转矩，输出转矩：电动机的输出转矩： 1轴输入转矩： 2轴输入转矩: 卷筒轴输入转矩：输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率0.99。运动和动力参数计算结果如下表：轴名功率P （KW）转矩T （N*m）转速（r/min）传动比效率输入输出输入输出电动机轴3.221.22144050.951轴3.043.0132.1931.87661.152.1780.962轴2.922.89210.89208.78132.231.000.98卷筒轴2.862.83206.56204.49132.23五、传动零件的设计计算：1.设计V带（1）确定V带型号kA=1.2 PC=KAP=1.24=4.8KW根据=4.8KW， =1440r/min,选择A型V带，取。大轮的基准直径：。取。为带传动的弹性滑动。（2）验算带速： 带速合适。（3）确定V带基准长度和中心距：根据：可得应在之间，初选中心距=500mm带长：取。计算实际中心距：。（4）验算小带轮包角： 合适。（5）求V带根数Z： 今得：传动比：由查表得，查表得：，由此可得：取Z=4根。（6）求作用在带轮轴上的压力：查表得q=0.10kg/m，故得单根V带的初拉力： 作用在轴上压力：。小带轮基准直径d1=90mm采用实心式结构。大带轮基准直径d2=200mm，采用腹板式结构，基准图见零件工作图。(带中心距569mm，4根V带，d1=90mm ,d2=200mm)2、齿轮设计（1）选选齿轮的材料、精度和确定许用应力：因传递功率不大，转速不高，小齿轮用40Cr调质，齿面硬度，大齿轮用45钢调质，齿面硬度，。取；取；=(2)按轮齿弯曲强度设计计算齿轮精度用8级，取载荷系数K=1.2，齿宽系数，小齿轮上的转矩：N*mm大齿轮上的转矩：N*mm初选螺旋角 齿数：取，则齿形系数：查图11-8得。由图11-9得。因 ，故应该对大齿轮进行弯曲强度计算。小齿轮法向模数：由表4-1取。中心距： 取a=90mm。确定螺旋角：齿轮分度圆直径 齿宽 取 （3）验算齿面接触强度：（5）齿轮的圆周速度故选8级制造精度是合宜的。（5）设计小结：名称代号单位小齿轮大齿轮中心距amm90传动比i2.48模数mmm1.25螺旋角()齿数z22110分度圆直径mm30150.11材料及齿面硬度40Cr 45钢六、轴的设计计算输入轴设计：1、按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理，硬度217286HBS。查的 C=110。，考虑有键槽，将直径增大5%，则d=15.69(1+5%)mm=16.47，选d=17mm2、齿轮轴的结构设计 （1）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，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定 （2）确定轴各段直径和长度工段： 长度取 c=1.5mmII段:初选用7205AC型角接触球轴承，查指导书表可知其内径为25mm,宽度为15mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：III段直径：小齿轮直径mm小齿轮宽度加退刀槽mm取过渡段直径mm, mm取轴承直径mm，mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=205mm(3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知求转矩：已知求圆周力：求径向力Fr作用在轴1带轮上的外力： 因为该轴两轴承对称，所以： （1）绘制轴受力简图（如图a）（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为 (3)绘制水平面弯矩图（如图c）截面C在水平面上弯矩为： (4)绘制合弯矩图（如图d） (5)绘制扭矩图（如图e）转矩： (6)绘制当量弯矩图（如图f）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取=1，截面C处的当量弯矩： (7)校核危险截面C的强度因为材料选择45号钢调质处理， ，得许用弯曲应力，则： 因为5段的直径都大于d，所以该轴是安全的。输出轴的设计计算:1、按扭矩初算轴径选用45号钢调质处理，硬度217255HBS。2取 C=115。得：, 故取d=33mm。2、轴的结构设计 （1）轴的零件定位，固定和装配 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。联轴器的选择计算联轴器所需的转矩：查课本291表17-1取，查手册选用型号为HL2的弹性柱销联轴器。（2）确定轴的各段直径和长度工段：取联轴器直径，查表长度取 c=1.5mmII段:考虑到联轴器和箱体外壁应有一定的距离，初选7208AC型角接球轴承，其内径为40mm，宽度为18mm。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为23mm，则该段长43mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。故II段长：直径：段直径：过渡段由于对称性及其配合关系，即 =16mm但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸h=3。该段直径应取：（44+32）=50mm取轴环直径=50mm. 长度=5mm齿轮直径轴承直径由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=230mm（3）按弯扭复合强度计算求分度圆直径：已知求转矩：已知求圆周力Ft：求径向力Fr两轴承对称(1)求支反力、 (2)由两边对称，书籍截C的弯矩也对称截面C在垂直面弯矩为 (3)截面C在水平面弯矩为 (4)计算合成弯矩 (5)计算当量弯矩：取=0.6 (6)校核危险截面C的强度因为材料选择45号钢调质处理，得，得许用弯曲应力，则： 因为5段的直径都大于d，所以该轴是安全的。七、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命163658=46720小时1、计算输入轴承 （1）已知=661.15r/min轴承径向反力：初先轴承为角接触球轴承7205AC型轴承内部轴向力， 则 (2) ， 故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端， (3)求系数x、y，根据课本表16-11 (4)计算当量载荷、： (5)计算所需的径向基本额定动载荷值 故取P=780.78N，角接触球轴承=3根据课本表16-8、16-9 ， 取，根据手册得7205AC型的=10546N21584.15N;,故角接触球轴承7205AC型合适。2、计算输出轴承 (1)已知=132.23r/min , 轴承径向反力:试选7207AC型角接触球轴承得,则 (2)计算轴向载荷、 ，任意用一端为压紧端，1为压紧端，2为放松端两轴承轴向载荷： (3)求系数x、y根据课本表 (4) 计算当量载荷、： (5)计算所需的径向基本额定动载荷值 故取P=1061.29N，角接触球轴承=3取，根据手册得7208AC型的=8382.07N26584.42N;,故角接触球轴承7208AC型合适。八、键联接的选择及计算1、输入轴与带轮联接采用平键联接轴径,查手册得，选用A型平键，得：键A 628 GB/T1096-2003 键校核,取 h=6mm得，故键合适。2、输出轴与齿轮2联接采用平键联接轴径 T=159.31Nm查手册P51 选A型平键键1218 GB/T1096-2003键校核，l=L1-b=18-12=6mm ，取 h=8mm，故键合适。3、输出轴与联轴器联接用平键联接轴径 T=159.31Nm查手册P156 选用A型平键键校核，键863 GB1096-79l=L2-b=63-8=55mm h=8mm，故键合适。九、1、润滑方式的确定因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。十、设计小结这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想copy或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。 十几天的机械原理课程设计结束了，在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化. 在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在实习设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人很有责任感,把这样一种事情当成是自己的重要任务,并为之付出了很大的努力,不断的思考自己所遇到的问题.而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势.其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题. 在这种相互协调合作的过程中,口角的斗争在所难免,关键是我们如何的处理遇到的分歧,而不是一味的计较和埋怨.这不仅仅是在类似于这样的协调当中,生活中的很多事情都需要我们有这样的处理能力,面对分歧大家要消除误解,相互理解,增进了解,达到谅解.也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为毕竟我们的出发点都是很好的. 课程设计也是一种学习同事优秀品质的过程,比如我组的纪超同学,人家的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现.这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的,这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步. 在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真.要永远的记住一句话:态度决定一切. 随着毕业日子的到来，课程设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的课程设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习