二级圆柱齿轮减速器设计论文+说明书+CAD图-课程设计.doc

二级圆柱齿轮减速器设计论文+说明书+CAD图-课程设计二级圆柱齿轮减速器设计论文+说明书+CAD图减速器设计说明书设计参数：1、运输带工作拉力: 2、运输带工作速度: 3、滚筒直径： 4、滚筒工作效率： 5、工作寿命：8年单班制工作，所以， 6、工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动。传动装置设计：一、传动方案：展开式二级圆柱齿轮减速器。二、选择电机：1、类型：Y系列三相异步电动机2、型号：工作机所需输入功率： 电机所需功率： 其中， 为滚筒工作效率，0.96 为高速级联轴器效率，0.98 为两级圆柱齿轮减速器效率，0.95 为高速级联轴器效率，0.98电机转速 选：1500 所以查表选电机型号为：Y112M-4电机参数：额定功率： 4Kw满载转速： 1440 电机轴直径： 二级展开式圆柱齿轮减速器三、传动比分配： （ ）其中： 为高速级传动比， 为低速级传动比，且 ，取 ，则有： 四、传动装置的运动和动力参数1、电机轴： 2、高速轴： 3、中间轴： 4、低速轴： 5、工作轴： 传动零件设计：一、齿轮设计（课本p175）高速级（斜齿轮）：设计参数： 1、选材：大齿轮：40Cr，调质处理，硬度300HBS小齿轮：40Cr，表面淬火，硬度4050HRC。2、确定许用应力： 1）许用接触应力： 而： 因为 ，所以，只需考虑 。对于调质处理的齿轮， 。 查表（HBS为300）有循环基数 ，故， ，所以， 。 2）许用弯应力： 查表有： 取 ，单向传动取 ，因为， 所以取 ，则有： 3）齿轮的工作转矩： 4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径： 其中， （钢制斜齿轮）， 。 所以，取 ，则有 5）验算接触应力： 其中，取 而，齿轮圆周速度为： 故， （7级精度），所以，最终有， 6）验算弯曲应力： 其中， （x=0） ，所以应验算大齿轮的弯曲应力 低速级（直齿轮）：设计参数： 1、选材：大齿轮：40Cr，调质处理，硬度300HBS 1119二级圆柱齿轮减速器设计论文+说明书+CAD图小齿轮：40Cr，表面淬火，硬度4050HRC。2、确定许用应力： 1）许用接触应力： 而： 因为 ，所以，只需考虑 。对于调质处理的齿轮， 。 ；查表（HBS为300）有循环基数 ，故， ，所以， 。 2）许用弯应力： 查表有： 取 ，单向传动取 ，因为， 所以取 ，则有： 3）齿轮的工作转矩： 4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径： 其中， （钢制直齿轮）， 。 所以，取 ，则有 5）验算接触应力： 其中，取 （直齿轮）， 而，齿轮圆周速度为： 故， （7级精度），所以，最终有， 6）验算弯曲应力： 其中， （x=0） ，所以应验算大齿轮的弯曲应力 所以，计算得齿轮的参数为： 高速级大184.5290112.7545 10.25 小412050低速级大2102.58414055小702862二、联轴器选择高速级： ，电机轴直径： ，所以，选择 ；低速级： 所以，选择 ；三、初算轴径 （轴的材料均用45号钢，调质处理）高速轴： ，（外伸轴，C=107），根据联轴器参数选择 ；中间轴： ，（非外伸轴，C=118），具体值在画图时确定；低速轴： ，（外伸轴，C=107），根据联轴器参数选择 。四、轴承的润滑方式选择：高速级齿轮的圆周速度为： 所以，轴承采用油润滑。高速级小齿轮处用挡油板。五、箱体的结构尺寸：（机械设计课程设计手册p173）箱座壁厚： ，而 ，所以，取 。箱盖壁厚： ，所以，取 。箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度： 箱座、箱盖的肋厚： 轴承旁凸台的半径： 轴承盖外径： （其中，D为轴承外径， 为轴承盖螺钉的直径）。中心高： 取： ；地脚螺钉的直径： （因为： ）；数目：6。轴承旁联接螺栓的直径： ；箱盖、箱座联接螺栓的直径： 轴承盖螺钉的直径： 数目：4；窥视孔盖板螺钉的直径： 。 至箱外壁的距离： 至凸缘边缘的距离： 。 外箱壁到轴承座端面的距离： 。齿轮顶圆与内箱壁距离： ，取： 。齿轮端面与内箱壁距离： ，取：六、初选轴承：高速轴：205， ；中间轴：306, ；低速轴：2209, ；轴承端盖外径： 高速轴： ;中间轴： ；低速轴： 七、轴的强度核算：轴所受的力：高速级： ; ; 。低速级： ； ； 轴的受力分析：高速轴： 由力平衡有： 受力如图： ； ； ；选材为45号钢调质处理，所以查表有： ； ；所以，危险截面为截面C ；而此处 ，所以，此处满足强度要求，安全。中间轴： 由力平衡有： 受力如图： ； ； ； ；可见B处受力更大， ；选材为45号钢调质处理，所以查表有： ； ；所以，危险截面为截面B ；而此处 ，所以，此处满足强度要求，安全。低速轴： 由力平衡有： 受力如图： ；选材为45号钢调质处理，所以查表有： ； ； 所以，危险截面为截面B ；而此处 ，所以，此轴满足强度要求，安全。八、轴承使用寿命计算：（ ）高速轴： 选用205，则有： 。计算步骤和结果如下：计算项目计算结果 0.0317 0.225 1.1 942.2N ， 结论 （满足寿命要求） 中间轴： ；选用306，则有： 。计算步骤和结果如下：计算项目计算结果 0.015 0.192 1.1 1727N ， 结论 （满足寿命要求） 低速轴：选用2 209，则有： 。径向当量动负荷 ;径向当量静负荷 ；所以， 。九、齿轮详细参数：高速级大齿轮： ； ； ； ； ； ；低速级大齿轮：二级圆柱齿轮减速器设计论文+说明书+CAD图四、结构分析1、图示为一对圆锥滚子轴承支承的轴系，齿轮稀油润滑，轴承脂润滑，轴端装有联轴器。（1）试在图中错误处写出序号，指出图中的结构错误；（2）简要说明错误的原因；（3）在图上画出正确的结构。2、分析图示结构设计是否合理，请将错误之处编上序号，并说明错误所在机械设计课程设计任务书一、设计内容和要求1、设计的说明书部分（1）选择电动机及各级传动比分配。（2）减速箱外带传动的设计计算。（无此传动环节者不必计算）（3）齿轮传动或蜗杆传动设计计算。（4）轴的设计计算。（5）滚动轴承的选择和计算。（6）选择并验算键。（7）联轴器的选择和计算。（8）选择齿轮、联轴器、轴承与轴的配合。（9）设计减速箱体、箱盖及其他附件。（10）选择润滑油及确定齿轮、轴承的润滑方式。2、设计的制图部分（1）减速箱装配图（0号或1号图纸）（2）零件图一张（轴或大齿轮）3、设计要求：（1）编写设计说明书，一律按指导书格式书写。（2）设计过程只需三步（字母表达、代入相应的数据、计算结果）。所有引用的数据都必须说明资料的来源、名称及页次。（3）说明书应装订成册，折叠好的图纸一起放入作业袋中。（4）设计说明书最后部分应附上本人的设计小结。总结自己设计的特点及不足之处，写出自己的设计体会。二、设计题目1、带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器运动简图：（下图所示） 原始数据： 题 号参 数 12345.6运输带工作拉力F（KN）1.61.822.22.42.6运输带工作速度n（m/s）11.10.90.91.21滚筒直径D（mm）400350300300300300每日工作时数T（h）888888使用折旧期（y）555555已知条件：1、 工作情况：传动不逆转，有轻微冲击，经常满载，空载起动，允许运输带速度误差为5%；2、 滚筒效率：j=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；3、 工作环境：室内，灰尘较大；4、 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；5、 制造条件及生产批量：一般机械厂生产制造，小批量。 设计工作量：1、减速器装配图1张（A0或A1）；2、零件工作图13张；3、设计说明书1份。二、设计题目2、卷扬机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器运动简图：（右图所示） 原始数据： 题 号参 数 12345卷筒圆周力F（KN）33.444.24.2卷筒转速n（r/min）6060404036卷筒直径D（mm）350300400380420每日工作时数T（h）1616161616使用折旧期（y）55555已知条件：1、工作情况：传动不逆转，轻微振动，允许卷筒转速误差为5%；2、卷筒效率：j=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；3、工作环境：室内；4、动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；5、制造条件及生产批量：一般机械厂生产制造，小批量。设计工作量：1、减速器装配图1张（A0或A1）；2、零件工作图13张；3、设计说明书1份。二、设计题目3、汽车发动机装配车间的带式输送机传动装置运动简图：（下图所示） 原始数据： 题 号参 数 12345678运输带主动轴转矩T（N.m）13001300130014001700170018001850运输带工作速度n（m/s）0.680.80.90.750.850.750.80.8滚筒直径D（mm）300360400350380340365370每日工作时数T（h）1616161616161616使用折旧期（y）88888888已知条件：1、 工作情况：传动不逆转，工作有轻微冲击，要求减速器沿输送带运动方向具有较小尺寸, 允许运输带速度误差为5%；2、 滚筒效率：j=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；3、 工作环境：室内，灰尘较大；4、 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；5、 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；设计工作量：1、减速器装配图1张（A0或A1）；2、零件工作图13张；3、设计说明书1份。二、设计题目4、带式输送机传动系统设计运动简图：（下图所示） 带式输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入两级圆锥圆柱齿轮减速器3，再通过联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。1.原始数据输送带有效拉力 F= _K N输送带工作速度 v= _ /s （允许误差5%）输送机滚筒直径 d= _ m减速器设计寿命为5年。2.工作条件两班制，常温下连续工作；空载起动，工作载荷平稳；三相交流电源，电压为380/220伏。 设计的原始数据题号1234567F（KN）22.432.23.83.54v(m/s)1.91.51.11.80.81.00.85d(mm)320315315250300320280设计工作量：1、减速器装配图1张（A0或A1）；2、零件工作图13张；3、设计说明书1份。三、设计计算说明书的内容设计计算说明书是整个设计计算过程的整理和总结，是图纸设计的理论依据，是审核设计能否满足生产和使用要求的技术文件之一。设计计算说明书其意义在于说明设计的合理性，因此，应以计算内容为主，写明整个设计的主要计算，并进行简要的说明。设计计算说明书的编写应层次分明、标题明确、内容简明扼要。对于计算过程的书写，要求先写出计算公式，再代入相关数据，最后得出结果（注明单位），并对计算结果作出简短的结语。在设计计算说明书中，还应附有与计算有关的必要简图，如在轴的设计计算中应绘制轴的结构简图、受力图、弯矩图和转矩图等。对于除计算内容之外所作的技术说明内容可有选择地编入设计计算说明书中，如在装拆过程中的注意事项，传动零件和滚动轴承的润滑方法等。机械设计课程设计计算说明书的内容包括：（1） 目录（标题及页次）（2） 设计任务书（设计题目）（3） 传动系统的方案设计（4） 电动机选择（5） 传动比的分配（6） 传动系统的运动和动力参数计算（7） 减速器传动零件的设计计算（8） 减速器轴的设计计算（9） 减速器滚动轴承的选择及其寿命验算（10）键联接的选择（11）联轴器的选择（12）减速器润滑方式及密封种类的选择（13）设计小结（简要说明课程设计的体会，分析自己的设计所具有的特点，找出设计中存在的问题）（14）参考文献（文献编号 编著者姓名书名出版单位所在地：出版单位，出版年份）二级圆柱齿轮减速器设计论文+说明书+CAD图【参考文献】 (1)机械零件设计手册(第二版） 中册 东北工学院机械零件设计手册编写组编 冶金工业出版社 (2)机械设计课程设计 任金泉 主编 西安交通大学出版社 (3)机械设计 吴克坚、于晓红、钱瑞明 主编 高等教育出版社 (4)画法几何及机械制图 范思冲 主编 机械工业出版社 (5)机械设计手册单行本.润滑与密封 成大先 主编 机械工业出版社【设计任务】 对于教材415页题19.5所示的二级斜齿圆柱齿轮减速器（如下图），其中齿轮2的宽度B2=230mm, 齿轮3的宽度B3=160mm。试对轴进行机构设计，并按弯扭合成强度计算方法对轴进行设计计算。然后利用软件绘制轴的工作图并对轴系进行三维造型设计，结构和尺寸参考教材P406图19.18。【分析设计】1.轴的材料：轴为45钢调质，硬度为217255HBS，1180MPa2.初步计算轴径： 根据文献(3)式(19.3),取=0，并由表19.3选取A=115，得 dmin=A =115 67mm因为键槽会削弱轴的强度，故将轴径增大4，取70mm。3.轴的结构设计： 轴上零件的布置方案如图所示。（注：本图是从AutoCAD中导入）主要尺寸的确定： 初定d73mm，由此据文献(1)P194取7215C型滚动轴承，其尺寸为 7513025 mm,其配合段的直径为75 mm(及d），T2727.5 mm，取齿轮安装段直径dd78 mm。据文献(1)P134，轴环的宽度L20mm 1.4a，故取a15mm，所以轴环的高度d93 mm。与7215C型轴承配合段的长度LTL轴套余量27.5(205)4.557mm。齿轮的周向定位采用平键，其尺寸为1610100mmGB109679(90)。4.轴结构的工艺性： 轴肩倒圆半径r=4mm(文献(1)P135)，轴端倒角均为245，键槽位于同一轴线上。【抗弯扭合成校核轴的强度】 (1)画轴空间受力简图。将轴上作用力分解为垂直面受力(图b)和水平面受力(图d)。取集中力作用于齿轮和轴承宽度的中点。(2)轴上受力分析：轴传递的转矩为 T=9.5510640/200=1910000N.mm齿轮的周向力 = = =5552N = = =22471N齿轮的径向力 2073N 8318N 齿轮的轴向力： 5552tan12.833=1265N 22471tan10.483=4158N(3)求水平面内的支承反力：由 =0得 1609.68N由 得 15309.32N(4)求竖直面内的支承反力：由 得 796 N， 5449 N(5)计算轴的弯矩、扭矩，分别画出垂直面的弯矩图b)、水平面的弯矩图e)及扭矩图g)。求合成弯矩并画出其弯矩图f)。1890713 N.mm（注：上图是从AutoCAD中导入） (6)校核轴的强度：C处为危险截面，根据文献(3)式(19.6)，取0.7(单向转动，转矩按脉动变化)，0(实心轴)，考虑键槽影响， 乘以0.94，得 58.75 MPa(1)计算附加轴向力(如下图，从AutoCAD中导入)由文献(3)表17.5得7215C型滚动轴承的附加轴向力为Fs=0.5Fr=2893N=897.87N=8125.07N(2)计算轴承所受轴向载荷=3790.87N(3)计算当量动载荷对于A轴承: 由文献(3)表17.7，可求得: 由 查表17.7，可求得: =0.44, =1.30 =5718.2566N同理对于D轴承: 由文献(3)表17.7，可求得: 由 查表17.7，可求得: =0.44, =1.19 =16818.8949N(4)轴承寿命计算 因 ,故按轴承D来计算轴承寿命:8702h二级圆柱齿轮减速器设计论文+说明书+CAD图俗话说“凡事必亲躬”,唯有自己亲自去做的事，才懂得其过程的艰辛。通过做这次大作业，我着实遇到了不少的困难，构思、定数据、画图、写论文等都得自己去做。每天泡在图书馆，找例证、查资料，个中自有不少困难，而这些难题都是课本中所不曾提到过的。开始时，由于书本上没有任何提示，我甚至不知道从何入手，只能与同学们相互切磋，这样我慢慢地入了门，进而也可以自己搞定了。这其中有一个习惯问题最需要克服。众所周知，课堂、书本给我们的都是一种确切的数据，但实际上你去做的时候就会发现它们都是经验性的，也就是说需要你根据从资料上查得的范围靠经验自己去定，这就给习惯于接受确切数字的我带来了很大的挑战。幸而，最终我还是学会了怎样去查找自己想要的资料，这应该是这次作业的一大收获吧。第二大收获就是学会了做一次设计项目的具体流程。从策划构思、总体设计到各个模块的的具体设计及其组合，再到编写需要提交的论文，这一切如今仍历历在目。我想，这种对整体设计流程的把握应该是以后走上工作岗位所必需的技能，而这种技能却只能通过自己的亲身实践才能获得。这也是为什么我认为机械设计大作业这种教学实践模式值得推广的原因。回首这几个星期，有过困难疑惑也有过欢乐收获。学会了SolidWorks的使用，学会了各种资料的查找方法，促进了同学之间的互助，也加深了我对设计尤其是机械设计的理解，这收获可真是不小啊！【建议】我建议课堂上多讲一些与实际相关的操作规程（如果时间够用的话）；还有就是讲题目时最好先讲解题思路再讲细节，这样我们可以从总体上对它有一个认识，这样可以触类旁通，从而避免出现把题目稍微改一下就能难倒大家的尴尬场面。另外，因为考试使用的是英语，而英文教材中的词汇表是按字母排列的，不便于背诵；加上平时讲课用的是中文教材，大家都不太看英文教材，这样搞得大家都很被动。所以为了督促大家，我建议专门抽出一些时间把可能用到的词汇按章节罗列出来供大家去背诵并检查效果。任 务 书题目：V带传动和齿轮传动的设计(图2)1原始数据题 号参 数 1234减速器输出轴转矩T/Nm154160228249减速器输出轴转速n/(r/min：载荷平稳，单向运转，工作年限5年，每年250个工作日，每日工作16小时。2工作量 (1)小带轮零件图一张或(和)大齿轮零件图一张； (2)设计计算说明书一份，内容包括电动机的选择，传动参数的计算，V带传动的设计计算或(和)齿轮传动的设计计算。二、设计指导1电动机的选择电动机有各种类型，对于无特殊要求的机械装置，多选用Y系列三相异步电动机。Y系列三相异步电动机有四种常用的同步转速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。同一功率的电动机，转速高则重量轻，价格便宜，但传动装置的总传动比和总体尺寸将加大，一般多选用同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机。减速器的输出轴通过联轴器与工作机相联，因此工作机所需功率Pw(kW)(略去联轴器效率的影响)为Pw=Tn/9550式中：T-减速器输出轴的转矩，Nm； n-减速器输出轴的转速，r/min。电动机所需功率P0为P0=Pw/式中：-电动机至工作机之间的传动总效率。对于本作业的两级传动，=12。其中1为V带传动的效率(包括一对轴承效率在内)，2为齿轮传动的效率(包括一对轴承效率在内)。其数值可参看机械设计手册或教材。由于电动机的额定功率Pm应等于或略大于电动机所需功率P0，因此选择电动机时通常取Pm=(11.3)P0。2各级传动比的分配传动装置的总传动比为i=nm/nw式中：nm-电动机的满载转速，r/min； nw-电动机的转速，即减速器输出轴转速，r/min。本作业的传动装置为二级传动，总传动比i=i1i2。其中i1和i2分别为V带传动和齿轮传动的传动比。为了使传动装置尺寸较小，结构紧凑，应使i1fplot(w,0 215) 得右图） 图（6） 所以设计满足要求是合理的。五所选轴承的寿命分析计算 由所选轴承我们可得轴承受力模拟图（7） 因为：Fa3Fa2 = Fa 图（7）由Fa + Fs2 e1 由线性插值可得 x=0.44,y=1.25 所以可得：P2=fp(x Fr2+y Fa2)=1260.84N所以：FA3 /Cor=0.162 ， 由线性插值可得 e1=0.495FA2 / Fr2e1 由线性插值可得 x=0.44,y=1.13 可得：P3=fp(x Fr3+y Fa3)=19506.71N所以：我们可计算轴承寿命如下： 第三篇 机械设计大作业-心得体会&意见建议在实践中提高自己 -谈 作本次机械设计大作业的心得体会作为一名机械系，机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的大作业是十分有意义，而且是十分必要的。 在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。 作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，由于本次大作业要求用Solid works 制图，所以我们还要自学这门软件。虽然过去从未接触过它，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率好高，记得大一学CAD时觉得好难就是因为我们没有把自己放在使用者的角度，单单是为了学而学，这样效率当然不会高。边学边用这样才会提高效率，这是我作本次大作业的第二大收获。但是由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指导。 谈谈我的意见和建议： 首先，我觉得老师给我们作类似的大作业是十分必要的，这不仅可以提起我们对这门课的学习兴趣，同时还可以在专业上用实践锻炼一下我们，使我们不但不在对所学专业感到陌生，而且还可以培养大家的积极性。 其次，我想老师应尽量找一些最新的工程问题（可以去公司.厂家联系）带这经济诱惑去作我想大家会有更高的积极性，最后把最好的方案提交给公司.厂家，这样不仅可以把我们的学生宣传出去，帮助学生的就业，还可以扩大学校，特别是院系的影响。一举两得，何乐而不为。（仅代表个人意见，仅供参考） 姓名：（ 签名） 学号： 第四篇 机械设计大作业- 附录1 轴承轴承-7214C-重量1.1kg-=15基本尺寸/mm基本额定载荷1kN其它尺寸/mm极限转数r/min安装尺寸/mmdDB CrCord2D2arminr1min脂油daminDamaxramax701252470.260.08910925.31.50.645006700791161.5表（1）（ 注：械设计手册第四版 第二卷 化学工业出版社 ） 2 键槽键槽公称直径d公称尺寸bhC或rL 的极限偏差（较紧）深度75-85 22140.60-0.8063-250轴 t毂 t1905.4表（2）(注：画法几何及机械制图 东南大学出版社p337)密封件/mm8010278910082815轴径Dd1B1D0d0bB3 密封件 表（3）（注：机械零件设计手册第二版 中册 冶金工业出版社） 4 Solid 三维图的图片捕捉 键 箱体壁 挡 圈 轴 套 齿轮2 齿轮3 轴 轴承 装配体1 装配体2 第五篇 机械设计大作业-参考书目1械设计手册第四版 第二卷 化学工业出版社 2画法几何及机械制图 东南大学出版社 3机械零件设计手册第二版 中册 冶金工业出版社 4机械设计高等教育出版社二级圆柱齿轮减速器设计论文+说明书+CAD图V带传动和齿轮传动的设计解： 电动机的选择电动机的类型和结构形式 按工作要求，一般选用Y系列三相异步电动机（JB3074-1982）为卧式结构。结构形式：基本安装B3型，机座带底脚，端盖无凸缘，额定电压380V.选择电动机的容量工作机所需工作功率 （略去联轴器效率的影响）为 式中：T-