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武汉理工大学机械设计基础课程设计说明书机械设计基础课程设计计算说明书设计题目 院(系) 设 计 者 指导老师 目 录1减速器的设计任务书11设计目的：设计带式运输机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。12工作条件及要求：用于铸工车间运型砂，单班制工作（8小时工作制），有轻微振动，使用寿命为10年，轴承寿命为3年。带式运输机的工作数据如下：运输带工作拉力F（N）运输带的速度V（m/s）卷筒的直径D（mm）800272301传动方案设计根据已知条件可计算出卷筒的转速为若选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机则可估算出传动装置的总传动比为4.28或6.69，考虑减速器的工作条件和要求，暂选下图所示传动方案，其特点为：减器的尺寸紧凑，闭式齿轮传动可保证良好的润滑和工作要求。2、 电动机的选择计算2. 1 电动机的选择2. 1. 1电动机类型的选择根据动力源和工作要求，选Y系列异步电动机。2. 1. 2电动机功率Pe的选择工作机所需功率 。由传动示意图可知：电动机所需的有效功率式中，为传动装置的总效率 。设分别为弹性联轴器（2个）、闭式齿轮（取齿轮精度为7级）、滚动轴承（3对）、运输机卷筒的效率。查表得，则传动装置的总效率电动机所需功率查表选取电动机的额定功率为3KW。2. 1. 3电动机转速的选择由工作机所需的转速r/min，额定功率查表选取满载转速为r/min，,同步转速为1000r/min的Y132S-6型电动机，则传动装置的总传动比，且查得电动机的数据及总传动比如下： 电动机型号额定功率 KW同步电动机 r/min满载转速 r/minY132S-631000960总传动比周伸尺寸DE中心高 mm平键尺寸 FG4.2838801321033 2. 2 传动比的分配由传动比示意图可知：只存在减速器的单级传动比，即鄙视圆柱齿轮的传动比，其值。2. 3 传动装置的运动和动力参数计算2. 3. 1 各轴的转速计算由传动示意图可知，轴1，2，3，4的转速：r/minr/minr/minr/min2. 3. 2 各轴的输入功率计算因为所设计的传动装置用于专用的机器，故按电动机的所需功率计算。 轴1,2,3,4的输入功率：KWKWKWKW各轴的转矩计算轴1,2,3,4的输入转矩：将上述结果列于下表中，以供查询。轴号转速 r/min功率P kw转矩T Nm传动比 i19602.41324i=1i=4.28i=129602.38923.77 3224.32.31898.744224.22.27296.783. 齿轮传动的设计计算如示意图所示：齿轮1和2的已知数据如下表：齿轮功率P KW转速n r/min转矩T Nm123. 1选择齿轮精度：按照工作要求确定齿轮精度为7级。3. 2 选择齿轮材料：考虑到生产要求和工作要求，查图表，可得齿轮1、齿轮2的选材，及相应数据如下：齿轮材料热处理硬度弯曲疲劳极限应力接触疲劳极限应力145钢调质245钢正火由于该齿轮传动为闭式软齿面，主要失效形式为疲劳点蚀，故应按接触疲劳强度经行设计，并校核其齿根弯曲疲劳强度。3. 3 许用应力计算：齿轮1,2的循环次数（使用寿命为十年）为：查图得：,;设，取（两齿均为软齿面）可求得：3. 4. 按接触疲劳强度经行设计小齿轮的名义转矩选取个系数并列表：载荷系数齿宽系数重合度系数(斜齿轮电动机传动）（软齿面）初定齿轮的参数：取，。初算分度圆直径并确定模数和螺旋角：因两轮均为钢制，则：圆整取3.5 计算齿轮的几何尺寸螺旋角， 法向模数，分度圆直径：齿顶圆直径：齿根圆直径：齿宽：校核齿根圆的弯曲疲劳强度当量齿数： 再查图得端面重合度再查，则则由上述计算可得，齿根弯曲疲劳强度足够。3. 6 计算齿根的圆周速度：=1.95m/s 故使用脂润滑3. 7 齿轮的受力分析：齿轮，的受力情况如下图所示： 各力的大小分别为 圆周力： 径向力： 轴向力：4轴的设计计算及联轴器的选择 41选择轴的材料该轴无特殊要求，因而轴2选用调质处理的45钢。查表知。轴3选用正火处理的45钢，查表知42初算最小轴径轴的轴径即为电动机外伸轴直径高速轴（与齿轮配合）： 查表取C=117并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径：低速轴（与齿轮配合）： 查表取C=110，并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径:轴：查表取C=110，并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径: 43联轴器的选择由电动机外伸轴径及传动要求，公称转矩，查表选取LM4弹性套柱销联轴器，故取轴与联轴器连接的轴径为30mm。因为轴与轴的最小轴径分别为并考虑传动要求，公称转矩，查表选取凸缘联轴LT4，故轴与联轴器连接的的轴径为32mm，轴与联轴器连接的的轴径为32mm。44轴承的选择根据初算轴径，考虑轴上零件的轴向定位和固定，假设选用深沟球轴承，查表可估选出装轴承处的轴径及轴承型号，见下表：轴号装轴承处的轴径轴承型号230mm滚动轴承6206 GB/T276943 35mm滚动轴承6207 GB/T276-9445轴的设计计算461轴径和轴长的设计高速轴:D1=22mm D2=26mm D3=30mm D4=35mm D5=40mm D6=35mm D7=30mmL1=50mm L2=50mm L3=16mm L4=20mm L5=62mm L6=20mm L7=18mm低速轴：D1=28mm D2=31mm D3=35mm D4=40mm D5=50mm D6=45mm D7=35mm L1=60mm L2=50mm L3=45mm L4=44mm L5=11mm L6=17mm L7=17mm4.6.2 低速轴的校核1. 受力分析：低速轴上齿轮的受力情况，已经分析清楚（见3.7）。2.轴承的支反力：水平面上的支反力：垂直面上的支反力：3. 画弯矩图：剖面C处水平面的弯矩：垂直面上的弯矩：合成弯矩：画转矩图4. 画当量弯矩图：因单向回转，视转矩为脉动循环。已知查表得，则剖面C处的当量弯矩： A D Ft2 B C水平面的受力和弯矩图 FRA FRB 612.313N.m垂直面的受力和弯矩图 Fa2 Fr2 FRA FRB 425.361N.m 22.561N.m合成弯矩图 49.660N.m 40.440N.m转矩图 T2=23.77N.m当量弯矩图 42,733N.m 51553N.m T2=13.81N.m5. 判断危险剖面并验算强度：a) 剖面D当量弯矩最大，而其直径与邻段相差不大，估剖面D为危险剖面。已知b) 剖面C处的直径最小，顾该剖面也为危险剖面 所以其强度足够。5.键连接的选择计算 各处的键均采用有轻度冲击的普通平键半圆键的联接方式，查表可得电动机处的键是查表所得，故无须校核。低速轴联轴器处选键A87 GB1096-79，其挤压强度为低速轴齿轮处选键A128 GB1096-79，其挤压强度为所以各键强度足够.6.滚动轴承的校核在轴的设计计算部分已经选用如下表所示深沟球轴承：轴号装轴承处的轴径轴承型号30mm滚动轴承6206 GB/T276-9435mm滚动轴承6207 GB/T276-94低速轴轴承的校核6.1轴的受力状况及轴承载荷计算水平面上的支反力：垂直面上的支反力：轴承所承受的径向载荷轴向外载荷轴承的转速n=224.2r/min单班制工作，预期寿命10年，则 6.2求当量动载荷FAFR2FR1查表取 按图，轴承未承受轴向载荷，故轴承受轴向载荷；，查表取，查表取故仅计算轴承的寿命即可。6. 3求轴承的寿命实际寿命比预期寿命大，故所选轴承合适。7.润滑和密封方式的选择7.1齿轮润滑剂的选择因是闭式齿轮传动，且齿轮选用 45钢，调质处理，其硬度 且节圆处：所以两个齿轮均采用油润滑，但不开油沟，选择润滑油的黏度为266（32），选择油的代号为L-CKC320中负荷工业齿轮油GB/T 5903-1995。7.2齿轮的润滑方式采用油池浸润润滑。7.3轴承的润滑由，故采用脂润滑。7.4密封方式的确定根据减速器的密封要求，选择接触式密封方式，根据轴径查表分别选择油沟和毡圈油封及槽，分别选：毡圈50 JB/ZQ4406-86。箱体剖分面上允许涂密封胶或水玻璃，不允许塞入任何垫片或填料。8.箱体及附件的结构设计和计算8.1减速器铸造箱体的结构尺寸参照表5-1各部位尺寸列于下表：名称符号结构尺寸名称符号结构尺寸箱体壁厚8mm连接螺栓轴承旁螺栓直径d112mm箱盖壁厚18mm沉头座直径D126mm凸缘厚度箱座b12mm通孔直径d1/13.5mm凸缘尺寸C120mmC216mm箱盖B112mm箱体箱座螺栓直径d28mm沉头座直径D218mm底座B220mm通孔直径d2/9mm轴承旁凸台高度h30mm螺栓间距l160mm半径R116mm凸缘尺寸C115mm轴承盖外径D2122mmC212mm地脚螺钉直径df16mm轴承盖螺钉直径d38mm数目N4个视孔盖螺钉直径d46mm通孔直径Df/20mm定位销螺钉直径d6mm沉头座直径D045mm箱体外壁至轴承端面的距离L150mm底座凸缘尺寸C125mm大齿轮顶圆与箱体内壁距离110mmC223mm齿轮端面与箱体内壁的距离210mm肋厚箱座m8mm箱座高度H135mm箱盖m18mm油面高度h 50mm铸件有1：20的拔模斜度，铸造圆角半径取R=2mm,沉头座锪平。8.2附件设计8.2.1窥视孔和视孔盖窥视孔开在啮合区的上方并有适当的大小，窥视孔平时用盖板盖住，加密封垫圈，螺钉连接。尺寸如下： 8.2.2通气器选M121.25型通气塞。8.2.3起吊装置选吊耳环和吊钩。吊耳环尺寸为：吊钩尺寸为：8.2.4 油面指示器选油标尺M12。8.2.5油孔和螺塞放油孔位于箱座内底面最低处，内底面作成1度至1.5度斜面，油孔附近作出凹坑。采用螺塞M16x1.5JB/ZQ4450-1986型外六角螺塞，加装封油垫。8.2.6起盖螺钉采用螺栓GB5783 M1035，螺钉端部作成圆柱端。数量为2个。8.2.7定位销采用销GB117 A830 ，两个，非对称分布。9.设计小结通过了近十天的实践，自己比较全面的完成了本次课程设计，完成了全部的图纸及编写设计计算说明书的任务。我认为我的设计只能说是基本完成了设计任务书的要求，并且设计方案还有很大的欠缺，比如，我的设计方案中存在齿轮的中心距过小，设计寿命过长，浪费材料等问题，但由于时间较紧，没有去改变设计方案，也没有对所有的零件进行校核。但不管怎么样，这次我独立完成了整个设计，并且有一个成型的方案，仅管有许多的不足，但也基本满足了设计任务书的要求。在这次课程设计，由于是初次进行相关的工作，在各个方面均出现了不同程度的错误，例如在设计低速轴时，由于计算寿命过长，我先对轴进行了一次修正，在画装配图时，又发现存在问题，又对轴进行了一次修改。像低速轴这种情况在这次课程设计中在许多的零件中都出现了，我们需不断地发现问题并较正。此外，这次课程设计还有一个难点就是查表，刚开始接触这些表时，感觉很难适应，有时候都不知道该如何下手，但后来用多了，渐渐感觉查表也是有规律的。最后一个就是画图，我选用的是用CAD制图，或者说，自己上学期自学了CAD第一次用在实践中，感觉自己对制图规范掌握存在严重问题，自己需克服这个问题，还有一点就是对CAD不常用的操作还不太熟练。通过这次设计，我基本掌握了设计机械的总的基本方法以及设计流程，掌握了如何迅速查阅资料、进行校核，掌握了如何一边设