2016减速器机械设计课程设计计算说明书

目录第一章设计任务第二章传动装置整体设计21传动方案确定22选择电动机23传动比分配24运动参数及动力学参数计算第三章传动零件的设计计算31V带传动设计计算32齿轮传动设计计算第四章轴系零件的设计计算41轴设计计算42轴的结构初步设计43滚动轴承设计计算44联轴器选择与计算45键联接选择与计算第五章减速器草图设计51箱体结构设计52从动齿轮结构设计53润滑54密封第六章相关参数的验证及误差分析61传动比的验算及误差分析62轴长的验算及误差分析第七章总结致谢附录第一章设计任务原料车间一运输冷料的带式运输机，由电动机经一级减速传动装置，该减速传动装置系由单级齿轮减速器配合其他传动件组成。该带式运输机折合每日两班工作制，工作期限5年。设计此传动装置。参数工况运输机主动鼓轮轴输入端转矩/WTMN主动轮直径MD/运输带速度1/SMVW50035015工作年限工作班制52第二章传动装置整体设计21传动方案确定211确定同步转速和总传动比考虑到电动机转速、级数、尺寸、重量、价格及传动装置的传动比、级数、传动尺寸和成本等诸多因素，初步确定电动机的同步转速。由电动机的同步转速ND及工作机的输入转速NW确定总传动比。212确定传动类型和级数参考传动机构的性能及运用范围结构【表21机械设计常用标准】；结合性能要求和工作特点；采用V带传动、圆柱齿轮、链传动相结合的三级；传动装置图如下。22电动机的选择（1）工作机的输入功率WP60100060100015350WNVD81851R/MIN/9550（50081851/9550）KW4285KWPT（2）总效率总带为V带传动，齿轮为7级精度（稀油润滑），滚动轴承为角接触球轴承，链传动为滚子链（开式）传动，联轴器为弹性联轴器。80912098052424联轴器链轴承齿轮带总T500NMV15M/SPM55KWNM1440R/MINY132S4（3）所需电动机输出功率0PKWPW358240总查机械设计课程设计得额定功率55KWMP电动机选用Y132S4满载转速NM1440R/MIN23传动比分配传动装置的总传动比593178/140/NWMI总取则4减I2带I25937带减总链I24运动参数及动力参数计算TNP、功率的计算PKW038593050I带K4齿轴承转速的计算NMIN/72I/2/14/IRRINM带180N70I减转矩的计算TNNPTI8236720/3859/950IM5914将上述数据列表如下轴号功率KW/转速1IN/R转矩N/I503872066823II4888180259336第三章传动零件设计计算31V带传动设计设计条件水平对称布置，电机转速，KWP305MIN/140RN从动轮转速，每天工作16个小时。MIN/722RNI设计过程所用图、表由机械设计基础查得。（1）计算功率由表136查得，故CP1AKKA36051（2）选普通V带型号根据、查图1312选用A型VC1N带选择小带轮基准直径参考表137和图1312得小带轮基准直径为，故MD21MND521902170421取（4）验算带速VSSD/48/63160在525范围内，带速合适。SM/确定带长和中心距按公式DL210217DDA选则A0MDD791535042214350212查表132，取，同时查得MLD60LK实际中心距为AD260（6）验算小带轮包角11209673524180D因此，包角合适。确定V带的根数由表135查得、A型V带MD1IN/41RNKWP6210，其中传动比，IBKNP141212DI由表139得，由表138得，则12IK310BKKWNPIB6240031由表1310得，由表132得，则V带根数为969L，取根。753061020LCKZ4Z（8）计算张紧力由表131查得0FMKGQ/NZVPC21892483550（9）计算压轴力QZ85967SIN35SIN21032齿轮传动的设计计算设计条件7级精度、对称布置（斜齿轮）、单向转动、载荷平稳、MIN/7201RNKWP0385选材小齿轮45钢调质处理230HBS大齿轮45钢正火处理200HBS确定基本参数取小齿轮齿数初设螺旋角261Z10齿数比（减速传动）则大齿轮齿数4减I042612Z设计过程中所用图、表由机械设计基础查得321接触疲劳强度计算（1）计算小齿轮转矩1TMNNNPT4068272035950（2）确定载荷系数由于载荷平稳，由表114取K1AK已知齿轮为7级精度，调质处理，并初设，由表115SV/3取1VK对于7级精度软齿面齿轮，由表119取2齿轮在轴上对称布置，轴刚性大，软齿面，由表118取，1D由图117取051K因此，该斜齿轮圆柱齿轮传动的载荷系数为K29123VA（3）确定弹性系数、节点区域系数、重合度系数和螺旋角系EZHZZ数Z钢对钢的弹性系数查表116得，初设，MPAE810则由图119可查得节点区域系数，重合度系数462HZTXZ1对斜齿轮可取，90X6910COS1426381COS12382ZT由此可得890TXZ螺旋角系数21COS（4）计算许用接触应力因为大齿轮的硬度比较低，其强度较差，H故接疲劳强度按大齿轮计算即可。大齿轮45钢，正火处理，200HBS，由图1110取，MPAH50LIM按表117查得其失效概率为1得。1HS大齿轮许用接触应力为MPA502LIM2（5）计算小齿轮分度圆直径1DMMKTZDDHE428941168209509281613322（6）验算速度，VSSND/0674316与初设相符。322确定传动尺寸（1）确定模数，取NMMZDN87126COS489COS1MM2NM（2）确定中心距，AN0530COSCOS21中心距应圆整为整数，取MA32（3）确定螺旋角保留到秒21125986132046ARCOSARCOSZMN（4）确定齿轮分度圆直径（保留到小数点后三位）21D、MZMDN8059COS6112042（5）确定齿宽1B、，取DB852B52M6051323弯曲疲劳强度验算（1）确定齿形系数、应力修正系数、重合度系数及螺旋角系数FAYSAYYY小齿轮的当量齿数为，27986COS331ZV大齿轮的当量齿数为。105332V查图1112和图1113得82146153221SAFASAFAYY、重合度系数因已知故790TX、650719TX螺旋角系数0146（2）计算许用弯曲应力小齿轮45钢，调质处理，硬度为230HBS，F查图1114得MPAPAF302LIM1LIM、因为，查图1115，可取尺寸系数2N01XY失效概率为1，查图117得安全系数FS计算许用弯曲应力PAYSXFF40140332LIM21LI1（3）验算弯曲疲劳强度MPAMPAYMBDKTFSAFNF4303462906531528562911MPAMPAYFS408756315284361122因此，满足弯曲疲劳强度条件。324齿轮相关参数的计算（1小齿轮参数的计算分度圆直径；MD80521齿顶圆直径；MNA805620齿根圆直径；F47851旋向左旋。（2）大齿轮参数的计算分度圆直径；D202齿顶圆直径；MNA2015201齿根圆直径；MF652旋向右旋。参数主动轮从轮模数/MM22齿数26104齿/MM6055分度圆直径/MM52800211200齿顶圆直径/MM56800215200齿根圆直径/MM47800206200螺旋角1259中心距/MM132旋向左旋右旋精度等级7级第四章轴系零件设计计算41轴的设计和计算411轴I的设计和计算（受力分析见附录1）设计条件NFQ8125MTI8236轴上齿轮分度圆直径D0对称分布刚性大阶梯轴主动轴左旋设计中用到的图、表由机械设计基础查得（1）选材选用45钢并经过调质处理，由表151和表153查得硬度为217255HBS，MPAPAMABBB5102606501、轴长的估算参照机械设计课程设计对轴长进行估算两轴承之间跨距为MADEL42221靠近带轮轴承的中心到大带轮中心的距离EFGHKMA589120510625垫圈轴总长MDLL76045（垫圈）其中，大带轮宽度MBZ1E2F411521065MM（3）画轴的空间受力简图，如图1NDTFT529806321ANTR0193586COSTANCOS3TA4151（4）作水平面内的弯矩图,如图2HMNLLFADFRQRHA48165142/401935852/80511LDAARQRHB61314280521093581251截面C左侧的弯矩为MNLAFLMQRHA8472589050748165/33截面C右侧的弯矩为MNLH1/72612/RB2截面A处的弯矩为AFQ6720589（5）作垂直面内的弯矩图，如图3VMNFTRVBA7812645291截面C处的弯矩为MNLRVAC089110/（6）作合成弯矩图，如图4截面C左侧合成弯矩为MNMVCH23891222121截面C右侧合成弯矩为41052222截面A处的合成弯矩为HA67（7）作转矩图，如图5TTI83（8）作当量弯矩图，如图6E单向传动，转矩脉动循环，校正系数5801BMNTMAE292365807122C013931122,43ECEEMMN所以，D8650（9）计算危险截面处的直径A处MDBEA097601259133C处MBEC820331因C处有键槽，故将直径扩大5，即690517D处MDBED6019331因D处有键槽，故将直径扩大5，即8412轴的设计和计算（受力分析见附录2）设计条件MNT36259轴上齿轮分度圆直径D01设计中用到的图、表由机械设计基础查得（1）选材选用45钢并经过调质处理，由表151和表153查得硬度为217255HBS，MPAPAMABBB5102606501、（2）轴长的估算该轴的轴承之间的长度应与轴I轴承之间的长度相同，即ML4（3）画轴的空间受力简图，如图1在数值上NFRATT01935422、（4）作水平面内的弯矩图,如图2HMNLDFRARHB8014142/0935/4/22NFRRBA7093581截面C左侧弯矩为MLFRHAC35722/3截面C右侧弯矩为NLMB0910148/2（5）作垂直面内的弯矩图，如图3VNFTRVBA726592MLC091/14786/（6）作合成弯矩图，如图4截面C左侧合成弯矩为NMVCH5710691235722121截面C右侧合成弯矩为M6490222（7）作转矩图，如图5TT（8）作当量弯矩图，如图6E单向传动，转矩脉动循环，校正系数5801BMNTMCEC9362598057122221NEDEB7（9）计算危险截面处的直径C处DBEC41360110332因C处有键槽，故加大5，即M98254B处、D处MBEDDB307331B处、D处也加大5，即M02942轴的结构设计（见附录1,2图7）根据31、32、41的计算结果对轴的结构进行初步设计。43轴承的选择和计算431轴I两端轴承的选择和计算设计条件承受径向轴向联合载荷，选用公称接触角为的25型角接触球轴承；AC70转速轴承内径，预期使用寿命为12000到MIN/720RMD4015000H设计中用到的图、表由机械设计基础查得。（1）计算轴承1、2的轴向负荷FR、21NFFRVAHAR4720837648521BB6132NA54（2）计算轴承1、2的内部轴向力NRS7614086801F95283因为2174SSF因此，轴承2被压紧，1被放松NA6FSA285412（3）计算轴承1、2的当量动负荷由表178查得型轴承AC70，680E而6016837/2RAF684231/1RAF查表178得042YXYX、，、NPARR1787222NY403111（4）计算所需的径向基本额定动负荷RC因为，故以轴承2的当量动负荷为计算依据，12R1RP轻微冲击负荷，查表176得，工作温度正常，查表175得PF1TF所以，KNNLFPCHTRPR592167052371167031由机械设计常用标准查得型轴承的径向基本额定动负荷AC8，符合设计要求。235RRKN432轴两端轴承的选择和计算设计条件承受径向轴向联合载荷，选用公称接触角为的25型角接触球轴承；AC70转速轴承内径，预期使用寿命为12000到MIN/180RMD4515000H设计中用到的图、表由机械设计基础查得。（1）计算轴承1、2的轴向负荷FR、21NFFRVAHAR031497869374221BB502NA54（2）计算轴承1、2的内部轴向力NRS9415396801F0867因为，125SSF1被压紧，2被放松；NA3086NFSA8130865421（3）计算轴承1、2的当量动负荷由表178查得型轴承AC7，680E而680349/1RAF5012/2RA查表178得71YXYX、，、NYPARR9673411N50222（4）计算所需的径向基本额定动负荷RC因为，故以轴承1的当量动负荷为计算依据，因为轻微21R1RP冲击负荷，查表176得，工作温度正常，查表175得PFTF所以，KNNLFPCHTRPR510167580917521670311由机械设计常用标准查得型轴承的径向基本额定动负荷AC，符合设计要求。83RRN44联轴器的选择从动轮外伸端联轴器的选择设计条件MIN/18036259RT、（1）选择类型考虑到转速较低，传递功率不太大，安装时不易保证完全同轴线，故选用弹性柱销联轴器。（2）计算名义转矩由机械设计基础查表181取，51AK，轴的径为NTKAC038962591MD3（3）选择型号参考机械设计课程设计表64选择联轴器型号为,GB/T50142003,653YAHL联轴器Y型孔，A型键，孔长。M6045键的选择及计算451轴I外伸端键的选择和计算（1）键的选择该处用键联接大带轮和轴I，由电动机外伸端直径及第五章轴的设计，该处轴的直径设定为，MD32由机械设计课程设计查表51，选择A型普通平键公称尺寸B8,10H大带轮宽度MBZ1E2F411521065MM，带轮与轴接触部分轴长取为，M65故键长为L65956MM（按L系列取值），工作长度为MBLL41056材料为45钢。（2）键的校核由于轮毂材料为铸铁，故其强度最弱，按其挤压应力进行校核。该处键联接有轻微冲击，查机械设计基础表1011得，MPAP605轴1转矩MNT82361，符合设计要求。PPPADLH72404选择圆头普通平键（A型）B10MM、H8MM、L56MM键A1056GB109690452轴I键的选择和计算（1）键的选择该处用键联接主动轴和主动齿轮，齿根圆直径DF47800MM；轴径D45MM查机械设计基础表1010取B14MM、H9MMT138MMX（DFD）/2N4MM因此，此处应更改设计为齿轮轴。453轴键的选择和计算（1）键的选择该处用键联接从动轴和从动齿轮，直径为，由机械设计课程设计查表51，选择A型普MD50通平键，94大齿轮轮缘宽度B255MM，轮毂宽度L（1215）D，取65MM，配合段轴长60MM左右故键长为L601050MM，工作长度为MBLL361450材料选45钢；（2）键的校核齿轮轮毂材料为45钢，按其挤压应力进行校核。该处键联接有轻微冲击，查机械设计基础表1011得，MPAP1502MNT36259，符合设计要求。PMPADLHT03694选择圆头普通平键（A型）B14MM、H9MM、L50MM键A1450GB109690454轴外伸端（与联轴器配合）处键的选择和计算（1）键的选择该处用键联接从动轴和联轴器，直径为，由机械设计课程设计查表51，选择A型普MD35通平键80轴段长58MM，故键长为L58850MM（按L系列取值），工作长度为BLL401材料选45钢；（2）键的校核联轴器的键不需要校核选择圆头普通平键（A型）B10MM、H8MM、L50MM键A1050GB109690第五章减速器草图设计51箱体的结构设计机械设计课程设计P34表61减速器铸铁箱体的结构尺寸知1减速箱体厚度部分下箱座壁厚及上箱盖壁厚均取8MM下箱座剖分面处凸缘厚度B15158MM12MM上箱座剖分面处凸缘厚度B1151158MM12MM地脚螺栓底角厚度P25258MM20MM箱座上肋厚度M0850858MM68MM取8MM箱盖上肋厚度M08510858MM68MM取8MM2安装地脚螺栓部分单级圆柱减速传动中心距A200MM则地脚螺栓直径D16MM地脚螺栓通孔直径D20MM地脚螺栓沉头座直径D045MM地脚螺栓凸缘尺寸（扳手空间）L125MML222MM地脚螺栓数目43安装轴承旁螺栓部分单级圆柱齿轮传动中心距A200MM则轴承旁联接螺栓直径D12MM轴承旁连接螺栓通孔直径D135MM轴承旁联接螺栓沉头座直径D026MM剖分面凸缘尺寸扳手空间）C120MMC216MM4安装上下箱体螺栓部分单级圆柱齿传动中心距A200M则上下箱连接螺栓直径D210MM2上下箱联接螺栓通孔直径D11MM上下箱连接螺栓沉头座直径D022MM箱缘尺寸（扳手空间）C118MMC214MM轴承盖螺钉直径D38MM轴承座外径D21120MMD22125MM箱体内壁至轴承盖端面的距离KC1C2582016584144MM取44MM箱体内壁与轴承座端面的距离FK448MM52MM轴承旁凸台的高度H综合考虑低速轴轴承盖外径D2及MD1对扳手空间L要求由结构确定为70MM轴承旁凸台的半径RC216MM取为19MM轴承旁螺栓距离为防止螺钉及螺栓干涉，同时考虑轴承座刚度，SD2取S125MM检查孔盖联接螺栓直径D404D0416MM64MM6MM取D46MM圆锥定位销直径D508D20810MM8MM减速器中心高H1112A1112132MM13214784MM适当提高到157MM大齿轮顶圆与箱内壁间距离为112128MM96MM取16MM齿轮端面与箱内壁间距离为28MM，取145MM52从动齿轮结构设计（附录3见零件图“齿轮”）主动轴为齿轮轴无需单独设计齿轮齿顶圆直径DA215200MM查机械设计课程设计表66圆柱齿轮的结构及尺寸知应设计成锻造辐板式齿轮D50MMB55MMD116D16MM80MML1215DB取L65MM0254MN58MM不小于8MM10MM）取为8MMF29120D005D2D10519020080000MM135100MMD01525MM要求均布，取25MM53润滑C0203B11165MMR05C05165825MM取165MM54密封齿轮传动采用浸油润滑，选用150号齿轮油【表629机械设计课程设计滚动轴承中采用脂润滑，选用代号为ZGN692滚珠轴承脂SY151482【表630机械设计课程设计】。541轴承密封轴承伸出端采用毡圈密封形式，结合机械设计课程设计表631选轴为毡圈38JB，轴毡圈42JB轴承靠箱体内侧用挡油盘密封542箱体结合面的密封在箱盖与箱座结合面上涂密封胶或水玻璃，同时也可在箱座结合面上开回油沟以提高密封效果。此外凸缘式轴承端盖，检查孔盖，放油螺塞处也要密封。【机械设计课程设计】第六章相关参数的验证及误差分析61确定精确传动比及其误差分析、192链I42610ZI齿1DV953710V齿链精确II520精确总精确传动比误差I符合设计误差的要求。62轴长的误差分析根据最终装配图测量计算的轴1总长为ML2691轴10027601轴轴估轴长的误差L符合设计误差的要求。根据最终装配图测量计算的轴2总长为L3轴1049106702轴轴估轴长的误差L符合设计误差的要求。参考资料1机械设计基础陆萍山东科学技术出版社2010年1月2机械设计常用标准黄珊秋葛培珙山东大学出版社2010年1月3机械设计课程设计黄珊秋机械工业出版社2010年7月4机械制图廖希亮邵淑玲山东科学技术出版社2002年6月附录1轴1受力分析及初步设计2轴2受力分析及初步设计3从动齿轮的设计（零件图）第七章总结致谢71总结本次课程设计任务是设计带式输送机传动装置即单级齿轮传动减速器，历时两周。在设计过程中综合运用了机械设计、机械制图、工程力学、材料成