机械设计课程设计说明书单级圆柱减速器(1)

1、计算项目及内容主要结果汕头职业技术学院Pw = 1.65kw机械设计 =0.87h = 2.5课程设计任务书k - 4题目：带式输送机传动装置的设计口 = 367r /min院系：汕头职业技术学院n2 = 95.53r / mi n专业：机电一体化取 D2 = 250mm班级：机电一体化2班取Z=4根学号：0930603208由表姓名：谢少江q = 0.10kg / m起讫日期：2010.12.28Fq=919.84KN指导教师：蒋燕老师选9级精度教研室主任：Z1=25审核日期：汕职院机电系教研室Z2=100b = 45mm2010年12月目录b2 = 40mmth = 58400ha F1

2、a f1 第一早设计任务书3C F2 fc F2第章 传动方案的拟定4Gf】 = 122.76MP第三章电动机的选取计算4avkF第四章 V带选择7dj = 37.5mm第五章齿轮设计9d2 = 150mm第六章 轴的设计11第七章轴承的校核第八章键的选择第九章联轴器的选择第十章润滑和密封第十章设计小节第十二章参考资料222324242528a=93.75mm合成弯矩M = . Mxy2Mxz2da J22.69 乞 dad = 21.71合成弯矩第一章设计任务书:一、课程设计题目工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平缓，室内 工作，有粉尘，环境最高温度 35C;使用折旧年限：8年检修间隔期

3、：四年一次大修，两年一次中修，半年一次 小修；动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V;运输带速度允许误差：士 5%;制造条件及生产批量：一般机械制造，小批量生产原始数据：第 1组：运输带拉力F=1.5x103，运输带速度原始数据运输带拉力F (N)运输带速度V (m/s)卷筒直径D(mm)第2组31E101 .1220V=1.1m/s，卷筒直径 D=220mm。二、课程设计内容1、电动机的选择和传动装置运动和动力参数的计算;2、传动零件(如齿轮、带传动)的设计;3、轴的设计;4、轴承及组合部件设计;5、键联接的选择及校核M 二.Mxy2Mxz2d3 = 24.50mm _ 44d2

4、= 24.10mm 乞 406、箱体、润滑及附件的设计；7、装配图和零件图的设计；8、设计计算说明书的编写。三、课程设计的要求1、减速器装配图一张（1号图纸）；2、零件工作图两张（中间传动轴零件图，齿轮零件图）；3、设计计算说明书一份（包括总结）；4、时间：12月281月8号。课程设计完成后进行答辩。第二章传动方案的分析和拟定本设计采用带传动和单级圆柱齿轮传动，传动见图如图2-1电动机第三章电动机的选取计算一、电动机的选取：（电动机如何选取：涉及手册187页；电动机 的各种型号：机械设计手册167-181页）1、选择电动机类型：按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三项异步电动机，电压380V

5、2、选择电动机容量：运输带拉力F=1.5x103，运输带速度 V=1.1m/s,工作机所需功率为：Pw= FV10001 5 汉103 汉 11二10=1.65kw1000传动装置的总效率：Z22 03 04 35V带传动效率m=0.96，深沟球轴承传动效率（一对）=0.99， 直齿圆柱齿轮传动效率=0.97,联轴器传动效率5=0.99,卷筒传 动效率口5=0.96.（设计手册第5页）2a = 0.96 汉 0.99 汉 0.97 汇 0.99 汉 0.96 =0.87电动机输出功率为：PwPd = 5 =l=1.90kw0.87Pcd = K Pd因载荷变化不大，K=1.0，Pcd=1.90

6、kw，所选电动机额定功率为2.2kw （型号Y112M-6满足要求，额定功率p=2.2kw，机械设 计手册167页表12-1）3、确定电动机转速：滚筒轴工作转速：60x1000V60x1000x1.1“ 一 / nw 二=95.54r/m in兀DJi x 220V带传动比常用范围为=24，单级圆柱齿轮减速器传动比 i238，总传动比范围，总传动比范围i=632，故电动机转速范 围：nd = （6 32） x 95.54 = 573.24 3057.28r/min选择同步转速为1000r/min，电动机型号为：Y112M-6，满载转速 940r/min总传动比为：940i =9.8495.54

7、选取i1=2.5 （带传动比），则i2=4 （齿轮传动比）二、各级转速计算：n0940 c” /.n 1 _一 376r / mini12.5n0940n2 =95.53r / mini 9.84二、传动装置的运动和动力参数电动机：p。= Pd = 1.90kwno = nm = 940r / minP01 90T。95509550 汉 -19.30N mn0940轴1 （高速轴）：P1 =P0 m =1.90X0.96 =1.824kwn0940 c” /.n1 = =376r / mini12.5P11.82495509550汉-46.33N mn1376（低速轴）：P2T2=pi . 2

8、 3 =1.824 0.99 0.97 = 1.75kwn0940.n295.53r/mini 9.84P21 75= 9550 ：9550，： ：174.95N mn295.53（滚筒轴）:P3 =P2 2 4 =1.75 0.99 0.99 =1.72kwn3 = n2 二 95.53r / minP31.72T3 =9550一 : 9550 : 171.75N m13n395.53轴各轴的输出功率和输出转矩分别为各轴输入功率和输入转矩乘轴承效率:P1 = P1 . 2 =1.824 0.99 =1.81kwT1=T12 =46.33 0.99 = 45.87 N mP2 = P2 2 =

9、1.75 0.99 =1.73kwT2=T122 =174.95 0.99 =173.20N mpg P32 =1.72 0.99 =1.70kwT3=T32 =171.95 0.99 =170.23N m将上述参数汇成表格:轴名功率P/kw转矩T/N.m转速n/（ r/min）传动 比i输入输出输入输出电动机1.9019.639402.51轴1.8241.8146.3345.8737642轴1.751.73174.95173.2095.53滚筒轴1.721.70171.95170.2395.531第四章V带选择（教科书：97页例7-1） 、定V带型号和带轮直径：工作情况系数：由表， 心=1.

10、2 （教科书95页）计算功率：Pc 二 KaP = 1.2 2.2 二 2.64kw选带型号：选A型小带轮直径：由表，取 Di =95mm （教科书96）大带轮直径：D2 = （1 名）1*1= （10.01）疋95 940 = 235.125mm （设 n2376；=1% ）（教科书96页表7.9,从带轮基准直径系列中，选取大带轮的标准直径D2=250mm）大带轮转速： 彤=（1 一；jD*1 =（1 一0.01） 95 940 =353.628r/minD2250二、计算带长：（教科书96页）0.7（ dd1+dd2） a 2（dd1+dd2）初取中心距：a = 500mm带长：L0 =2

11、a 缶=（dd1 +dd2）+_处 =1541.73mm （根据教科24a书公式所求得）基准长度：由图，Ld = 1550mm （教科书94页表7-1）三、求中心距及包角中心距：a=500+ （Ld-L0）/2=500+ （1550-1542）/2=502mm小轮包角：D2 D1。250 95=180 60 =180 60 = 161.47a502四、求带根数：D1n1带速：v4.67 m / s60 汉1000传动比：i “1 = 940 =2.66n2353.63带根数：由表 7.4，P0=O.78kw，由表 7.6， k：，0.955由表 7.7， kL =0.975，由表 7.5，二P

12、 =0.2kw2.64(P .；0)4 (0.78 0.2：爲55 0.975 4 (取 Z=4 根)五、求轴上载荷:张紧力：（教科书97页）Pc 2.5-k：2F o = 500() qvvz ka2.642.5 0.9552= 500：() 0.10 4.67 =116.5N4.67 汇 40.955轴上载荷：0cd161 47FQ=2zF0Sin2 4 116.5 sin919.84N2 2小带轮大带轮小带轮包角161.47 =直径d/mm95250转速r /min940376带型号A中心距a/mm502带长L/mm1541.72基准长度Ld / mm1550带速v m/ s4.67传动

13、比i2.66带根数z4轴上载荷Fq/N919.84第五章齿轮设计（结合教科书143页例9-1进行设计，可按书上的做法简单设 计。注意几点：1、软齿面齿轮，齿面硬度小于等于 350HBS ； 2、 在硬度的确定上，一般小齿轮硬度应比大齿轮硬度高一些； 3、由 于软齿面齿轮其主要失效形式为疲劳点蚀，所以按齿面接触疲劳强 度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度）。计算完后，确定齿轮 的以下参数教科书146页表9.6。由上面可知，小带轮转速n1=376r/mi n,传递功率 P=1.824kw,传动比i=2.66.(1) 选择齿轮材料及精度等级：小齿轮选用45钢调质，硬度为220250HBS,大齿轮选用

14、45 钢正火，硬度为170210HBS,因为是普通减速器，由表 9.2选9 级精度。(2) 按齿面接触疲劳强度设计因两齿面均为钢质齿轮，可使用公式求出a值，确定有关参数 和系数：转矩 T1T9.55x106 1.824 N=4.6327x104376载荷系数K，查表9.4取K=1.1.齿数乙和齿宽系数3 ,小齿轮的齿数乙取为25,则大齿轮齿 数Z2 =100，选取=0.4，许用接触应力h 1 ,由图查得335 f KLh丿屮aU66x： 525 21.1x4.6327x1040.4x3.66= 82.48mm由表查得SH =1故tH 1 二叭讪1 =550 MPa =550MPaSH1Him1

15、 =550MPa，：- h lim 2 - 520MPa ，Sh-H 2J H lim 2520 MPa =520MPa12a乙 Z2=1.32mm 由表 9.1 取 m=1.5mm.确定中心距 a+Z2+100 )=93.75mm2 2齿宽b，蔦玄=0.4X93.75 =37.5mm经圆整后取b2=40mm，bi=45mm (为了补偿安装误差，通常使小齿轮齿宽略大一些。)(3)验算齿轮弯曲强度齿形系数论=2.71,Yf2 =2.12许用弯曲应力1由图查得匚Flim1 =185MPa ,2 =165MPa由表查得Sf =1.3F lim 1Sh185MPa =142MPa1.3-F1-F2tF

16、 2 = lim2SH165 MPa =127MPa1.32KYF12x1.1x4.6327x104 x2.71bm2 Z1YF2YF150x1.52x25-122.76x2.12 =119.93MPa2.71(4)齿轮的圆周速度:d1 n1v =60x1000= 122.76MPa ： LF 1 =142MPat f L =127MPa，因此安全。7x1.5x25x37560x1000= 0.736m/s （由表可知，选9级精度是合适的。)齿轮1r齿轮2模数m1.51.5法向压力角a20o20o螺旋角B0o0o分度圆直径d/mm37.5r 150齿顶咼ha / mm1.51.5齿根高hf /

17、 mm1.8751.875齿顶圆直径da/mm40.5153齿根圆直径d f / mm33.75146.25标准中心距a/mm93.57传动比i4第六章 轴的设计（教科书236页）一、1轴的设计：1、选择轴的材料：选材为45钢，调质处理，二b =650MPa （教科书230页，表14.1）2、估算轴颈：d p =1103 1.824 =18.62 （由表查得 C=118107） V P2 376因轴上有键槽，故增大5%， d =19.551，圆整为20mm3、 初选深沟球轴承：6306（机械设计手册64页），d=30，D=72,B=19, da =37，4、轴的结构设计：根据轴上零件的定位、装

18、配及轴的工艺性要求，初步确定出轴的结构，如图6-1-1:图 6-1-1d2 = 25mm， by = 45mm， l5 = 1.5dda 0.1x60满足要求）d = J 忙 严J61385*3 =21.71mm （设计此位置轴径d=30d满足 工0.1北 0.1x60要求）二、2轴的设计：1、选择轴的材料：选材为40Cr，调质处理，=800MPa （教科书230页表14.1）2、估算轴颈：4 p1 75d 亠 c3 2 = 105327.68mm斗 n2 95.53因轴上有键槽，故增大5%, d29.06mm，圆整为30mm3、初选深沟球轴承：6308, d=40, D=90, B=23,

19、d49 ,4、轴的结构设计：根据轴上零件的定位、装配及轴的工艺性要求，初步确定出轴的结构，如图：6-2-116101 1545206O040图 6-2-1d2 =35mm，b2=40mm （齿轮2的宽度应比轴头的宽度大一些，以 使定位可靠，所以取轴段长度为 38mm），I5 =1.5q =1.5x30 = 45mm3、计算齿轮受力:圆周力：Ft径向力：Fr= 2Tl=495= 2332.67N d2150二 Ft tan： =2332.67xtan20 =849.02N受力图如图6-2-2Ft图 6-2-24、计算支撑反力:距离为84.5mm）水平面反力：垂直面反力：水平面（xoy）垂直面（x

20、oz）(FRT和Fr的距离为45.5mm, FR2和FR1的FRFR2Fr2849.022二 424.51NFRFRFR FR21166.335N2受力图：见图6-2-3受力图：见图6-2-4FrY x图 6-2-31乙Ft图 6-2-45、画轴弯矩图:水平面弯矩图：Mxoy/N mm，见图6-2-5垂直面弯矩图：Mxoz/n mm，见图6-2-6合成弯矩图：M / N mm，见图6-2-7-19315.21图 6-2-55306& 24图 6-2-633753.03图 6-2-76、画轴转矩图轴受转距：T订2转距图：见图6-2-8119!50CtT=1(715图 6-2-87、许用应力许用应

21、力值（教科书236页表14.3）:表查得：trob=i3OMPa , lc _ib = 75MPa应力校正系数：口 =b 】 =互“倪（因减速器单向运转，故可认为转矩脉动循环一 obi 130变化，取系数a=0.6）&画当量弯矩图当量转距：=0.6x174950=104970,见图当量弯矩： M=jM2+（aTf =J33753032 +104970110263.18当量弯矩图：见图6-2-9110263. 18图 6-2-99、校核轴颈轴颈：ds，=3，M .仆10263?* = 24.50mm （设计此位置轴径d=4424.50mm,满足要求）d2 = 3【M 3J04970 = 24.1

22、mm （设计此位置轴径 d=4024.1mm, ,0.1 JbJ0.1x75满足要求）第七章轴承的校核：一、1轴轴承的校核：1、初选轴承型号为6306,其主要参数：C27.0KN2、计算当量动载荷：齿轮为圆柱齿轮，轴承不受轴向力。所以Fa = 0, = 0Fr当量动载荷 P 二 fd（X Fr Y Fa）二 fd Fr轴承1所受径向力：F -：FR12 FR1 132.572 1235.462 -1242.55N轴承2所受径向力：F2 =JfR22+FR22 *1951.752 +1235.462 =2309.91N只需校核轴承2即可P = fd =1.2x2309.91 = 2771.89

23、N(因载荷变化不大，工作温度在100 C以下，查表得fd=1.2 ) 3、轴承寿命计算：轴承2的寿命为：106 (C 丫106 ( 27000 VL10h =1丨= 1 = 40965.87h60n IP 丿60x376 310640800L10h =丨=1 =2586156h60n iP 丿60X95.53 1489.43J第八章键的选择一、1轴上的键：由于轴毂连接为静连接，因此选用普通平键连接，端部类型为 双圆头平键。轴直径为 20mm,轴段长30mm,键长l=20mm，查 手册得：d=1722mm时，键宽b=6mm，键高h=6mm二、2轴上的键：1、和齿轮连接处：和齿轮连接处为静连接，因

24、此选用普通平键连接，端部类型为 双圆头平键。轴颈为44mm，轴段长48mm,键长l40mm，查手册 得：d=3844mm 时，键宽 b=12mm,键高 h=8mm。2、和联轴器连接处：和联轴器连接处为静连接，因此选用普通平键连接，端部类型 为双圆头平键。轴颈为30mm，轴段长45mm,键长1 37mm，查手 册得：d=3038mm 时，键宽 b=10mm，键高 h=8mm。第九章联轴器的选择因轴2转速不咼(n2 =95.53r/min)，因此选用凸缘联轴器。轴颈 为 d=30mm选用GY5型联轴器。主动端键为轴2上的键，为A型，从动端选 择键为B型，d=32mm,因此选择的联轴器标记为：GY5联轴器 (机械设计手册94页表8-2)JjB37x60第十章润滑和密封一、齿轮的润滑齿轮采用浸油润滑。当齿轮圆周速度 v兰12m/s时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离_ 30 60mm。二、滚动轴承的润滑轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的11，采用稠度较小润滑脂。（教科书221页，滚动轴承的润滑。32轴承 1： dn=30*376=11280mm.r/min（ 1.5-2