中南大学机械设计课程设计说明书解读

1、带轮输送机传动装置设计计算说明书设计课题：带轮输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器的设计冶金院班 级冶金1101姓 名张宏学 号 0709110129指导教师邓晓红老师2013年 9 月机械设计课程设计计算说明书目录、，. 刖 百第一章传动方案拟定第二章电动机的选择2.1 电动机类型及结构的选择 62.2 电动机选择 62.3 确定电动机转速 7第三章确定传动装置总传动比及分配各级的传动比3.1 计算总传动比 83.2 分配传动比 9第四章传动装置的运动和动力设计4.1 轴的转速计算 104.2 轴的功率设计计算 104.3 轴的转矩设计计算 10第五章齿轮传动的设计第六章传动轴的设计6.1

2、高速轴的设计计算 146.2 低速轴的设计计算 17第七章箱体的设计第八章键连接的设计8.1 输入轴的键设计 218.2 输出轴的键设计 21第九章滚动轴承的设计9.1 当量动载荷计算 229.2 输入轴的轴承设计 229.3 输出轴的轴承设计 22第十章联轴器的设计第十一章润滑和密封的设计10.1 密封的设计 2210.2 润滑的设计 23第十二章参考资料 第十三章设计小结刖百课程设计在机械设计当中占有非常重要的地位。 因为机械课程设 计就是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量 的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分 析和计算并将其转化为具体的描述以作

3、为制造依据的工作过程。本课程设计采用单机齿轮减速器，这是因为齿轮减速器广泛应用 于机械制造，纺织，轻工机械，冶金，船舶，航空等领域中是生产中 具有典型性，代表性的通用部件，运用极其广泛。齿轮减速器具有轮、轴、滚动轴承、螺纹连接等通用零件和箱体等专用件，充分的反应了机械设计基础课程的相关教学内容，使我们受到本课程内外比较全面的基础训练。 而且在画装配图以及零件图的 时候，也应用到了以前制图的相关知识和内容，使相关内容得以巩固、 加强和提高。在设计的过程中我仔细的精读了机械设计基础课本和设计书，并查阅了相关资料，依据前面设计着的设计对实际设计中的每个环节加 以分析、概括和完善。只有不断地对机械设备

4、进行改造充分发挥其应用能力，才能在各 个方面将工业生产逐步转变为机械化、自动化、现代化。机械设计课程设计任务书、设计题目：设计题目一设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器、传动方案图： c 3in= 1163528 = 29.53mm 320d247.96mmo考虑到键槽对轴强度消弱的影响，直径增加2-3%,得d1=30.45mm, d2=49.42mm,斗哥轴标准化 d1=31.5mm, d2=50mm。(3)确定轴各段直径和长度从带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加 5%,取 31.5mm, l=63mm右起第二段，考虑链轮的轴向定位要求，该段的直径取33mm, l2=

5、55mm。右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用 6207型轴承，其尺寸为 dxd xb=35x 72x 17,那么该段的直径为 35mm,长度为l3=33。右起第四段，该段装有齿轮，弁且齿轮与轴用键联接，直径要增加5%,小齿轮的分度圆直径为 84mm,则第四段的直径取40mm,齿轮宽为b=70mm,为了保证定位的可靠性， 取轴段长度为l4=67mm右起第五段，考虑齿轮的轴向定位，定位轴肩，取轴肩的直径为 d5=d 46mm，长度取l5=14mm右起第六段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为d6=35mm,长度 l6=17mm(4)求齿轮上作用力的大小、

6、方向小齿轮分度圆直径：di=84mm作用在齿轮上的转矩为：t1 =156x105 n mm求圆周力：ftft=2t2/d2=3714n求径向力frfr=ft tana =3714xtan200=1352nft, fr的方向如下图所示(5)轴长支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。水平面的支反力：ra=rb=ft/2 =1857 n水平面截面 c处的弯矩 mn=l xra/2=136.948n。垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则 fa=0那么 ra=rb=fr/2=676 n垂直面截面 c的弯矩：mci= mc2=rax 73=50 nm。(6)合成弯矩m

7、c1 =mc2 = mc2 mc12 = 1372 502 =145.8nm(7)转矩t= ftxd1/2=146.754 nm(8)当量弯矩因为是单向回转，转矩为脉动循环，a =0.6可得右起第四段剖面 c处的当量弯矩：mec2 = m c22 (a t)2 = 154.8nm(9)判断危险截面弁验算强度右起第四段剖面 c处当量弯矩最大，而其直径与相邻段 相差不大，所以剖面c为危险截面。已知mec2=73.164nm，由课本表13-1有:(y-1 =60mpa 贝u：(t e= m ec2/w= m ec2/(0.1 d43)=73.164 x 1000/(0.1 x 453)=8.59 n

8、m (r-i右起第一段d处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面：(re= md/w= m d/(0.1 d13)=33.1 x 1000/(0.1 x403)=5.12 nm 所以确定的尺寸是安全的。2输出轴的设计计算(1)确定轴上零件的定位和固定方式(如图)1, 5滚动轴承 2一轴3齿轮 4一套筒 6一密封盖7一键 8一轴承端盖9一轴端挡圈 10半联轴器(2)按扭转强度估算轴的直径选用45#调质，硬度197286hbs轴的输入功率为 pn=5.07 kw转速为 nil =71.64 r/mind2=50mm(3)确定轴各段直径和长度从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则

9、轴应该增加5%,取di=(d50mm,又联轴器的长度为 112mm, 取轴长稍小于联轴器的长度为 100mm o右起第二段直径取d2= 55mm,考虑到带有密封的轴承 端盖的轴段长度，应根据轴承端盖的厚度来确定，弁考虑联轴 器和箱体外壁之间应有一定的距离，故取 l2=57mm。右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用 6212型轴承，其尺寸为d x d x b=60 x 110x 22,那么该段的直径为 d3=60mm ,长度为l3=38mm。右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴之间用键连接，直径要增加5%,则该段取63mm,即d4=63mm , 取轴

10、段长度l4=63mm , 右起第五段，d5 =65mm,l=16.5mm。右起第六段，由于同一轴上的轴承选用同一型号，便于轴承 座孔链制和减少轴承类型，取 d6=d3=60mm, ld=22mm。七.箱体结构设计(1)窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处 要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，了解啮 合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以 防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。(2)放油螺塞减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前 用螺塞赌注。油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标 有各种结构类型，有的已定为国家标准件。通气器减速器运转时，由于摩擦发

11、热，使机体内温度升高， 气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。 所以多在机盖顶部或 窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出， 达到集体 内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。(5)启盖螺钉机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联 结后结合较紧，不易分开。为便于取盖，在机盖凸缘上常装有 一至二个启盖螺钉，在启盖时， 可先拧动此螺钉顶起机盖。 在 轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调整。(6)定位销 为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座 用螺栓联结后，链孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些。 如机体结构是对的，销孔位置不应该

12、对称布置。(7)调整垫片调整垫片由多片很薄的软金属制成，用一调整轴承间隙。有的垫片还要起调整传动零件轴向位置的作用。(8)环首螺钉、吊环和吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖。(9)密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。 密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。箱体结构尺寸选择如下表：名称符号尺寸(mm)机座壁厚8机盖壁厚8机座凸缘厚度bi2机盖凸缘厚度b 1i2机座底凸缘厚度b 220地脚螺钉直径df20地脚螺钉数目n8轴承旁联结螺栓直径dii6机盖与机座联接螺栓直径d2i2联轴器螺栓d2的间距li60轴承端盖

13、螺钉直径d3io窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d8df, di, d2至外机壁距离ci26, 22, i8df, d2至凸缘边缘距离c224, i6轴承旁凸台半径ri24, i6凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外机壁至轴承座端面距离li55大齿轮顶圆与内机壁距离 123齿轮端面与内机壁跑离 2i5机盖、机座肋厚mi ,m27, 7轴承端盖外径d2ii2, i50轴承端盖凸缘厚度ti0, i2轴承旁联接螺栓距离s尽量靠近，以mdi和md2互不干涉为准，一般s=d2八.键联接设计1.输入轴与联轴器联接采用平键联接此段轴径 di=31.5mm, li=63mm查手册得，选用c

14、型平键，得：1 键 10x8 gb1096-79 l=l i-b=63-10=53mmt=157.575n m h=8mm根据课本p243 (10-5)式得 p=4 t/(d h l)=4x157.575x1000/ (31.5x8x53)=47.2mpa (tr (110mpa)2、输入轴与齿轮1联接采用平键联接轴径 d2=35mm l2=67mm t i =157.575n m查手册 选a型平键 gb1096-792 键 12x8 gb1096-79l=l 2-b=67-12=55mmh=8mm(rp=4 ti/ (d h l)=4x157.575x 1000/ (35x8x55)=40.

15、9mpa (tp (110mpa)九、轴承设计1 .输入轴的轴承设计计算fr径向力作用，所以(1)初步计算当量动载荷 p因该轴承在此工作条件下只受到p=fr=1352n(3)选择轴承型号查课本表11-5,选择6207轴承 cr=19.8kn2 .输出轴的轴承设计计算(3)选择轴承型号查课本表11-5,选择6212轴承 cr=36.8kn根据条件，轴承预计寿命lh5x365x8=14600 小时十、联轴器的选择输入轴最小直径为50mm,综合考虑选择梅花形弹性联 轴器，y型ml7联轴器。.十一、密封和润滑的设计1 .密封由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选 用毛毡密封。毛毡密封是在壳

16、体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏 间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状, 可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油 自行刮下反复自行润滑。2 .润滑(1)对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度 v 12m/s,采用 浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣， 齿顶到油池底面 的距离h不应小于3050mm。对于单级减速器，浸油深 度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动 每传递1kw需油量v0=0.350.7m3。(2)对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常 供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流 失

17、，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。十二、参考资料机械设计基础 杨可桢程光蕴李仲生主编一一高 等教育出版社课程设计王昆河小柏汪信远主编一一高等教育出 版社机械制图王志泉主编一中南大学出版社十四、设计小结本次课程设计为期两周。通过本次课程设计我感觉自己收 获了很多。虽然过程比较繁琐、辛苦，但是提高了自身的多种能 力，觉得很开心。这次课程设计我得到的题目是设计一个单级直齿轮减速器， 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 的每一天都是很充实的，有的同学更是选择了一整夜的学习画图 找资料。其实正像老师说的一样，设计所需要的东西都在书上了， 当时自己老是想找到什么捷径来完成这次任务。但是机械设计的 课程设计没有那么简单，你想抄袭或者想自己胡乱蒙两个