机械设计课程设计一级圆柱齿轮减速器说明书1

1、目录一 课题题目及主要技术参数说明1.1课题题目1.2主要技术参数说明1.3传动系统工作条件1.4传动系统方案的选择二 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1减速器结构2.2电动机选择2.3传动比分配2.4动力运动参数计算三 V 带传动设计3.1 确定计算功率3.2 确定 V 带型号3.3 确定带轮直径3.4 确定带长及中心距3.5 验算包角3.6 确定 V 带根数 Z3.7确定粗拉力 F 03.8 计算带轮轴所受压力Q四 齿轮的设计计算 (包括小齿轮和大齿轮)4.1齿轮材料和热处理的选择4.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2齿轮弯曲强度校核4.2.3

2、齿轮几何尺寸的确定4.3齿轮的结构设计五 轴的设计计算 (从动轴 )5.1轴的材料和热处理的选择5.2轴几何尺寸的设计计算5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2轴的结构设计5.2.3轴的强度校核六 轴承、键和联轴器的选择6.1轴承的选择及校核6.2键的选择计算及校核6.3联轴器的选择七 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1润滑的选择确定7.2密封的选择确定7.3 减速器附件的选择确定7.4 箱体主要结构尺寸计算参考文献第一章课题题目及主要技术参数说明1.1 课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及 V 带传动。1.2

3、主要技术参数说明输送带的最大有效拉力 F=2KN ，输送带的工作速度 V=0.9 m/s，输送机滚筒直径 D=300 mm。1.3传动系统工作条件带式输动机工作时有轻微震动，经常满载。空载起订，单向运转，单班制工作（每班工作 8 小时），要求减速器设计寿命为5 年(每年按 300 天计算)三相交流电源的电压为 380/220V。1.4传动系统方案的选择图 1带式输送机传动系统简图第二章减速器结构选择及相关性能参数计算2.1减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。2.2电动机选择（一）工作机的功率PwPw =FV/1000=2000×0.9/1000=1.8kw（二）总效率总3

4、总=带齿轮联轴器滚筒轴承=0.96× 0.98 × 0.99 × 0.96 × 0.99× 0.99电动机× 0.99=0.868选用：（三）所需电动机功率 PdY2-132S-8Pd Pw / 总 1.8/0.86862.073(KW )查机械零件设计手册得Ped = 3 kw电动机选用 Y2-132S-8n 满 = 705 r/min2.3传动比分配工作机的转速 n=60 ×1000v/ （D ）=60 ×1000 ×0.9/(3.14×300)i 带3=57.325r/mini 齿=4.0

5、9i总n满 / n935 / 57.32512.2989取i带3则 i齿i 总 / i 带24.771/34.099计算及说明结果2.4动力运动参数计算（一）转速 nn0 = n满 =705（r/min）n I=n 0 /i 带=n 满/ i 带=705/3=235（ r/min）nII= nI/i 齿=235/4.099=57.331（r/min ）nIII = nII=57.331（r/min）（二）功率 PP0Pd2.073(kw)P1P0带2.0730.961.990(kw)P2P1齿轮轴承1.9900.980.991.931(kw)P3P2 联轴器轴承1.9310.990.991.8

6、93(kw)（三）转矩 TT09550P0 / n095502.073/1420=13.942(N m)T1T0 带i带13.9420.963 40.153( Nm)T2T1 齿轮轴承 i齿40.1530.98 0.994.099= 161.182(Nm)T3T2 联轴器轴承 i齿带161.1820.990.991= 157.974(Nm )计算及说明结果将上述数据列表如下：轴号功率N/P/kW/(r.min-1 )(N m)i02.07370513.94230.9611.99023590.15321.93157.331161.1824.0990.9731.89357.3331157.9741

7、0.98第三章 V 带传动设计3.1 确定计算功率查表得 KA=1.1 ，则PC =3.3PC=KAP=1.1 ×3=3.3KWKW3.2 确定 V 带型号按照任务书得要求，选择普通 V 带。选用 B型普通 V带根据 PC=3.3KW 及 n1=235r/min，查图确定选用 B 型普通 V 带。3.3 确定带轮直径d d1 =14（1 ）确定小带轮基准直径0 mmv根据图推荐，小带轮选用直径范围为112 140mm ，选择=5.17 m/s , 带 速dd1=140mm 。合适（2 ）验算带速v =d d 1n1 =140705 =5.17m/sd d2 =416010006000

8、05m/s v 25m/s, 带速合适。1.6 mm（3 ）计算大带轮直径d d2 = i d d1 （ 1- ）=3 × 140 ×（ 1-0.02）=411.6mm取根据 GB/T 13575.1-9规定，选取 d d2 =400mmao=8003.4确定带长及中心距（1 ）初取中心距 a 0mm0.7 dd1 dd 2a02 dd1 dd 2得 378 a0 1080 ， 根据总体布局，取 ao=800 mm(2) 确定带长 L d ：根据几何关系计算带长得dd1d d 22Ldo2a0dd 1 d d 24a02=2 800140 400140400 24=2469

9、.36mm2800根据标准手册，取L d =2500mm。(3)计算实际中心距L d- L d02500 - 2469.36a a02= 8002=815.32mm3.5. 验算包角d d 2dd 157.31180a3 =161.73 ° 120 °，包角合适。815.323.6. 确定 V 带根数 ZZ (PPcP ) KKL00根据 dd1 =140mm及 n 1=705r/min，查 表得 P0 =1.64KW,取L d=2500mm中心距a=815.32mm包角=161.73 °包角合适P0=0.22KW中心距 a=815.32

10、mm包角 =161.73°包角合适161 .73K = 1.25 (15180) =0.956K L=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.024则 Z3.3=1.737 ，取 Z=2(1.86 ) 0.9561.0243.7. 确定粗拉力F 0F0 =500Pc(2.51)qv2vZK查表得 q = 0.17/m, 则F0 =50035(2.51) 0.17 5.172=98.26N5.170.9563.8. 计算带轮轴所受压力QQ=2ZF 0 sin1=2 × 2 ×98.26 × sin 161 .73 =388N22第四章齿轮的设计计算4

11、.1齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用 45 号钢，调质处理， HB 236大齿轮选用 45 号钢，正火处理， HB 1904.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得H lim 1580MPa ,H lim 2530MPa ,S Hlim= 1F lim 1215MPa ,F lim 2200MPa , SF lim1n1 / n2 235 / 57.3314.099由机械零件设计手册查得ZN1=ZN2=1YN1 = YN2 = 1.1由H lim 1Z N 15801H 11580MPaSH limH lim 2 ZN 25301H 21530

12、MPaSH lim计算及 说明结果F lim 1YN12151.1244 MPaF 11SF limF lim 2YN 22001.1204MPaF 21SF lim（一）小齿轮的转矩 T IT9550 P / n95501.990/23580.870(Nm)111（二） 选载荷系数 K由原动机为电动机， 工作机为带式输送机， 载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取K1.1（三）计算尺数比=4.099（四）选择齿宽系数d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取d 1（五）计算小齿轮分度圆直径d 1计算 及说明结果331.1 90.1

13、53 (4.099 1)d1 766KT I ( u 1)=766d H 2 2 u15302 4.099= 47.103( mm)（六）确定齿轮模数 mad1 147.103 14.099120.089 mm22m =(0.007 0.02)a = (0.0070.02) × 198.764取 m=2（七）确定齿轮的齿数Z1 和 z2d147.103取Z1=24Z123.552m2Z2Z14.09924 98.376取Z2 = 100Z1=24Z2 = 100（八）实际齿数比'' Z2 100 4.167 Z1 24'齿数比相对误差0.017<

14、7; 2.5%允许（九）计算齿轮的主要尺寸d1mZ122448(mm)d 2 mZ 22 100 200()mmd1=48mmd 2=200mm计算及说明结果中心距a1d1 d 2148200128 mm22齿轮宽度B2d d114848()mmB 1= B 2+ (5 10) = 53 58(mm)取 B 1 =57 (mm)（十）计算圆周转速v 并选择齿轮精度vd1n13.1448 235m / s1000600.590601000根据设计要求齿轮的精度等级为7 级。4.2.2齿轮弯曲强度校核（一）由 3.2.1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力F 1244MPaF 2204MPa（二）计算两

15、齿轮齿根的弯曲应力由机械零件设计手册得YF 1 =2.65YF 2 =2.18比较YF /F的值Y F 1 /F 1 =2.65/244=0.0109>YF 2 /F 2 =2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应力为a=128mmB 1 =57mmB 2 =48mmV=0.590(m/s)定为 IT7计算及说明结果2000KT1YF1200090.153 2.65F 1482224B2 m2 Z1103.692(MPa )F1强度足够齿轮的弯曲强度足够4.2.3 齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径 da由机械零件设计手册得h *a =1 c* = 0.25d a1d12ha1Z12

16、ha m(2421)254(mm)d a1=54d a2d22ha2Z22ha m(100 21)2204(mm)mm齿距P = 2 × 3.14=6.28(mm)d a 2=20齿根高h fh acm2.5(mm)4mm齿顶高hah a m 122(mm)齿根圆直径 d fh=4.5md f 1d12h f4822.543(mm)md f 2d22h f20422.5199(mm)S=3.144.3齿轮的结构设计mm小齿轮采用齿轮轴结构， 大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮P=6.28的关尺寸计算如下：mm轴孔直径d=50 (mm)h f =2.5m轮毂直径D1 =1.6d=1.

17、6×50=80 ( mm)m轮毂长度LB2 48(mm)ha=2m轮缘厚度 = (3 4)m = 68(mm)取 0=80mD 2= d a 2 -2h-2轮缘内径0 =204-2× 4.5-2 ×8d f1 =43mmd f2 =199mm计算及说明结果= 179(mm)取 D 2 = 180(mm)腹板厚度c=0.3 B2 =0.3 ×48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直径D 0 =0.5( D1 + D 2 )=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直径 d0=0.25 （ D 2 - D1 ）=0.25 （180-80 ）=25(

18、mm)取 d0 =25 (mm)齿轮倒角 n=0.5m=0.5× 2=1计算及说明结果第五章轴的设计计算5.1轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选 45 号钢，调质处理， HB217 255b =650MPas =360MPa1 =280MPa5.2轴几何尺寸的设计计算4.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径33主动轴 d1 =cP1=1151.990 =23.44n123533从动轴 d 2 =cP21.931=37.14=11557.331n2考虑键槽 d1 =23.44 ×1.05=24.612考虑键槽 d 2 =37.14 ×1.05=

19、38.996选取标准直径 d1 =25mm选取标准直径 d 2 =39mm5.2.2轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。5.2.3轴的强度校核主动轴的强度校核圆周力F t = 2000T2 =2000 ×158.872/204=1557.57 N d 2D 1 =25mmD 2 =39mm径向力Fr = F t tan =1557.57 ×tan20 ° =566.909N由于为直齿轮，轴向力Fa =0作主动轴受力简图：（如下图所示）L=98mmRHA = RHB =0.5F t=0.5 ×

20、 3339=778.785( N )M HC=0.5RHAL=778.785×98×0.5/1000=38.16(Nm)RVA= RVB =0.5Fr =0.5×566.909=283.455(Nm)M VC=0.5RVAL=283.455×98×0.5/1000=13.89(N m)转矩 T=90.153( N m)校核M C =M HC 2M VC 2 =38.16 213.892 =38.2 ( N m)M e = M C2aT 2 =38.220.690.153 2 =66.22 (N m)由图表查得，1 b =55MPa33d 10M

21、 e=1066.22 =10.64(mm)0.11 b0.1* 55考虑键槽 d=10.64mm < 25mm则强度足够从动轴的强度校核圆周力F t = 2000T2 =2000 ×158.872/204=1557.57Nd 2径向力Fr =Ft tan×tan20°=566.909N=1557.57由于为直齿轮，轴向力Fa =0受力简图：（如下图所示）L=98mmRHA = RHB =0.5F t=0.5 × 1557.57=778.785( N )M HC=0.5RHAL=778.785×98×0.5/1000=38.16(

22、N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.5 ×566.909 =283.455( Nm)M VC=0.5RVAL=283.455×98×0.5/1000=14.134( N m)转矩 T=161.182( N m)校核2214.1432 =40.697 ( N m )MC= MHCM VC = 38.162220.62M e = M CaT = 40.6972161.182 =104.923 ( N m)由图表查得，1 b =55MPa33.923d 10M e=10104=26.72(mm)0.1 10.1* 55b考虑键槽 d=26.72mm <

23、; 39mm则强度足够计算及说明结果第六章 轴承、键和联轴器的选择6.1轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力， 故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择 62072 个（GB/T276-1993 ）从动轴承 6209 2 个（GB/T276-1993）寿命计划：两轴承受纯径向载荷P= F r=1557.57X=1Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209 ，基本额定功负荷从动轴承C r =25.6KNft =1=32 个106ft Cr10625.6 1 10003L10h =10881260n2P117.589602.346001预期寿命为： 5 年，单班制L=5

24、×300 ×8=12000<L10h轴承寿命合格6.2键的选择计算及校核（一）从动轴外伸端d=42 ，考虑键在轴中部安装故选键10 ×40GB/T10962003 ， b=16 ，L=50 ， h=10 ，选 45 号钢，其许用挤压力p =100MPap =F t= 4000TI= 40001557.57 =25959.5<ph lhld830则强度足够，合格（二）与齿轮联接处位母线上，选键L=45mm ，h=8mmd=50mm，考虑键槽在轴中部安装， 故同一方14 × 52GB/T1096 2003 ， b=10mm，选 45 号钢，其许用

25、挤压应力p=100MPap = F t= 4000TI= 40001557.57 =222510<ph lhld835则强度足够，合格从动轴外伸 端 键10×40GB/1096 2003与齿轮联接 处 键14×52GB/T1096 2003计算及说明结果6.3联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3TC =9550KPII =9550 × 1.3 1.932 =418.374nII57.331选用 TL8选用 LT7型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩T n =500 ，型弹性套TC < T

26、n 。采用 Y 型轴孔， A 型键轴孔直径选 d=40 ，轴孔长住联轴器度 L=112LT7 型弹性套住联轴器有关参数公称许用轴孔轴孔外键转矩转速直径长度径轴孔槽型号材料T/(N ·n/d/mL/mD/类型类m)（r ·1mmmm型minHT2LT725036004011265Y 型A00第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图7.1润滑的选择确定7.1.1润滑方式1 .齿轮 V=1.2 12 m/s齿轮浸油应用喷油润滑，但考虑润滑成本及需要，选用浸油润滑轴承脂润2. 轴承采用润滑脂润滑滑7.1.2润滑油牌号及用量计算及说明结果1 .齿轮润

27、滑选用 150号机械油，最低最高油面距10 20mm ，齿轮 用150号机需油量为 1.5L 左右械油2. 轴承润滑选用 2L 3 型润滑脂，用油量为轴承间轴 承 用隙的 1/3 1/2为宜2L 3 型润滑脂7.2 密封形式1. 箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2. 观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3. 轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于V<3 （m/s ），故选用半粗羊毛毡加以密封4. 轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部7.3 减速器附件的选择确定

28、列表说明如下：计算及说明结果名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M6 ×16GB 5782 1986螺栓安装端盖24Q235M8 ×25GB 5782 1986销定位235A6 ×40GB 117 1986垫圈调整安装365Mn10GB 93 1987螺母安装3A3M10GB 6170 1986油标尺测量油1组合件面高度通气器透气1A37.4 箱体主要结构尺寸计算箱座壁厚=10mm箱座凸缘厚度b=1.5 ,=15mm箱盖厚度1 =8mm箱盖凸缘厚度b1 =1.5 ,1 =12mm箱底座凸缘厚度b2=2.5,=25mm, 轴承旁凸台高度h=45 ，凸台半径

29、R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离l1 =18mm大齿轮顶与内机壁距离1 =12mm小齿端面到内机壁距离2 =15mm上下机体筋板厚度m1 =6.8mm ,m2 =8.5mm主动轴承端盖外径D1 =105mm从动轴承端盖外径D 2 =130mm地脚螺栓 M16 ，数量 6 根参考文献1、机械设计课程设计 ，孙岩等主编，北京理工大学出版社。2、机械设计课程设计 ，银金光等主编， 中国林业出版社； 北京希望电子出版社。3、机械制图教材4、机械设计教材5、工程力学教材6、 其它机械类专业课程教材袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈 芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂 羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈 芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇 蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁 蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈 蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂