机械设计课程设计一级圆柱齿轮减速器设计说明书

1、机械设计课程设计课题名称一级系另H 材料科学和工程学院专业材料成型及控制工程班级班010201班姓名学号指导老师完成日期目录第一章前言第二章 课题题目及主要技术参数说明2.1课题题目22主要技术参数说明2.3 传动系统工作条件2.4 传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构3.2 电动机选择3.3 传动比分配3.4 动力运动参数计算第四章齿轮的设计计算（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 齿轮几何尺寸的确定4.3 齿轮的结构设计第五章

2、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 轴的强度校核第六章轴承、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第八章总结参考文献第一章前言本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差和互换性等多门课程知 识，并运

3、用AUTOCAD软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节，也是 一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：(1)培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相 关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和 扩展了相关机械设计方面的知识。(2)通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了 一般机 械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算

4、、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。第二章 课题题目及主要技术参数说明2.1 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。2.2 主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=1850N,输送带的工作速度V=1.7 m/s,输送机滚筒直径D=440mm。2.3 传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较 平稳;两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，中批 量生产；三相交流电源的电压为380/220Vo2.4 传动系统方案的选择F-VX

5、滚筒结果电动机选 用：Y100L2-4i带=3i 齿=6.411第二章减速器结构选择及相关性能参数计A-r3.1 减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。3.2 电动机选择()工作机的功率PwPW=FV/1000=1850X 1.7/1000=3.145kw(二)总效率”总口总二口带叫齿轮耳联轴器口滚筒口轴承=0.96 沃 0.98 汉 0.99>v0.96>v0.992 = 0.876(三)所需电动机功率PdPd=pJ口 总=3.145/0.876 =3.590(KW)查机械设计课程设计P350表20-5得Ped = 3 kw电动机选用 Y100L2-4 PI 满=142

6、0 r/min3.3 传动比分配工作机的转速n=60X 1000v/ (兀D=60X 1000X 1.7/(3.14X440)=73.827r/mi ni总=门满 / n = 1420/73.827 =19.234(r/min)取 i 带二3贝IJ i 齿门总/i 带=19.234/3 =6.4113.4 动力运动参数计算(一)转速nno = n 满=1420 (r/min )n = rio / i 带=| J 满 / i 带=1420/3=473.333( r/rnin )Oh = Fli/i )=473.333/6.411=73.831 (r/min )nHi =nii=73.831 (r

7、/min )(二)功率PP0=Pd =3.590(kw)P =PJ a3.590 汉 0.94 =3.3746(kw)P2= R 口齿轮 m 轴承=3.3746 汇 0.98 汉 0.99 = 3.274(kw)P3 = P 2 联轴器 口轴承=3.274 7.99 7.99 = 3.209(kw)(三)转矩TTo =9550Po/ n0 =9550x3.590/1420=24.144(N. m)Tj=T°m 带 i 声24.144 x 0.96A3 =69.535( N -m)T2=TJ 齿轮 口 轴承 i 齿=69.535X0.98X0.99X6.411=432,504(N m)

8、Ta= J 2 联轴器口轴承 i 齿带=432.504 7.99 7.99"=423.898(N m)将上述数据列表如下:轴号功率P/kWN/(r.min 1)T/(N - m) In03.590142024.14430.9613.3746473.33369.53523.24773.831432.5046.4110.9733.20973.831423.89810.98第四章齿轮的设计计算4.1 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

9、件设计手册查得°H liml= 580MPa , °Hlim 2 = 530MPa ,SHIim = 1©Fliml=215MPa, Flim2=2°OMPa,SFim-1 口 二小/血=473.333/73.831 =6.411由机械零件设计手册查得Zni = Zn2 = 1 Y N1 = Yn2 = 1.1由 kHi-Hlim1N1 _580MPaSh lim1匕 2】JHM2ZN2 .jggj.soMPaSH lim1计算及说明结果h 215”.i 244MPSF lim1L1 0F lim 2YN2ZOO".1b>2j -204M

10、PaSFlim1（-）小齿轮的转矩Tir=9550R/n,=9550 汉 3.3746/473.377 =68.074（ N m）（二）选载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载何平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理和机械零件教材中表得，取K = 1.1（三）计算尺数比卜b=6.411（四）选择齿宽系数中d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理和机械零件教材中表得，取中d=1（五）计算小齿轮分度圆直径d>m=3KT,(u 1)1.1 69.535 (6.411 1) Zi =20d=766,.d；问2U=766 5366.411Z2=115di =48mm=52.

11、106( mm) d2=345mm(六)确定齿轮模数m&52.106a =(1 + N )=1 6.411 =193.081 mm22m =(0.007-0.02)a = (0.007-0.02) X 193.081取m=3（七）确定齿轮的齿数乙和Z252.106-17.369取 Zi= 18Z2-Z =6.411 18=115.398 取 Z= 115（八）实际齿数比1156.3918齿数比相对误差 .2二J=0.32%AJ<± 2.5% 允许(九)计算齿轮的主要尺寸dAi= mZAi= 3 18 = 48(mm) d2 =01乙=3 115 = 345(mm)a=1

12、81.5mm Bi=25mm B2=18mmV=0.4955(m/s) 定为IT711中心距 a =A(d, +d2) =©(18 +345)=185mm)齿轮宽度 B2=Wdd)=1 x 18 = 18(mm)Bi= B2+ (5 10) = 50 55(mm)取 Bi =25(mm)(十)计算圆周转速v并选择齿轮精度叱 3.14x18x473.333 I-1- / »=lll/O J60X00060 0000查表应取齿轮等级为9级，但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4 21中的式子知两齿轮的许用弯曲应力BF1 = 244MPa屏

13、2=204MPa(二)计算两齿轮齿根的弯曲应力由机械零件设计手册得Yfi =2.63Yf2=2.19比较YF/bF的值Yfi /bF1=2.63/244=0.0108>YF2/bp2=2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应力为计算及说明结果2000K pYfi 2000x1 01.741 x 2.63 n2B2m电66x 3.22=40.952(MPa) £ S 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 = 0.25dai =dr+2hai =(Zr +2A18*打=(15 + 2><1 )>

14、;<3 = 51 (口口)da2=d2+2ha2=(Z2+2haAm = (60+ 2X)x2 =124(mm)齿距P = 3X3.14=9.42(mm)齿根高hf=(h*a+/E m = 2.5(mm)齿顶图ha= hAm =1x3 = 3(mm)齿根圆直径dfd fA =dA2hA = 4AA 2.A40(mm)dJ2 =d2-2ht=180一2x2.5 = 175(mm)4.3齿轮的结构设计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 轮的关尺寸计算如下：轴孔直径d=© 50(mm)轮毂直径D1=1.6d=1.6X 50=80(mm)轮毂长度LB2-66(mm

15、)轮缘厚度 so = (34)m = 68(mm)取 6=8强度足够dai=51mmda2=124mm h=4.5mm S=3.14mm P=9.42mm hf=3.75mm ha=3mm dfi =40mm dt2=175mm轮缘内径D 2 =da2-2h-2 6°=180-2X 4.5-2X 8计算及说明结果=155(mm)取 D2= 155(mm)腹板厚度c=0.3 B2 =0.3 x 66=19.8取 c=20(mm)腹板中心孔直径D o =0.5(D,+D2)=0.5(155+80)=117.5(mm)腹板孔直径d 0=0.25 ( D2- Di)=18.75(mm)取 d

16、0=l8(mm)齿轮倒角 n=0.5m=0.5 x 3=1.5齿轮工作如图2所示：,市A=0.25 (155-80)第五章轴的设计计算d2=30mm5.1 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，正火处理, HB170-217Cb=600MPa 二 s=300MPa 二=275MPa5.2 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3 p2=112 一 1 me从动轴 d2 =c n2-913 =28.39考虑键槽 d2=28.39X 1.05=29.81选取标准直径ch =30 mm5.2.2 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时

17、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 轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力尹二誉二2。曲何眈论1654.92径向力R= Ftta n=1654.92X tan20° =602.34由于为直齿轮，轴向力Fa=0作从动轴受力简图：（如图3 所示）从动轴RHBRHA水平面弯矩T 百 Ft -p B垂直面弯矩合力弯矩1158.87ahr扭矩危险截面当量弯矩从动轴受力简图计算及说明结果L=110mm从动轴L承2个Rha= Rhb =0.5 Ft=0.5X 1654.92=827.46( N)M HC =0.5 Rha L=827.46 X 110X 0.5/1000=51

18、.72(N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5X 602.34 =301.17(N m)Mvc =0.5RvaL=501 .17X 110X 0.5/1000=36.4( N m)转矩 T=158.872(N m)校核M c = JMhc2 + M vc2 =x'51.722 +18.822 =55.04(N m)Me = J Me2 +(aT f =T 55.042 +(0.6 如 58.872 )2 =118.42( N m)由图表查得，9 J=55MPa c33""：i10 /1 =10118.42=990.1BJ Iv 0.1* 55考虑键槽

19、d=29.21mm < 45mm则强度足够第六章轴承、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6207 2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 =602.34X=1 Y=0从动轴轴承寿命:深沟球轴承6209,基本额定功负荷Cr=25.6KNft=1& =31 106 gvF106-10h、60x117.589AO I -I o I P I"25.6x1x1000 Y1 =108812011 UO

20、O 1 AU 1 AH9 Q4 I预期寿命为：8年三，两班制从动轴 外伸端 键10X40 GB/1096 2003 和齿轮 联接处 键14X 52GB/T109 62003L=8 X 300X 16=38400<Lioh轴承寿命合格6 2键的选择计算及校核（）从动轴外伸端d=42,考虑键在轴中部安装故选键10X40GB/T1096 2003,b=16,L=50 ,选45号钢，其许用挤压力bp =100MPaFtCTPhi4° 阿=4°°°”58.872=82 75悬hid 8 汇30A32p则强度足够,合格（二）和齿轮联接 处d=50mm,考虑键槽

21、在轴中部安装，故同一方位母线上，选键 14X52GB/T1096 2003,b=10mm,L=45mm , h=8mm,选45号钢，其许用挤压应力 p =100MPaFt4000T. 4000X58.872hid=45392v 心 p-8汉35汉50p则强度足够，合格6.3联轴器的选择选用TL8由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆套住联轴器装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3KPii1.3 1.916 ,Tc =955011 =9550x -=202.290nil117.589选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩Tn =250,Tc<Tno采用Y型轴孔，A型键轴

22、孔直径d=3240,选d=35,第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体轴孔长度L=82TL8型弹性套住联轴器有关参数型号公称转矩T/(N m)许用转速 n/(r - min轴孔直 径 d/mm轴孔长 度 L/mm外径 D/m m材料轴孔 类型键槽 类型TL625033003582160HT200Y型A型齿轮浸油 润滑 轴承脂润 滑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=1.2vv12m/s使用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑2 .轴承采用润滑脂润滑7.1.2润滑油牌号及用量计算及说明结果计算及说明结果1.齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020切勿齿轮用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2L3 型隙的1/31/2为宜7.2密封形式1 箱座和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和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和之对应的轴承外部轴的外伸端和透盖的间隙，由于V<3 (m/s),故选用半粗羊毛毡加 以密圭寸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5 .3减速器附件的选择确定列表说明如下：润滑脂名称功用数