机械设计课程设计——一级减速箱

1、机械课程设计说明书题目封面啥啥的自己填个。格式啥的按自己学校的办。看着办。1.题口:级i柱齿轮减速器2. 应完成项廿：(1) 传动方案拟定(2) 电动机选择(3) 传动装置的总体设计(4) 设计计算传动零件(5) 设计计算箱体的结构尺寸(6) 设计计算轴(7) 选择滚动轴承及寿命计算(8) 选择和校核键联接(9) 选择联轴器(10) 选择润滑方式、润滑剂牌号及密封件3. 参考资料以及说明：*4. 本设计(论文)任务书于 年 月 日发岀，应丁年 月 日前完成，然 后进行答辩。专业教研室、研究所负责人审核年月日指导教师签发年月日课程设计(论文)评语:机械设计课程设计计算说明书传动方案拟定电动机的选

2、择三、计算总传动比及分配各级的传动比四、运动参数及动力参数计算五、传动零件的设计计算六、轴的设计计算11七、滚动轴承的选择及校核计算13八、键联接的选择及计算14九、联轴器的选择及计算14十、减速器的润滑卜一、设计总结15序号带拉力f(n)带速度v(m/s)滚筒直径d(mm)334001.25310计算过程及计算说明一、传动方案拟定 第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动（1）工作条件：使用年限8年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。f=3400nv=1.25m/sd=310mm（2）原始数据：滚筒圆周力f=3400n；带速v =1.25m/s； 滚筒直径d=310mm；二、电动机选择

3、1、电动机类型的选择：y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：n总二n帯x n -轴承x n忧轮x n联轴落x n滚简=0.95 x 0.992 x 0.97 x 0.99 x 0.94(2)=0.840运输机主轴上所需要的功率:r总=0.840电机所需的工作功率:4.250.840= 5.06kwp工作=506kwdn 滚=77.01r/min3、确定电动机转速： 计算滚筒工作转速：vx60xl0001.25x60x1000 ”亠.n = 77.01 r / min兀 d3.14x310按手册p7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围fa=3-6

4、o取v带传动比f 1=2-4,则总传动比理时范围为1'尸624。根据容量和转速，由冇关手册查出冇三种适用的电动机型号：因此冇三种传支 比方案：如指导书p15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和 带传动、减速器的传动比，则选n=1500r/min o4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为 y132s-4o其主要性能：额定功率：5.5kw,满载转速1440r/min,额定转矩2.2。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：心仏二兰巴= 18.70n 77.012、分配各级传动比据指导书p7表1,取齿轮i齿轮=5.2 （

5、单级减速器i=36合理）匚味 18.70 一所以 ='轮d/四、运动参数及动力参数计算（1）计算各轴得输入功率电动机轴：pd =5.06）tw轴i （减速器高速轴）片=弘打=0.95x5.06 q 4.8轴i （减速器低速轴）p2 = 0.97 x 0.99 x 4.81« 4.57kw（2）计算各轴得转速电动机轴 nm = 1440r/minn 1440轴i 厲=亠=«400/7min1 i、 3.6n 4f）f）轴 ii= l =u 76.92r/min-i2 5.2（3）计算各轴得转矩电动机轴 7； =9550吃= 9550x2匹u33.56n加nm1440m

6、pa q 1轴 it = 9550 = 9550x« 114.84w m1na400p4 57轴 n -9550訂9550x5.395电动机型号y132s-45=18.70据手册得i齿轮=5.2i <=3.6pd=5.06kwpi=4.81kwp2=4.57kwrij =400r/min n2=76.92r/mint(l =33560n mm7=114840n mmt2 =567390n mm输入功率（kw）转速(r/min)扭矩(n m)传动比电动机5.06144033.56带齿轮高速轴4.81400114.843.65.2低速轴4.5776.92567.39五、传动零件的设

7、计计算1、普通v带传动得设计计算 确定计算功率乙贝i：二k也二1.2x5.06 = 6.07kw ,式中，工作情况系数取心=1.2 根据计算功率匚与小带轮的转速也，查机械设计基础图10-10普通v带 型号选择线图，选择a型v带。 确定带轮的基准直径心心2因为"75取小带轮直径d（l=90mm ,dd2=327mmv=6.78m/s大带轮的直径d2 =厶4门=3.6x90 = 327加加 验证带速 y=兀加 = 34x90x1440 =6 78加/$在5mls25mls之间。故60x100060x1000带的速度合适。 确定v带的基准直径和传动中心距°。初选传动中心距范围为：

8、*（厶+dd2）"°w2（厶+d2），即 298.8 <6/0< 824ao=500mm取 q = 500mmv带的基准长度：厶=2勺+寺（此+為）+（為；了）=1677.69mmld= 1600mm查机械设计基础表10-2,选取带的基准直径长度lz= 1600mm实际中心距：0 = 4+ = 600 +16776 -46u6rmn 有'± 48mm 的调整量2 2 验算主动轮的最小包角e = 180° -4门x 57.3° u 150.9t > 120°故主动轮上的包角合适。 计算v带的根数zp,z = 由

9、厲=400r / min , d= 90mm ,宙+*jk足查机械设计基础表10-5,得 = 1.07,由23.6,查表10-6,得a=0.17,查表 10-7,得ka = 0.92 ,查表 10-2,得k厶=0.99“5.37,圆整取z = 6根。计算v带的合适初拉力坨得肚如凹5*6.7810.92查机械设计基础« 10-1,取9 = 0.11焙/加+ 0.11x6.7*« 133.187v 计算作用在轴上的载荷fc=2zsin = 1547.047v2tz =461.16mma】 =150.92°z=6根fo=133.18nfq=1547.04nv带轮采用铸铁

10、ht150或ht200制造，英允许的最大圆周速度为25m/s.带轮的结构设计（单位）mm尺寸小带轮大带轮槽型aa基准宽度乞1111基准线上槽深心斷2.752.75基准线下槽深知丽8.78.7槽间距e15 ±0.315 ±0.3槽边距九99轮缘厚益血66外径叭da=dd2ha=95.5<=+2=329.5内径d54040带轮宽度场b3 = 2/+5e = 95.5尽=2/+5幺= 95.5带轮结构实心式腹板式2、 齿轮传动设计计算(1)择齿轮类型，材料，精度，及参数 选用闭式斜齿圜柱齿轮传动(外啮合) 选择齿轮材料；小齿轮材料都取为45号钢，调质，hbs = 220 2

11、30；犬齿轮材料取为：45号钢，正火处理，hbs =180 190 选取齿轮为8级的精度(gb 10095-1998)齿面精糙度raw1.63.2um初选螺旋角0 = 12° 选小齿轮的齿数©=25；大齿轮的齿数z2 =5.2x25 = 130(2) 按齿面接触疲劳强度设计中心距a >(w + l) 3kt、式中：%卜孕d/杏机械设计基础图726式屮：3him =46q mpa；杏表75 : sh=l.l查表74 : k = 1.1 ；齿宽系数取:y/a = 0.3 计算模数 他=2d cos 0 = 2.74z1 + z2查表7-1取模数标准值mn=3 计算中心距a

12、 =心+%" = 237.69/?7/7?,2 cos 0|员整中心距，取q = 240mm 修正螺旋角：0 = arccos二 12.34°2amn = 3a = 240mm0=12.34°计算两齿轮分度圆直径小齿轮 d=叫"=76.77mmcos0大齿轮 cl.=如二=399.22mm cos0计算齿宽b = i/aa = 12mm取小齿轮齿宽z?（ = 74tnm （齿轮轴）；大齿轮齿宽b2 =72mm （大齿轮）（3）校核弯曲疲劳强度 校核 6wy：cos0 <其中卜虫l = 122 = i35.71mpg 如心 l尸l fsf 1.4査机

13、械设计基础表74 k二1.1 ；查图7-23： yf = 2.675 ；查图7-24：= 90mpa ；杳表75：=1.4。这里使用当最齿数。» =31.72mpq<e,故满足。名称代兮计算公式结果小齿轮大齿轮中距a=（知+°）加”/2cos 0240传动比1/=%5.2法面模数叫设计和校核得出3端面模数m'=mcosj33.07法面压力角an,20°螺旋角p一般为8°20°12.34°齿数z25130分度圆直径d杳表7-679.77400.22齿顶圆直径da85.77406.22齿根圆直径df查表7-672.27392

14、.72齿轮宽b查表7-67472齿轮传动的几何尺寸，制表如下：（详细见零件图）a =240mmi 齿=5.2m=3mmzi=25z2=130 d=64mm d2=352mmb2=72mm bi=74mm螺旋角方向查表7-6左旋右旋三，减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计。查设计基础表3-1经验公式，及结果列于下表。名称结果(mm)名称结果(mm)底座壁厚8轴承盖固定螺钉直径8箱盖壁厚8轴承盖螺钉分布圆直径130底座上部凸圆厚度12轴承座凸缘端而直径150箱盖凸圆厚度1螺栓孔凸缘的呢置尺寸22, 20, 30底座下部凸圆厚度20地脚螺栓孔凸缘尺寸25, 23, 45底座加强筋厚度8箱体内壁与齿轮距离

15、12底盖加强筋厚度7箱体内壁与齿轮端而距离12地脚螺栓肓径16底朋深度230地脚螺栓数目6外箱壁至轴承端面距离47轴承座联接螺栓直径12视孔盖固定螺钉直径6箱座与箱盖联接螺栓直径10六：轴的设计1. 高速轴的设计。 选择轴的材料：选取45号钢，调质，hbs=230240 初步估算轴的最小直径d225. 4mm根据教材公式，取4=110'则d艺竝器2 25.4mm 轴的结构设计考虑带伦的机构要求和轴的刚度，取装带伦处轴径dmin = 30mm ,根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为d = 40加加两轴承支点间的距离：l1=b1+2a1+2a2 + b,式屮：b、 小齿轮齿宽，b|=74

16、加加厶箱体内壁少小齿轮端面的间隙，a, =l2mma2箱体内壁与轴承端面的距离，42=1°加加b轴承宽度，选取6308型深沟球轴承，查表13-3,得到b = 23mml = 142mm得到：厶=142mm带轮对称线到轴承支点的距离厶=人+人+鸟- 2 2式中：/2轴承盖的凸缘厚度，【2= 32mm/2 = + q+c2+5 + r-a2-5 = 8 + 22 +20 + 5 + 10-10-23 = 32 / = 1.2£ =1.2*8 = 10/3螺栓头端而至带轮端而的距离，/3 = 157777/?k轴承盖m8螺栓头的高度，查表可得r =5.3厶=110mm毘带轮宽度，

17、b、=93讪得至！j ：厶=+1。+1? + k u 110加?2. 按弯扭合成应力校核轴的强度。 计算作用在轴上的力小齿轮受力分析圆周力:乎咤299如ft =2991.79nfr=1114.68nfa=654.5n径向九耳二豊沪""4.6诙轴向力:巧严耳tan0 = 654.5n 计算支反力水平而：rah =rbh = = 1495.9nix =077 77垂直面:ravxl42-frlxll-faix 2(110 + 142) = 0 得：rav = 362o.87v22 = 1547.04zf = 0rbv=rav-q-frl=s5.56n 作弯矩图水平而弯矩：mch

18、 =-/?x71«-106210(a mm)mav =-gxll0«-170170( mm)垂直面弯矩：mcvi =-2(110 + 71) + rav x71 q 33130(n mm)mcv2=-rbv x71«-57900(n mm)ma =mav =170170（n mm）合成弯矩：mcx = jm二 +m；h = 111260（n mm）mc2 = jm： +m：2 = 120970（n mm）作转矩图7； = 114000（n mm）当扭转剪力为脉动循坏应变力时，取系数a = 0.6 ,mcad = jo?+（0.6x114000）2 = 68400（

19、7v mm） = jm；+（q£）2 “83400（n mm）贝 |j：mg+（q7；）2 u130600（n mm）mg 二 jm；2+（m）120970（n mm）按弯扭介成应力校核轴的强度轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限a/? = 650mpa ,对称循环变应力时的许用应力0_= 60mpa o由弯短图可以知道，a剖面的计算弯矩最大,该处的计算应力为:叽 _ 183400o.ldj 0.1x403u 2&66mpa < a_h = 60mpa（安全）d剖血的轴径最小，该处的计算应力为:cadmcad _ 68400o.ld, 0x30'u 25

20、33mpa < cr=60mpq（安全）轴的结构图见零件图所示2. 低速轴的设计。 选择轴的材料：选取45号钢，调质，hbs=230240 初步估算轴的最小直径根据教材公式，収血=110,则人帜 a 42.9mm 轴的结构设计考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径jmin = 50mm ,根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为d = 60mm两轴承支点间的距离：l4=b2+2a1+2a2 + 5,式川：b,小齿轮齿宽，b, = 12mm4箱体内壁与小齿轮端面的间隙，=12mma2箱体内壁与轴承端而的距离，a2b轴承宽度，选取6312型深沟球轴承,得到：厶=142加加2.按弯扭介成应

21、力校核轴的强度。 计算作用在轴上的力小齿轮受力分析厂27； 2x567390鬪周力：片-= 2842.5"zd2400.22f tnn n径向力： =1059.02rl cos 0轴向力：巧严刁2 tan0 = 621.8n 计算支反力水平面：rah =rbh = 1421.22v1厂0”垂直面：400 22 得：rravxl42-fr2x71-fl2x = 0zf=0rbv=rav-fr2= 344.57 n 作弯矩图水平面弯矩：mch =-/?g/x74«-105170(7v mm)mrv. - -rw x71 « -99650(a mm垂直面弯矩：c * 4

22、v:imcv2 = -rbv x 71 q -24460(nma = 0(a mm)合成弯矩：mc=m：h+ml q144880(n mm mc2=jm：h +m=2 = 107980(2 mm) 作转矩图t2 =567390(?/ mm)=1.5 mm查表13-3,得到b = 3mm= 1403.56"当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数q = 0.6,mcaa =0(at mm)贝ih+("7；)2 q369380(n mm)mm,二 jm；u107980(n mm) 按弯扭介成应力校核轴的强度轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限= 650mpa ,对称循环变应

23、力时的 许用应力b_il = 60mpa o有弯矩图可知，c处弯矩最大，假设c处为最小直径，若“ vb一丄，则轴其他地方都必符合要求。7u29.6mpci <cr .1 = 60mpa (安全)w oadjl 小 轴的结构图见零件图所示 七滚动轴承的选择和计算1 高速轴选取滚动轴承 选取的轴承：型号为6308深沟球轴承(每根轴上安装一对)查课程设计表133和查机械基础表18-11,轴承 a 的径向载荷ra = j(rahy+(ravy = j(1495.9)2+(3302.97)2 = 3625.9/v 轴向载荷：aa=fa= 654.5n轴承 b 的径向载荷：/=辰/+血丫 二 j(1

24、495.9)2+(641.25)2 j627.5nc,=32kn轴向载荷：ab=0n;rfl此可见，轴承a的载荷大，应该验算轴承a. 计算轴承a的径向当量动载荷，其中，co=3.2kn查表133得到： 虫=竺仝=0.0207,取亡=0.22co 31200a 645 5二=0.18<e,故查表 1811 得：x =1/= 0p=3625.9nr 八3526.9则具径向当量动载荷p = xra +yaa= 3625.9n因两端选择同样尺寸的轴承，故选轴承a的径向当虽:动载荷p为计算依据。工作温度止常,查机械基础表18-8 m办=1;按中等冲击载荷,查表8-9得办=1.5,按设计要求，轴承得

25、寿命为：lh > 5000/2则:lh=26826.7nc=26826.7n由查课程设计表13-3,6309深沟球轴承得额定动载荷c°=31.2kn,cvco所以选取得轴承合适。2低速轴选取滚动轴承 选収的轴承：型号为6312深沟球轴承（每根轴上安装一对）查课程设计表133和查机械基础表18-11,轴承a的径向载荷ra =+（ravy = j（1421.3）2 +（1368.1=何药n轴向载荷:aa =fa= 621,8n轴承 b 的径向载荷：rb = j（仏+（仇 j = j（1421.2+（309.1）2 = 1454 4/v轴向载荷：ar=0n;山此可见，轴承a的载荷大，

26、应该验算轴承a.计算轴承a的径向当量动载荷，其中，q=62.8kn查表13-3得到：心=2竺 = 0.010,取e = 0.19c（）62800虫= o.315w,故査表 18-11 得：x =0.56/= 2.3rap=2534.85n则其径向当量动载荷p = xra + yaa = 2534.85"因两端选择同样尺寸的轴承，故选轴承a的径向当量动载荷p为计算依据。工作温度正 常，查机械基础表18-8得ft=l；按中等冲击载荷，查表189得几=1.5,按设计要求，轴承得寿命为：lh > 5000/?山查课程设计表13-3,6312深沟球轴承得额定动载荷c（）=62.8kw,cvco所以选収 得轴承合适。八：键联接得选择和强度校核。1、高速轴与v带轮用键联接选用鬪头普通平键（c型）按轴径 d二30mm,及带轮宽 b3 = 63mm ,查表 10-1 选择 c8x56 （gb/t 1096-1979）c型平键8x56强度校核键得材料选为45号钢，v带轮材料为铸铁，查表得键联接得许用应力0l = 50 6qmpa 键得工作长度 1 = l- = 52mm , k = = = 3.5mm ,挤压应 力=27； x 1000 = 42.06mpa v 刃=50