机械设计课程设计——减速速箱设计说明书

1、第一章设计任务书（1） 运动简图（2）、工作条件：运输机两班制连续工作，单向运转空载启动，工作载荷变化不大，使用期限八年（每年按300个工作日计算），输送带速度V的容许误差为±5%。滚筒效率w=5%原始数据题号10运动带拉力/N2200运送带速度 /m/s1.3滚筒直径/mm160设计任务要求：1、减速器装配图纸一张（A3图纸） 2、轴、齿轮零件图纸各张（A3图纸） 3、设计说明书一份第二章电动机的选择 1、类型与结构形式的选择：按已知的工作要求和条件，选用Y型三相异步电动机。2、确定电动机的功率（1）工作机最大的使用功率：Pw=Fv/1000w=2.98Kw(2)电机至工

2、作机的总效率:总=带×2轴承×齿轮×联轴器×滚筒=0.96×0.9801×=0.8674则 电动机所需功率Pd= Pw/=3.1KW(3)选择电动机额定功率Pd 因该运输机载荷变化不大，电动机额定功率Pd只需略大于Pd即可，查表9-1取Pd=4kw 3、选择电动机转速Nw。滚筒轴的工作转速Nw=60×1000V/D=60×1000x1.3/3.14x160 =155r/min 按机械零件课程设计P11表3-2推荐的传动比合理范围，取V带传动比iv=24;一级直齿轮传动比ic =35，则总传动比的推荐范围：i= iv

3、xic=620电动机的转速可选范围：Nd=ixNw=(616)x105.1=6122040 r/min由P115表9-1知：符合这一范围的同步转速有710、960、和1420r/min。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，可见960r/min比较适合。4、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 Y132M1-6其主要性能：额定功率：4KW，满载转速960r/min，额定转矩2.2 。 第三章计算总传动比及分配各级的传动比（1）装置总传动比 i=nd/nw=960/155=6.19 （2）分配传动装置各级传动比 取iv=

4、2.4 为使V带轮的轮廓尺寸不致过大，分配时传动比应保证iv<ici= ivxic ic=3.92第四章运动参数及动力参数计算(1) 计算各轴转速 轴：nd /iv=400r/min 轴：n/ic= 102r/min滚筒轴：n= n=155r/min(2) 计算各轴的功率 轴：Pdx带=4x0.96=3.84kw 轴：px轴承×齿轮（3）计算各轴的转矩 电动机轴 Td=9550xPd/nd=9550x3/1420=39.79N·m 轴 T=9550x p/n=9550x2.88/405.7=91.68 N·m 轴 T=9550x p/n=9550x2.77/

5、105=345.5N·m将以上数据整理后如下表：轴号功率kw转矩N.m转速r/min电机主轴439.79960轴3.8491.68400轴3.69345.5102卷筒轴3.62222.5155第一章传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算（1） 选择普通V带截型，由课本P131表9.7知:KA=1.2, PC=KAP=1.2×4=4.8KW(课本式9.19) 由课本P131图9.9得：选用A型V带 （2）确定带轮基准直径，并验算带速 由课本表9.8知 推荐的小带轮基准直径为80100mm，d1dmin的要求，取d1=100mm 按式（课本9.20）得 d2=d1n1/

6、n2=100x960/400=349.8 由课本表（9.8）取d2=355mm 带速：V=d1n1/60×1000=3.14x100x1420/60x1000=7.43(m/s) 带速在525 m/s范围内，故合适。 （3） 确定带长Ld和中心矩a 由式（9.22）得 0. 7(d1+d2)a02(d1+d2)0.7(100+355) a02x(100+355)初定a0=500mm由式（9.23）得 L0= 2a0+(d1+d2)/2+(d2-d1)2/ 4a0 =2x500+3.14x(100+355)/2+(355-100)2/4x500 =1747mm由表9.1取Ld=1800

7、mm由式（9.24）得:aa0+Ld-L0/2=500+1800-1747/2=526.5mm 由式（9.25）得:amin=a-0.015xLd=499.5mm amax=a-0.03xLd=554mm(4)验算小带轮包角由式（9.26）得: 1=1800-d2-d1/a×57.30=152.25>1200 故合适（5）确定带的根数依次查表9.4、9.5、9.6和表9.1得：P0=1.32kw，P0=0.17, K=0.92, KL=1.01 由式（9.27）得： Z PC/(P1+P1)KKL =2.82 则取Z=3 (6)计算初拉力 由表9.2查得q=0.10 kg/m

8、由式（9.28）得：F0= 500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2 = 152.237+5.52 =207.4N （7） 轴的拉力FQ FQ = 2ZF0sin1/2=1208.3N 2、齿轮传动的设计计算：（1）选择齿轮材料、热处理方式：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软启动，由课本表10.1和10.2得：小齿轮采用45钢，齿面硬度取230HBS，调制处理，大齿轮也选用45钢，正火处理，齿面硬度取190HBS （2）确定精度等级 减速器为一般齿轮传动，估计速度不大于5m/s,根据表10.3，初选8级精度。（3）确定许应用力 由图10.11（c）、10.14（c）分别查的Hlim1

9、=560 MPa Hlim2=530 MPaFlim1 =195 MPa Flim2=180 MPa 由表10.5查的SH=1.1和SF=1.4，故：H1=Hlim1/ SH =509.1MPa H2=Hlim2/SH=481.8 MPaF1=Flim1/ SF=139.3 MPa F2=Flim2/ SF=128.6 MPa 因齿面硬度小于350HBS，属于软齿面，所以按齿面接触强度进行设计。 由式（10.7）计算中心距a1) 取H= H1=509.1MPa 2）小齿轮转矩T1=9550x2.88/405.7=67793.94 N·mm 3) 取齿宽系数a=0.4 =3.864)

10、查表10.4，选用K=1.15将上述数据带入，得初算中心距a0171.5mm1.确定基本参数计算齿轮的主要尺寸（1）选择齿数Z1=20 则Z2=i Z1=77.2 所以Z2=78（2）确定模数 m=2a0/( Z1+ Z2)=3.5mm 由表5.1， 取m=3.5mm（3）确定中心距 a=m ( Z1+ Z2)/2=171.5mm（4）确定齿宽 b=axa=68.6mm 为了补偿两轮轴向尺寸的误差， 使小齿轮宽度略大于大轮，故b2=69mm b1=75mm。分度圆直径 d1=70mm d2=273mm 2. （1） 验算齿根弯曲疲劳强度 1） F1=2KT1YF1/bm2z1 F2=2KT1Y

11、F1/bm2z1按Z1=20，Z2=78，查的YF1=2.93 YF2 YF1=2.28，代入上式得： F1=23.5MPa<F1 安全 F2=18.3 MPa <F2 安全2）验算圆周速度 V=d1d2/60x1000=1.49m/s由表10.3知。选9级精度合适确定齿轮的结构尺寸及绘制齿轮的零件工作图（略）第六章轴的设计计算 从动轴设计：1选择轴的材料 确定许应用力选轴的材料为45号钢，正火处理。查表12.1知：b=600 MPa s=300 MPa 查表12.5知：-1=55 MPa 2、按扭曲强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器连接，从结构要求

12、考虑，输出端轴径 应最小，最小直径为dc 由表12.4知：45号钢取115 由式12.2知： d37.89mm 考虑键槽的影响以及联轴器径孔系列标准 取d=40mm 齿轮作用力的计算转矩：T=9550x p/n=9550x2.77/105=3183N·m齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=3589N 径向力：Fr= Ftxtan200=1332N3. 轴的结构设计 （1） 确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布局在齿轮两边。轴外深端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现定位，靠过盈配合

13、实现轴向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位， 联轴器靠靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。 （2）、确定各段轴的直径：将估算轴d1=40mm为外伸端直径与联轴器相配，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=45mm和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴承处d3应大于d2，取d3=50mm方便齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=56mm右端用套筒固定，左端用轴定位，轴直径d5=63mm满足齿轮定位的同时，还应满足右侧轴承的安装要求，根据选定轴承型号确定，左端轴承型号与右端轴承相同，去d6=50mm（3）.选择轴承型号，由机械零件课程设计P88

14、初选深沟球轴承，代号为6208，查表得轴承宽度B=18mm.安装尺寸Da=70 mm （4）.联轴器的选择可采用弹性柱鞘联轴器，查（2）表14.2取K=1.5 Tc=KT=1.5x252=378 N·m 由【1】表14.1选TL7型联轴器 YA40X112/J1A40X50GB4323-84第七章键连接1、 选择键连接的类型为保证齿轮传动啮合良好，要求轴毂对中性良好，故选用A型（圆头）平键联接。2、 选择键的主要尺寸 按轴径d=56mm,轮毂宽B=75mm由表11.1查得：键宽b=16mm,键高h=10mm,键长L=75mm-（510）mm=6570mm,取L=65mm。3、 校核键

15、联强度 由表11.2查铸铁材料p=5060Mpa,由式11.1计算键连接的挤压强度 l p=4T/dhl=4x252000/56x10(65-16) =36.7Mpa<p 所选键连接强度足够。4、 标注键连接公差轴、毂键槽公差的标注如图11.8所示联轴器的键连接选择 1、按轴径d=40mm，由表11.1查得：键宽b=12mm,键高h=8mm,键长L=50mm。第八章润滑和密封1齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速，速度v<12m/s,当m<20时，浸油深度为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36mm2滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟，飞溅

16、润滑。3润滑的选择齿轮与轴承用同中润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GB443-89全损耗系统用LAN15润滑油。4、密封方法的选用选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB89.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的外径决定。第九章小结经过一周的机械设计实习，我觉得能做类似的课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻炼我们的实践面？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依.有 理可寻，不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。 作为一名专业学生掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，