机械设计课程设计-一级圆柱齿轮减速器说明书

1、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Fo3.8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 421按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸齿轮弯曲强度校核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.

2、1轴的材料和热处理的选择5.2轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径轴的结构设计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=30

3、0mm。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朕轴器:滚筒电剳机F带传动图1带式输送机传动系统简图电动机 选用：Y2-132S-8i带3i 齿=4.099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=2000X 0.9/1000=1.8kw（二）总效率总_3总=带 齿轮 联轴器 滚筒 轴承=0.96 0.9

4、8 099 区.96 099 99 099=0.868（三）所需电动机功率PdPd 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=60X 1000v/ （ D=60X 1000 X 0.9/（3.14 X 300）=57.325r/mi ni总 n满 /n 935/57.32512.298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 = 口满=705 (r/min )n I = n°/

5、 i带=n满 / i 带=705/3=235( r/min )nH = ni /i 齿=235/4.099=57.331 (r/min )nhi =nH =57.331 (r/min )（二） 功率PF0 Pd2.073(kw)RP0 带 2.073 0.96 1.990(kw)巳 P| 齿轮轴承 1.990 0.98 0.991.931(kw)P3 P2 联轴器轴承 1.931 0.99 0.991.893(kw)（三）转矩TT09550P0/ n09550 2.073/1420=13.942(N. m)T1 T0 带i带 13.9420.96 340.153( N m)T2 T1 齿轮轴承

6、i齿40.153 0.98 0.99 4.099=161.182(N m)T3 T2联轴器轴承i齿带161.182°.990.991=157.974(N. m)结果计算及说明将上述数据列表如下:轴号功率P/kWN/(r.min 1)T/(N - m)i02.07370513.94230.9611.99023590.15321.93157.331161.1824.0990.9731.89357.3331157.97410.98第三章V带传动设计3.1确定计算功率Pc=3.3KW查表得KA=1.1，则PC=KAP=1.*3=3.3KW选用B型 普通V带dd仁140mmv=5.17 m/s

7、,带速合 适3.2确定V带型号按照任务书得要求，选择普通 v带。根据PC=3.3KV及 n1=235r/min，查图确定选用B型普通V带。3.3确定带轮直径(1) 确定小带轮基准直径根据图推荐，小带轮选用直径范围为112 140mm选择dd1=140mm(2) 验算带速v = dd1n1=140 705=5.17m/s60 1000 600005mfs v vv 25m/s,带速合适。(3) 计算大带轮直径dd2= i d di (1- £) =3X 140X( 1-0.02 ) =411.6mm 根据 GB/T 13575.1-9 规定，选取 dd2=400mm3.4确定带长及中心

8、距(1)初取中心距a00.7 dd1 dd22 dd1 dd2得378<1080, 根据总体布局，取ao=800 mmdd2=411.6mm取ao=800mm确定带长Ld：根据几何关系计算带长得Ldo 2a0 2 dd1 dd2dd1 d d24a°2140 400=2 800 140 400=2469.36mm24 800根据标准手册，取Ld =2500mm。(3)计算实际中心距a0L - L-dd0 =80022500-2469.36=815.32mm3.5.验算包角1 180 dd2dd1a57.33.6.815.32确定V带根数Z57.3 =161.73°&g

9、t; 120°，包角合适。PcZ> (P0P°)K Kl取Ld=2500mm中心距a=815.32 mm包 角0=161.73o包角合适根据 dd1=140mn及 n1=705r/min，查表得 P0=1.64KW,A P0=0.22KW中心距 a=815.32mm包角 a=161.73°包角合适161 .73Ka = 1 .25(15180) =0.956KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.0243 3则 Z>=1.737，取 Z=2(1.86)0.9561.0243.7. 确定粗拉力F。Pc / 2.5 和2Fo=500(1)qvv

10、Z K查表得q = 0.17 kg /m,贝UFo=500 匚”匚(cc“1) °17 517 =98.26N5.17 5 0.9563.8. 计算带轮轴所受压力Q161 73Q=2ZFsin 1 =2X 2X 98.26 x sin 161 ./3 =388N2 2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件设计手册查得H liml580MP a , H lim 253°MPa,SHIim = 1F

11、liml215MP a , f lim 22°°MP a , SF lim1n1 / n2235/57.3314.099由机械零件设计手册查得ZN1 = ZN2 = 1Yn1 = Yn2 = 1.1由 H1Hlim1ZN1580 1 580MPaSH lim1H2HHm2ZN2 530 1 530MPaSH lim1计算及说明结果F lim lYN1215 1.1F1N1244MPaSf lim1F lim 2YN 2200 1.1F2204MPaSF lim1（一）小齿轮的转矩T IT19550R/ n19550 1.990/23580.870(N m)（二）选载荷系数K

12、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。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K = 1.1（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二1（五）计算小齿轮分度圆直径d1d1 > 766KT,u 1)=7663 1.1 90.153 (4.099 1)1 5302 4099=47.103( mm)(六)确定齿轮模数a d1 1247.103 124.099120.089 mmm =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 198.764取m=2(七)确定齿轮的齿数

13、乙和z乙 d1 忆10323.552m 2取 Z1 = 24Z2 乙 4.099 2498.376取 Z2 = 100Z1 = 24Z2 = 100（八）实际齿数比'Z2乙100244.167齿数比相对误差0.017<± 2.5% 允许(九)计算齿轮的主要尺寸d1 mZ12 2448( mm)d2 mZ22 100200(mm)d1 =48mmd2 =200m m计算及说明结果11中心距a - d1 d2- 48200128 mm22齿轮宽度B2dd114848（mm）B1 = B2 + （5 10） = 53 58（mm）取 B1 =57 （mm）（十）计算圆周转速v

14、并选择齿轮精度dE13.14 48 235 门，v 0.590 m/s60 1000 60 1000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F1244MPaF2 204MPa（二）计算两齿轮齿根的弯曲应力由机械零件设计手册得YF1 =2.65Yf2=2.18比较Yf / f的值Yf1 / F1=2.65/244=0.0109>YF2/ F2=2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应力为a=128mmB1=57mmB2=48mmV=0.590(m/s) 定为IT72000KT1YF12000 90.153 2.6

15、5F1 2B2m Z148 224103.692(MPa) F1齿轮的弯曲强度足够423齿轮几何尺寸的确定、da由机械零件设计手册得h a =1 C2ha1Z1 2ha m(24 2 1) 254(mm)2ha2Z2 2ha m(100 2 1) 2204(mm)齿距P = 2X 3.14=6.28(mm)齿根高hf ha cm2.5(mm)齿顶咼ha h am 12a2(mm)齿根圆直径df2.543(mm)d1 2hf 482dai dida2 d2*;=0.25d fid2 2hf 2042 2.5199(mm)强度足够4.3齿轮的结构设计da1 =54m m da2 =204 mm h

16、=4.5mm S=3.14m m P=6.28m m hf=2.5mm ha=2mm df1 =43m m df2=199m m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D!=1.6d=1.6X 50=80(mm)轮毂长度L B248(mm)轮缘厚度8 o = (34)m = 68(mm)取 0 =8轮缘内径D 2 =da2 -2h-2 o =204-2X 4.5-2X 8计算及说明结果=179(mm)取 D2 = 180(mm)腹板厚度 c=0.3 B2=0.3X 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直径 D o =0

17、.5( D! + D2 )=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直径 d 0 =0.25 ( D2- D!) =0.25 (180-80)=25(mm)取 d0=25(mm)齿轮倒角 n=0.5m=0.5X 2=1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，HB217255b =650MPa s=360MPa1 =280MPa5.2轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径3 3 D i=25mm主动轴 di=c （旦=115 J1990 =23.44D2=39mmW 235从动轴 d2=cj=115 |931=37.14

18、V n2 57.331考虑键槽 d1=23.44X 1.05=24.612考虑键槽 d2=37.14X 1.05=38.996选取标准直径d1=25 mm选取标准直径d2 =39 mm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。轴的强度校核主动轴的强度校核圆周力Ft = 2000T2 =2000X 158.872/204=1557.57Nd2径向力 Fr = Ft tana =1557.57Xtan20° =566.909 N由于为直齿轮，轴向力Fa=0作主动轴受力简图：（如下图所示）THE51.0 2 NoFwB垂宜IT兮起r

19、r3 042,当筆理矩L=98mmRha = Rhb =0.5 Ft =0.5X 3339=778.785(N)M hc =0.5 Rha L=778.785 X 98X 0.5/1000=38.16(N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5 X 566.909=283.455( N m)Mvc =0.5RvaL=283.455X 98X 0.5/1000=13.89(N m) 转矩 T=90.153(N m)校核Mc=Mhc2 Mvc2 =38.162 13.892 =38.2(N m)Me= Mc aT = 38.220.6 90.153 =66.22(N m)由图表查得， 1

20、b=55MPa3 3d> 10 Me_ =10 66.22 =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Ft =2°°°T2 =2000X 158.872/204=1557.57Nd2径向力Fr = Ft tana =1557.57Xtan20° =566.909 N由于为直齿轮，轴向力Fa=0受力简图：（如下图所示）1-R5 .4iJ5S ,O7eNnMbQ.O ?Hn右力守無危险截面5DMUS.Hn从勤轨羞力間團L=98mmRha = Rhb =0.5

21、 F t =0.5X 1557.57=778.785( N)M hc =0.5 Rha L=778.785 X 98X 0.5/1000=38.16(N m)Rva = Rvb =0.5 Fr =0.5 X 566.909 =283.455(N m)MVC =0.5RvaL=283.455X 98X 0.5/1000=14.134(N m) 转矩 T=161.182(N m)校核M C = , M HC 2 M VC2 = . 38.162 14.1432 =40.697(N m)Me = ,. M c2 aT 2 = .40.69720.6 161.182 2 =104.923( N m)由

22、图表查得，1 b=55MPa33d> 10 =10104.923 =26.72(mm)V0.11 b 0.1* 55考虑键槽 d=26.72mm < 39mm则强度足够计算及说明第六章轴承、键和联轴器的选择结果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从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209,基本额定功负荷从动轴承2个P= F r =1557.57X=1Y=0Cr=25.6KNI _ 106 ft

23、CrL10h = 60n2Pft=1=310660 117.58925.6 1 1000602.343=10881201预期寿命为：5年，单班制L=5 X 300X 8=12OOOvL0h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10X 40GB/T1096 2003, b=16, L=50，h=10,选 45 号钢，其许用挤压力p =100MPaFt4000TI 4000 1557.57厂p = - -1 -=25959.5< ph lhld8 30则强度足够，合格（一）与齿轮联接处d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键

24、 14X 52 GB/T1096 2003，b=10mm, L=45mm，h=8mm，选45号钢，其许用挤压应力p =100MPaF t4000Ti 4000 1557.57cp = =L =222510< ph lhld8 35则强度足够，合格从动轴外 伸端键10X40GB/10962003与齿轮联 接处键14X52GB/T10962003计算及说明结果6.3联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不咼，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 =9550 竺=9550 X 1.3 1.932 =418.374nil57.331选用LT7型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩Tn =500，Tc<Tn。采用丫型轴孔，A型键轴孔直径选d=40,轴孔长度 L=112LT7型弹性套住联轴器有关参数选用TL8型弹性套住联轴器键槽类型A型号公称 转矩T/(Nm)许用 转速n/(r - min轴孔 直径 d/mm轴孔 长度L/mm外 径D/mm材料轴孔类型LT725036004011265HT200Y型第七章减速器润滑、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=1.2vv 12 m/s应用喷油润滑，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