我的机械设计课程设计__单级圆柱齿轮减速器说明书

1、机械设计基础课程设计学生姓名：学 号：年 级： 2007 级专 业：高分子模具院 （系）：材料科学与工程学院指导教师：时间：2010 年 6 月4 / 26目录设计任务书.1第一章 绪论1.1 设计目的. 31.2 传动方案的分析与拟定. 3第二章 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 电动机类型及结构的选择. 42.2 电动机选择. 42.3 确定电动机转速. 42.4 确定传动装置的总传动比和分配级传动比. 52.5 动力运动参数计算. 5第三章 传动零件的设计计算减速器外部零件的设计计算-普通 V 形带传动. 7第四章 齿轮的设计计算4.1 直齿圆柱齿轮. 84.2 齿轮几何尺寸的设计

2、计算4.2.1按照接触疲劳强度计算.84.2.2按齿根弯曲接触强度校核计算. 94.2.3齿轮几何尺寸的确定. 94.3 齿轮的结构设计. 9第五章 轴的设计计算5.1 输入轴的设计. 115.2 输出轴的设计. 135.3 轴强度的校核. 165 / 26第六章 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核. 176.2 键的选择计算及校核. 186.3 联轴器的选择. 18第七章 减速器润滑、密封7.1 润滑的选择确定. 197.1.1 润滑方式. 197.1.2 润滑油牌号及用量. 197.2 密封的选择确定. 19第八章 减速器附件的选择确定 .19第九章箱体的主要结构尺寸计算 .2

3、0第十章 减速器的绘制与结构分析10.1 拆卸减速器. 2110.2 分析装配方案. 2110.3 分析各零件作用、结构及类型.2110.4 减速器装配草图设计. 2110.5 完成减速器装配草图. 2210.6 减速器装配图绘制过程.2210.7 完成装配图. 2310.8 零件图设计. 23第章设计总结.24参考文献.6 / 26设计任务书设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。运输机连续单向工作，一班工作制，载荷平稳，室内工作，有粉 尘(运输带与滚筒摩擦阻力影响已经在 F 中考虑)。使用期限：10 年。生产批量：20 台。生产条件：中等规模机械厂，可加工 78 级齿轮与蜗轮。动力来

4、源：电力，三相交流 380/220V题目数据：组号1运输带工作拉力 F/ ( KN )1.5运输带速度 V/ (m/s)1.1卷筒直径 D/(mm)220运输带允许速度误差为 5%设计任务要求：1. 减速器装配图纸一张(1号图纸)2. 轴、齿轮零件图纸各一张(3号图纸)3. 设计说明书一分一份一张两张7 / 261.1 设计目的（1）培养我们理论联系实际的设计思想，训练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

5、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、绘图数据处理等设计方面的能力。1.2 传动方案拟定1、传动系统的作用及传动方案的特点：机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动 机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部 分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率 高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案

6、采用了两级传动， 第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过 载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转 矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代 机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200 灰铸铁铸造而成2、传动方案的分析与拟定1、 工作条件：使用年限 10 年，工作为一班工作制，载荷平稳，室内工作2、 原始数据：滚筒圆周力 F=1500N;带速 V=1.1m/s；滚筒直径

7、D=220mm3、方案拟定：采用V带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于 带传动具有良好的缓冲，吸振性能， 适应大起动转矩工况要求，结构简单， 成本低，使用维护方便。图 1 带式输送机传动系统简图w带传幼第一章绪论8 / 269 / 26第二章减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 电动机类型及结构的选择本减速器设计为水平剖分，选用丫系列三相异步电动机， 封闭卧式结构。2.2 电动机选择(一) 工作机的功率 PwFW=FV/1000=15000 1.1/1000=1.65kw(二) 总效率总2总=带齿轮联轴器轴承=0.96X0.98X0.99X0.9952=0.91(三) 所需电

8、动机功率FdFdPw/总1.65/0.911.81(KW)查机械零件设计手册得Ped= 3 kW2.3 确定电动机转速卷筒工作转速为：n卷筒=60X1000 V/( n-)D=95.54 r/min根据机械设计课程设计P7表 2-3 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i齿=36范围。取V带传动比i带2 4。则总传动比理论范围为：i总=624。故电动机转速的可选范为nd=i总Xnw=573.241910.8 r/min则符合这一范围的同步转速有：750、1000 和 1500r/mi n,由 标准查出三种适用的电动机型号：万案电动机 型号额功疋率电动机转速(r/min)同步满

9、载1Y100L-43kw100014202Y132S-63kw15009603Y132M-83kw3000710综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动、减速器 传电动机额定 功率Ped= 3 kw计算及说明结果10 / 26动比,可见第 2 方案比较适合。11 / 26因此选定电动机型号为 Y132S-6,n满=960 r/min。2.4 确定传动装置的总传动比和分配级传动比1、确定传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速n满和工作机主动轴转速ni可得传动装置总传动比为：i总=n满/n|=960/95.54=10.052、分配各级传动装置传动比：总传动比等于各传动比的乘积取i带=2.5

10、（普通 V 带 i=24）因为：i总=i带i齿所以：i齿=i总/i带=10.05/2.5= 4.022.5 动力运动参数计算(一) 转速 nn0=口满=960nI=no/i带=门满/i带=960/2.5=384 ( r/min )nII=nI/i齿=384/4.02=95.52 (r/min)n山=nH=95.52 (r/min)(二) 功率 P选定电动机型号为Y132S-6 i总=i带i齿计算及说明结果12 / 26（三）转矩 Tp。Pd1.81(kw)I轴：P1P)带1.810.951.72(kw)H轴：P2P齿轮轴承1.720.995 0.981.68(kw)卷筒轴P3P2 联轴器 轴承

11、1.680.995 0.991.65(kw)i带2.5i齿=4.02nI=384(r/min)nII=95.52(r/min)n|=95.52(r/min)P01.81kwR 1.72kwP21.68kwP31.65kw13 / 26轴号功率P/kWN/(r.mi n-1)T/ (N m)i01.81960182.511.7238442.7821.6895.52167.964.0231.6595.52164.971To9550 Po/ n018(N m)I轴TiTo 带i带42.78(N m)H轴T2T1 齿轮轴承i齿167.96(N -m)卷筒轴T3T2 联轴器轴承i齿带164.97(N -

12、 m)To=18(N m)Ti=42.78(N m)T2=167.96(N m)T3=164.97(N m)将上述数据列表如下:14 / 26计算及说明结果第三章 传动零件的设计计算减速器外部零件的设计计算-普通 V 形带传动设计普通 V 形带传动须确定的内容是：带的型号、长度、根数，带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方向1、选择带的型号：查表 6-4 得KA1.0,则计算功率为PC=KA P=1X3= 3KW根据n1、PC查表和图 6- 8,选取 A 型带。选 A 型带2、确定带轮基准直径、验算带速查资料表 6- 5, 6- 6,选取dd1112mm带速带速验算

13、：V=n1-d1- n1/00X50)=3.14X12 960/1000X0=5.63m/sd 仁 112mm介于 525m/s 范围内，故合适d2=280mm大带轮基准直径 d2=n1/n2X1=2.5X12=280mm3、确定带长和中心距a：0.7 (d1+d2) a02(dl1+d2)0.7 X( 112+280) a0112+280)274.4mn a0 勺 84mm初定中心距 a0=500，则带长为L0=2a0+n(dl1+d2)+(d2-d1)2/(4 a0)=2X500+n( 112+280)/2+(280-112)2/(4X00)=1629.55 mm查 6-2 表，按标准选带

14、的基准长度 Ld=1600mm 的实际带中心距 a中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1629.55)/2=485.23 mm=485.23mm4、验算小带轮上的包角ala1=18G(d2-d1) 57.3/a=160.16120 小轮包角合适小轮包角合5、确定带的根数适由式zc确定 V 带根数，PP KLK查 6- 3 表得P= 1.18kW，查 6-7 表得P= 0.11kW查 6- 2 表得KL= 0.99，K= 0.89则 Z=PC/(P0+AP0) -KLK=2.71/(0.97+0.11) X).99X.89=2.47故要取 3 根 A 型 V 带选3根 V

15、带15 / 26计算及说明结果第四章齿轮的设计计算4.1 直齿圆柱齿轮小齿轮为40Gr 钢调按输入的转速 384 r/min，传动比 4.02 计算，传动功率 1.72kw,质，齿面硬连续单向运转，载荷平稳来计算。度为(1)选定齿轮材料、热处理方式和精度等级250HBS因载荷平稳，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的大齿轮为材料为 40Gr 钢调质，齿面硬度为 250HBS,大齿轮选用 45 号钢45 号钢正正火，齿面硬度为 220HBS。火，齿面硬齿轮精度初选 8 级度为220HBS(2)初选齿数和齿宽系数。Z1=25 Z2=Z1i仁25 402=100 取书 d=1滑动率及修正：&am

16、p; =-1 (d2nn)/d2n满=0%带实际传动比：i=d2/d1 (1- 6)=2.5从动轮转速： m = n满/ i=384Z1=25Z2=100修正后齿轮传动比：i=100/250=4i* =2 5输入转矩为 42.78 N m1 带厶 2传动比误差：=(4.02-4) /4=0.5%符合误差要求i 齿=44.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1按齿面接触疲劳强度计算小齿轮的转矩为 42.78 N m 确定各参数值：1.载何系数因 K 取值在 1.2-2.4 之间，由于载何平稳，取 K=1.52.许用应力：cHlim1=700MPacHlim2=560Mpa(TFlim1=570MP

17、acFlim2=440Mpa按一般可靠要求取安全系数为 SF=1.25 SF=1， 则许用接触应力cH1=cHlim1/SF=700/1=700 MPacH2 =cHlim2/SF=570/1=560 MPacH许用齿根弯曲应力cF1 =cFlim1/SF=456MPa=560MpacF2 =cFlim2/SF=352MPacF取两式计算中的较小值，即cH=560Mpa cF=352MPa=352MPa3.计算小齿轮分度圆直径齿数比 =100/25=4=416 / 26计算及说明结果2” 一 kT-!u 11、屮 d u %】将数值带入上述公式可知：d1 48.62mm4.确定模数和齿宽m=d

18、1/Z1=48.62/25=1.94取标准模数值 m=2m=24.2.2 按齿根弯曲接触强度校核计算%2KT1YFSYF:校核bd1m式中：a)小轮分度圆直径 d 仁 mZ=2X25=50mmb)齿轮啮合宽度 b=Wd d1 =1.0 x50=50mmc)查手册得两齿轮的齿形系数和应力修正系数YFa 仁 2.63Ysa1=1.59YFa2=2.19Ysa2=1.80将数据带入公式得：(TF 仁 107.34MPacF2=101.19MPa由于cF1 F1 cF2F2强度满足故满足齿根弯曲疲劳强度要求4.2.3 齿轮几何尺寸的确定d 仁 50mm分度圆直径：d 仁 50mmd2=m- Z2=2X100=200mmd2=200mm齿