机械设计课程设计_一级圆柱齿轮减速器说明书

1、WORD格式机械设计课程设计设计说明书课题名称一级圆柱齿轮减速器专业工程技术机械制造及其自动化083姓名王仁源学号202108310229指导教师严建敏学期2021学年第一学期专业资料整理WORD格式目录一 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 减速器构造选择及相关性能参数计算2.1减速器构造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 F03.8

2、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)专业资料整理WORD格式4.1齿轮材料和热处理的选择专业资料整理WORD格式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齿轮几何尺寸确实定4.3齿轮的构造设计五 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轴的构造设计5.2.3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构造尺

3、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 箱体主要构造尺寸计算专业资料整理WORD格式参考文献专业资料整理WORD格式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=300 mm。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

4、 380/220V。1.4传动系统方案的选择图 1带式输送机传动系统简图专业资料整理WORD格式第二章减速器构造选择及相关性能参数计算2.1减速器构造本减速器设计为水平剖分，封闭卧式构造。2.2电动机选择一工作机的功率PwPw =FV/1000=20003 0.9/1000=1.8kw二总效率总总 = 带3齿轮联轴器滚筒轴承=0.96 ×0.98 ×0.99 ×0.96 ×0.99 ×0.99 ×0.99=0.868三所需电动机功率 Pd电动机选用：Pd Pw /总 1.8/0.86862.073(KW )Y2-132S-8查&quo

5、t;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=6031000v/ D=603100030.9/(3.143300)=57.325r/mini总n满 / n935 / 57.32512.298i 带3取 i带 3那么 i齿i 总 / i带24.771/3 4.099i 齿=4.099专业资料整理WORD格式计算及说明结果专业资料整理WORD格式2.4动力运动参数计算一转速 nn0=n满=705r/minn I=n0/i 带=n满/i 带=705/3=235r/minnII= nI/i齿=235/4

6、.099=57.331r/minnIII=nII=57.331r/min二功率 PP0Pd2.073(kw)P1P0带2.073 0.961.990(kw)P2P1齿轮轴承1.9900.980.991.931(kw)P3P2联轴器轴承1.9310.990.991.893(kw)三转矩 TT09550P0 / n0 9550 2.073/1420=13.942(N m)T1T0 带i带13.9420.96340.153( Nm)T2T1 齿轮轴承 i齿40.1530.98 0.994.099= 161.182(Nm)T3T2 联轴器轴承 i齿带161.1820.99 0.99 1= 157.97

7、4(N m)专业资料整理WORD格式计算及说明结果专业资料整理WORD格式将上述数据列表如下：轴号功率NT /P/kW/(r.min-1 )( Nm)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 确定计算功率查表得 KA=1.1，那么PC=3.3KWPC=KAP=1.31 3=3.3KW3.2 确定 V 带型号选用 B型按照任务书得要求，选择普通V 带。普通 V带根据 PC=3.3KW及 n1=235r/min ，查图确定选用B 型普

8、通 V 带。3.3 确定带轮直径1确定小带轮基准直径dd1=140mm根据图推荐，小带轮选用直径X围为112140mm，选择 dd1=140mm。v2验算带速=5.17 m/s,带速合v =d d1n1=140 705 =5.17 m/s1000适60600005m/s v25m/s,带速适宜。3计算大带轮直径dd2= i d d1 1- =33 1403 1-0.02 =411.6 mmdd2=411.专业资料整理WORD格式根据 GB/T 13575.1-9 规定，选取 dd2=400mm3.4 确定带长及中心距1初取中心距 a00.7 dd1dd 2a02 dd1 dd 2得 378 a

9、01080， 根据总体布局，取 ao=800 mm(2) 确定带长 L d：根据几何关系计算带长得dd1 d d22Ldo2a0dd 1 d d 224a0= 2800140140400 2400=2469.36mm24800根据标准手册，取 L d。(3)计算实际中心距=2500mmaa0L d - L d0 =8002500- 2469.36=815.32mm223.5. 验算包角dd 2dd157.31180a40014057.3 =161.73°120°，包角适宜。=180815.323.6. 确定 V 带根数 ZZ(PPcP )KKL00根据 dd1=140mm及

10、 n1=705r/min ，查表得 P0=1.64KW,0P =0.22KW中心距 a=815.32mm包角=161.73°包角适宜161 .736mm取ao=800mm取 L d=2500mm中心距a=815.32mm包角=161.73°包角适宜专业资料整理WORD格式K=1.25(15180) =0.956专业资料整理WORD格式KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.024那么 Z3.3=1.737 ，取 Z=2(1.86) 0.9561.0243.7.确定粗拉力 F00Pc (2.51)qv 2F =500 vZK查表得 q = 0.17 /m, 那么0

11、3(2.51) 0.17 5.172F =500 5.175 0.956=98.26N专业资料整理WORD格式3.8. 计算带轮轴所受压力Q专业资料整理WORD格式Q=2ZF0sin1=23 23 98.26 3 sin161 .73=388N专业资料整理WORD格式22专业资料整理WORD格式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， HB236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 lim 1580MPa ,H lim 25

12、30MPa ,SHlim= 1F lim 1215MPa ,F lim 2200MPa , SF lim1n1 / n2 235/ 57.3314.099由"机械零件设计手册"查得ZN1=ZN2=1YN1 = YN2 = 1.1由H 1H lim 1 Z N 15801580MPaSH lim1H 2H lim 2 Z N 25301530MPaSH lim1专业资料整理WORD格式计算及 说明结果F lim 1YN12151.1244MPaF 11SF limF lim 2YN 22001.1204MPaF 21SF lim一小齿轮的转矩 T IT9550P / n955

13、0 1.990/23580.870(N m)111二 选载荷系数 K由原动机为电动机， 工作机为带式输送机， 载荷平稳，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K1.1三计算尺数比=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d1专业资料整理WORD格式五计算小齿轮分度圆直径d1专业资料整理WORD格式计算及说明结果31)31.1 90.153 (4.099 1)d1 766KT I (u=766d H2 2 u1 53024.099= 47.103( mm)六确定齿轮模数

14、mad1147.103 14.099 120.089 mm22m =(0.0070.02)a = (0.007 0.02) 3 198.764取 m=2七确定齿轮的齿数Z1和z2d147.103取Z1= 24Z123.552m2Z2Z14.099 24 98.376取Z2 = 100= 24Z1Z2= 100八实际齿数比''Z 2100Z14.16724'齿数比相对误差0.017<±2.5% 允许九计算齿轮的主要尺寸d1mZ122448( mm)d 2mZ22 100200(mm)d1=48mmd2=200m专业资料整理WORD格式m专业资料整理WORD

15、格式计算及说明中心距1d 2148200128 mmad122齿轮宽度 B2d d114848(mm)B1 = B2 + (510) = 5358(mm)取 B1 =57 (mm)十计算圆周转速v 并选择齿轮精度vd1n13.1448 2351000600.590 m / s601000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F 1244MPaF 2204MPa二计算两齿轮齿根的弯曲应力由"机械零件设计手册"得YF 1 =2.65YF 2 =2.18比较YF /F的值Y F 1/F1 =2.65/244=0

16、.0109>YF 2/F 2 =2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应力为结果a=128mmB1=57mmB2=48mmV=0.590(m/s)定为 IT7专业资料整理WORD格式计算及说明2000KT1YF1200090.153 2.65F 1482224B2m2 Z1103.692(MPa)F1齿轮的弯曲强度足够4.2.3齿轮几何尺寸确实定齿顶圆直径 da*由"机械零件设计手册"得h a =1c = 0.25d a1d12ha1Z12ham(24 2 1) 2 54( mm)d a2d22ha 2Z22ham(100 21)2204(mm)齿距P =

17、23 3.14=6.28(mm)齿根高h fh acm2.5(mm)齿顶高hah a m122(mm)齿根圆直径 d fd f 1d12h f4822.543(mm)d f 2d 22hf20422.5199(mm)4.3齿轮的构造设计小齿轮采用齿轮轴构造， 大齿轮采用锻造毛坯的腹板式构造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=1.63 50=80(mm)轮毂长度LB248()mm轮缘厚度 0= (34)m = 68(mm)取0=8轮缘内径D 2= da 2 -2h-20 =204-23 4.5-23 8结果强度足够da1=54mmd a2=204mmh=4

18、.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=199mm专业资料整理WORD格式计算及说明结果= 179(mm)取 D2 = 180(mm)腹板厚度c=0.3 B2 =0.33 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直径D 0=0.5( D1+ D2)=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直径 d 0=0.25D2- D1=0.25180-80=25(mm)取 d0=25(mm)齿轮倒角 n=0.5m=0.53 2=1专业资料整理WORD格式计算及说明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&quo

19、t;中的图表查得选 45 号钢，调质处理， HB217 255b =650MPas =360MPa1 =280MPa5.2轴几何尺寸的设计计算4.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径3P31.990 =23.44主动轴 d1=c=1151n12353P23从动轴 d 2=c=1151.931=37.14n257.331考虑键槽 d1 =23.443 1.05=24.612考虑键槽 d 2 =37.143 1.05=38.996选取标准直径 d1 =25 mm选取标准直径 d 2 =39 mm5.2.2轴的构造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那么，主动轴和从动轴均设计

20、为阶梯轴。5.2.3轴的强度校核主动轴的强度校核圆周力Ft=2000T2=20003 158.872/204=1557.57Nd 2径向力Fr=Fttan=1557.573 tan20°=566.909N由于为直齿轮，轴向力Fa =0结果D 1=25mmD 2=39mm专业资料整理WORD格式作主动轴受力简图：如以下图所示L=98mmRHA= RHB=0.5Ft=0.53 3339=778.785( N )M HC=0.5 RHAL=778.7853 983 0.5/1000=38.16( N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.53 566.909=283.455(N m

21、)专业资料整理WORD格式M VC =0.5 RVA L=283.4553 983 0.5/1000=13.89( N m)转矩 T=90.153( N m)校核M C =M HC2M VC2=38.16213.892 =38.2 (Nm)2222=66.22(N m)M e = MCaT = 38.20.6 90.153由图表查得，1 b =55MPa33d 10M e=1066.22=10.64(mm)0.11 b0.1* 55考虑键槽 d=10.64mm < 25mm那么强度足够从动轴的强度校核圆周力Ft=2000T2=20003 158.872/204=1557.57Nd 2径向

22、力Fr=Fttan=1557.573 tan20°=566.909N由于为直齿轮，轴向力Fa =0受力简图：如以下图所示专业资料整理WORD格式专业资料整理WORD格式L=98mmRHA= RHB=0.5Ft=0.53 1557.57=778.785( N )M HC=0.5 RHAL=778.7853 983 0.5/1000=38.16( N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.53 566.909 =283.455(N m)M VC =0.5 RVA L=283.4553 983 0.5/1000=14.134(N m)转矩 T=161.182( N m)校核MC=

23、MHC2M VC2 = 38.16214.1432 =40.697( N m)2240.69720.62M e = MCaT =161.182 =104.923( N m)由图表查得，1 b =55MPa3M e3104.923 =26.72(mm)d 10=100.1 1b0.1* 55考虑键槽 d=26.72mm < 39mm那么强度足够专业资料整理WORD格式计算及说明结果第六章轴承、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， 应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

24、轴承 6209 2 个GB/T276-1993寿命方案：两轴承受纯径向载荷P= Fr =1557.57X=1Y=0从动轴承从动轴轴承寿命：深沟球轴承 6209，根本额定功负荷2 个Cr =25.6KNft =1=3L10h=106f t C r10625.6 1 10003=108812060 n2P60117.589602.341预期寿命为： 5 年，单班制L=53 3003 8=12000< L10h轴承寿命合格专业资料整理WORD格式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应选键 103 40 GB/T1096 2003， b=16， L=50，h=10

25、，选 45 号钢，其许用挤压力p =100MPaFt=4000TI=40001557.57p =lhld8=25959.5<ph30那么强度足够，合格二与齿轮联接处d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键143 52 GB/T1096 2003， b=10mm， L=45mm，h=8mm，选 45 号钢，其许用挤压应力p=100MPa从动轴外伸端键 103 40GB/1096 2003专业资料整理WORD格式Ft=4000TI=40001557.57p=lhld8=222510<ph35那么强度足够，合格与齿轮联接处键 14352GB/T10962003专业资料整

26、理WORD格式计算及说明结果专业资料整理WORD格式6.3联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，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 KPII =955031.3 1.932 =418.374nII57.331选用 LT7 型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩Tn=500，TC< T n。采用Y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型弹性套住联轴器专业资料整理WORD格式许用外键公称转速轴孔轴孔径轴孔槽型号转矩n/直径长度D/m材料类T/(N2m)r 2 min1d/mmL/mm类型m型LT725036004011265HT20Y 型 A0第七章 减速器润滑、 密封及附件的选择确定以及箱体主要构造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=1.2 12 m/s 应用喷油润滑，但考虑成齿轮浸油本及需要，选用浸油润滑润滑2.轴承采用润滑脂润滑轴承脂润7.1.2 润滑油牌号及用量滑专业资料整理WORD格式计算及说明结果1. 齿轮润滑选用 150 号机械油，最低最高油面距10 20mm，齿 轮 用150 号机械油需油量为 1.5L 左右2.轴承润滑