哈工大机械设计基础课程设计计算说明书

1、机机械械设设计计根根底底课课程程设设计计计计算算说说明明书书设设计计题题目目 : : 一一级级圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器 院院 系系: : 电电子子信信息息工工程程学学系系专专 业业: : 班班 级级: : 学学 号号: : 设设 计计 者者: : 指指导导老老师师 : : 成成 绩绩: : 2021 年年 6 月月目 录绪论绪论.2一、一、初步设计初步设计.31.设计任务书.32.原始数据.33.传动系统方案的拟定.3二、二、电动机的选择电动机的选择.31.电动机的容量选择.32.确定电动机转速.43.电动机型号的选定.4三、三、计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数.6

2、1.计算总传动比.62.合理分配各级传动比.63.各轴转速、输入功率、输入转矩的计算.6四、四、传动件设计计算传动件设计计算.71.带传动设计(普通 V 带).72.齿轮传动设计.9五、五、轴的设计与校核轴的设计与校核.111.输入轴最小直径的设计和作用力计算.112.输入轴的结构设计与校核.123.输出轴最小直径的设计和作用力计算.144.输出轴的结构设计与校核.14六、六、轴承、键、联轴器的选择与校核轴承、键、联轴器的选择与校核.171.轴承的选择与校核.172.键的选择计算与强度校核.183.联轴器的选择.18七、七、齿轮的结构设计齿轮的结构设计.19八、八、减速器的润滑与密封减速器的润

3、滑与密封.201.润滑的选择与确定.202.密封的选择与确定.20九、九、箱体主要结构尺寸计算箱体主要结构尺寸计算.20十、十、减速器附件的选择与设计减速器附件的选择与设计.21总结总结.23机械设计根底课程设计一级齿轮减速器2绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了?机械设计根底?、?机械制图?、?工程力学?、?公差与互换性?等多门课程知识，并运用?AUTOCAD?软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、 标准的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要表达在如下几个方面：1培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合

4、运用机械设计课程和其他相关课程的根底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，稳固、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、标准、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。4加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。机械设计根底课程设计一级齿轮减速器3一、初步设计1. 设计任务书设计课题：带式运输机上的一级闭式圆柱齿轮减速器。设计说明：1) 运输机

5、连续单向运转，工作负荷平稳，空载起动。2) 运输机滚筒效率为 0.96，滚动轴承一对效率 =0.98-0.99。3) 工作寿命 10 年，每年 300 个工作日，每日工作 16 小时大修期 3 年 。4) 电力驱动，三相交流电，电压 380/220V5) 运输容许速度误差为 5%。2. 原始数据3. 传动系统方案的拟定一级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图二、电动机的选择按照工作要求和条件，选用三相鼠笼异步电动机，Y 系列，额定电压 380V。1. 电动机的容量选择参数编号21运输带拉力 FN1900滚筒直径 Dmm500运输带速度Vm/s0.75DFV123245机械设计根底课程设计

6、一级齿轮减速器4电动机所需的工作功率为kWPPawd工作机所需工作功率为kWFvPw1000因此 kWFvPad1000由电动机至运输带的传动总效率为543321a式中：分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率。54321、取，(滚子轴承)，(齿轮精度 8 级，不包括轴承效率)，96. 0198. 0297. 03(齿轮联轴器)，那么99. 0496. 0583. 096. 099. 097. 098. 096. 03a所以 kWFvPad71. 183. 0100075. 0190010002. 确定电动机转速滚筒轴工作转速为min/39.7650075. 01000601000

7、60rDvn取 V 带传动的传动比，一级圆柱齿轮减速器传动比，那么总传动比合421i632i理范围为，故电动机转速的可选范围为246aimin/36.183334.45839.76)246(rninad3. 电动机型号的选定根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，如下表一：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、传动比，可见第 2 方案比拟适合。因此选机械设计根底课程设计一级齿轮减速器5定电动机型号为 Y132M2-6，其主要性能如下表二：表一：表二：起动转矩起动电流最大转矩额定功率额定电流转速效率功率因数额定转矩额定电流额定转矩重量型号kWAr/min%co

8、s倍倍倍kgY132M2-65.512.696085.30.82.06.52.285电动机转速 r/min方案电动机型号额定功率 kWedP同步转速满载转速电动机重 量N总传动比1Y132S-45.5150014406818.852Y132M2-65.510009608512.573Y160M2-85.57507201159.43中心高H外形尺寸ADADACL)2/(底脚安装尺寸BA地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸ED装键部位尺寸GDF 机械设计根底课程设计一级齿轮减速器6电动机主要外形和安装尺寸列于下表：(mm)三、计算传动装置的运动和动力参数由电动机的型号 Y132M2-6，满载转速min/960

9、rnm1. 计算总传动比总传动比57.1239.76960nnima2. 合理分配各级传动比由式iiia0式中分别为带传动和减速器齿轮的传动比。ii 、0为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取，那么减速器传动比为：8 . 20i49. 48 . 257.120iiia3. 各轴转速、输入功率、输入转矩的计算132515 345 315216 1781238 8010 41DFV123245机械设计根底课程设计一级齿轮减速器7各轴转速轴 min/86.3428 . 29600rinnm轴 min/36.768 . 249. 4960101riininnm滚筒轴 min/36.76rnn各轴输入

10、功率轴 kWPPPdd32. 496. 05 . 4101轴 WPPPk11. 497. 098. 032. 43212滚筒轴 kWPPP99. 399. 098. 011. 44224.98. 0为输入功率乘轴承效率轴的输出功率则分别各轴输入转矩 电动机输出转矩mNnPTmdd77.449605 . 495509550轴 mNiTiTTd34.12096. 08 . 277.4410010d轴 mNiTiTT63.51397. 098. 049. 434.120321121滚筒轴 m32.49899. 098. 063.51342NTT.98. 0承效率为各轴的输入转矩乘轴轴的输出转矩则分别

11、运动和动力参数设计结果整理于下表：功率 PkW转矩 TN m轴名输入输出输入输出转速 nr/min传动比i效率电动机轴4.544.77960轴4.324.23120.34117.93342.862.8轴4.114.03513.63503.3676.364.49滚筒轴3.993.91498.32488.3576.361.00机械设计根底课程设计一级齿轮减速器8四、传动件设计计算1. 带传动设计(普通 V 带);8 . 2min,/960,5 . 41irnkWP工作寿命 10 年,每年 300 个工作日，每日工作 16 小时；单向运转，工作负荷平稳，空载起动。确定计算功率cP由教材 P218，表

12、 13-8 查得工作情况系数,那么2 . 1AKkWPKPAc4 . 55 . 42 . 1选择 V 带型号根据，由教材 P219，图 13-15 选取 A 型。kWPc4 . 5min/9601rn 确定带轮基准直径21dd 、由教材 P214，表 13-3，A 型 V 带带轮最小直径，又根据图 13-15 中 A 型带mmd75min推荐的范围及下表三，取，从动轮基准直径1dmmd1401，由表三，基准直径系列取。传动比mmidd3921408 . 212mmd4002，传动比误差为，故允许。86. 21404001221ddnni%5%1 . 2%1008 . 28 . 286. 2表三

13、：普通 V 带带轮基准直径系列摘自 GB13575.192机械设计根底课程设计一级齿轮减速器9验算带的速度smndv/04. 710006096014010006011带速在范围内，适宜。sm/255确定中心距和 V 带基准长度adL由)(2)(7 . 021021ddadd得1080)400140(2)400140(7 . 03780a那么初取中心距mma4200初算 V 带的基准长度021221004)()(22addddaLmm97.17644604)140400()400140(242022查教材 P212，表 13-2，对 A 型带选用mmLd1800再计算实际中心距，取mmLLaa

14、d52.437297.17641800420200mma460验算小带轮上包角1 适宜。12061.1473 .574601404001803 .57180121add确定 V 带根数由，查教材 P214，表 13-3，A 型单根 V 带所能传递的根本min/96014011rnmmd，额定功率,；查教材 P217，表 13-6，功率增量；查表 13-7，kWP42. 10kWP36. 00包角修正系数；查 13-2，带长修正系数91. 0K01. 1LK 取根 3 . 301. 191. 036. 042. 14 . 5000LccKKPPPPPz4z确定初拉力0F由表 13-1，得mkgq

15、/1 . 0机械设计根底课程设计一级齿轮减速器10NqvKzvPFc13.18564. 61 . 0191. 05 . 264. 644 . 550015 . 2500220确定作用在轴上的压轴力QFNzFFQ23.1422261.147sin13.185422sin210带轮结构和尺寸由 Y132M2-6 电动机知，其轴伸直径 d=38mm，长度 L=80mm。故小带轮轴孔直径，毂长应小于 80mm。mmd380由机械设计手册，表 14.1-24 查得，小带轮结构为实心轮。大带轮直径，选用轮辐式mmmmd35040022. 齿轮传动设计选择齿轮材料及确定许用应力小齿轮选用号钢(调质 ，齿面硬

16、度为；45HBS286197,表 11-1 。MPaH5801limMPaFE450大齿轮选用号钢正火 ，齿面硬度为,45HBS217156，表 11-1MPaH3752limMPaFE320由教材 P171，表 11-5，取，0 . 1HS25. 1FSMPaSHHH5800 . 15801lim1MPaSHHH3750 . 13752lim2MPaSFFEF36025. 145011MPaSFFEF25625. 132022按齿面接触疲劳强度设计查教材 P169,表 11-3，取载荷系数；查教材 P175，表 11-6，宽度系数。1 . 1K0 . 1d小齿轮上的转矩mm1028. 10

17、.32023. 41055. 91055. 956161NnPT机械设计根底课程设计一级齿轮减速器11查教材 P171，表 11-4，取0 .162EZ小齿轮分度圆直径mmZZuuKTdHHEd369.575805 . 21628 . 218 . 20 . 11028. 11 . 121232532111齿数取，那么。故实际传动比误差为261z1172649. 42z5 . 426117i0.2%9.6mm，D4=76mm,D5=96mm,D6=98mm。2. 视孔和视孔盖窥视孔用于检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况，并兼作注油孔，可向减速器箱体内注入润滑油。查手册，据 A=120mm，d

18、4=8mm那么 A1=A+56d4,取 A1=160mm，A2=A+A1/2=140mm；B1=箱体宽-1520=80mm，那么 B=B1-56d4=40mm，B2=B+B1/2=60mm；取 R=8mm，h=4mm， =4mm。3. 油标用来指示箱内油面的高度，应设置在便于检查和油面较稳定处。查?机械设计课程设计?油尺在减速器上安装，采用螺纹连接。油尺上两条刻线的位置，分别对应最高和最低油面。 据手册，选择 d=M12，d1=4mm，d2=12mm，d3=6mm,h=28mm,a=10mm,b=6mm,c=4mm,D=20mm,D1=16mm。4. 放油孔和螺塞为排了将减速器箱体内污油排放干净，应在油池的最低位置处设置放油孔，放油孔应安装在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油。平时放油孔用螺塞堵住，并配有封油垫圈。查?机械设计课程设计?，选择 d=M161.5 系列。5. 启盖螺钉为防止漏油，在箱座与箱盖接合面处涂有密封用的水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶6. 定位销对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体，为保证其各局部在加工及装配时能够保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度。定位销直径 d=0.70.8 d2，故取 d=8mm。机械设计根底课程设计一级齿轮减速器247