单级圆柱齿轮减速器设计说明书

1、实用文档课程设计课程名称 _机械设计基础课程设计题目名称 _带式运输机传动装置学生学院 _专业班级 _学号 _学生姓名 _指导教师 _2016年月日.实用文档目录一、课程设计内容3二、课程设计的要求与数据3三、课程设计应完成的工作3四、课程设计进程安排4五、电动机的选择5六、总传动比及其分配5七、运动及动力参数计算5八、带传动零件的设计计算6九、直齿圆柱齿轮传动的设计及计算7十、验算工作速度误差9十一、轴零件的设计及校核计算10十二、滚动轴承的选择及校核计算16十三、键联接的选择及校核计算16十四、齿轮结构设计17十五、箱体主要结构设计18十六、减速器附件的选用20十七、减速器的润滑方式、密封

2、方式、润滑油牌号及用量24十八、其他技术说明24十九、设计总结25二十、参考文献25.实用文档结果设计任务书一、课程设计内容设计一用于带式运输机上的带传动与同轴式一级圆柱齿轮减速器。（见下图）。设计内容应包括：传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、键等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图设计；设计计算说明书的编写。二、课程设计的要求与数据（1） 使用寿命： 8 年（每年工作 300 日）（2） 工作条件：二班工作制，连续单向运转，工作载荷较平稳。（3） 生产批量：一般机械厂制造，小批量（4） 输送带速度容许误差为±5%；（5） 工作拉力 F=3.2kN；带速 v=1.4m/s

3、 ；滚筒直径 D=300mm。三、课程设计应完成的工作1、电动机的选择及运动参数的计算；2、 V 带的传动设计；3、齿轮传动的设计；4、轴的设计；5、轴承的选择；6、键的选择计算；7、轴承盖的选择8、箱体及附件的选择9、润滑油及润滑方式的选择；10、绘制零件的工作图和装配图。（1）绘制零件的工作图大小齿轮的零件图或者 高速轴的零件图注：零件的工作图包括：(1) 尺寸的标注； (2) 公差； (3) 精度； (4) 技术要求.实用文档（2）减速器的装配图装配图包括：（ 1）尺寸标注（ 2）技术要求及特性（ 3）零件编号 (4) 编写零件明细表、标题栏。11、编写设计说明书（要求用word 编制打

4、印）（1） 目录；（2） 设计任务书：原始数据及工作条件，传动装置简图；（3） 设计计算：要有详细的设计步骤及演算过程；（4） 对设计后的评价；（5） 参考文献资料。最后需要提交的内容包括（每人独立一个档案袋）：1减速器装配草图1 张；2减速器装配图1 张；3减速器零件图1 张；4设计说明书1份。四、课程设计进程安排序设计各阶段内容号设计准备 : 明确设计任务； 准备设计资料和绘图用具传动装置的总体设计 : 拟定传动方案；选择电1动机；计算传动装置运动和动力参数地点起止日期教1-319第1 天2传动零件设计计算 :带传动、齿轮传动主要参数的设计计算教1-206第2 天减速器装配草图设计 : 初

5、绘减速器装配草图；3 轴系部件的结构设计；轴、轴承、键联接等的强度计算 ;减速器箱体及附件的设计4减速器装配图设计5零件工作图设计6整理和编写设计计算说明书教 1-206第35 天教 1-206第68 天教 1-206第 9 天教 1-206第10 天计算过程及计算说明.实用文档五、电动机的选择、由条件得出滚筒输出功率：PFv3200 1.4 kW4.48 kW1工作100010002、查机械设计基础课程设计指导书（以下简称指导书）P12 表 2.2 ：普通 V 带传动效率： 90%，滚动轴承效率： 99%，8 级精度的一般齿轮传动效率： 98%，齿轮联轴器效率： 99%，滚筒效率： 90%。

6、传动装置的总效率：2总带轴承齿轮联轴器滚筒0. 900. 9920. 980. 990. 900. 773、所需电机的功率： P 'P工作4.48kW5.82 kW总0.77查指导书 P188 表 16.1 ：取额定功率为7.5kW 的电动机，型号： Y160M-6，转速： n m970r/min电动机选用Y160M-6六、总传动比及其分配滚筒工作转速：nw60103v601031.4r/i带3D(1)3.14300min 90.1r/ min(1 - 0.02)i 齿3.59总传动比： i 总n m970n w10. 77i 总10.7790.1取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i

7、齿轮3 6 ，取 V 带传动比的合理范围 iV带 2 4 。分配传动比： i带3 ， i 齿3.59七、运动及动力参数计算、电动机：功率 PP5.82 kW ，转速电970r / min1电dnn m扭矩 T电9550P电95505.82 N ? m57. 3 ? mn电970、高速轴： P高Pd?带5. 82 90%5. 24kW2.实用文档n高nm970323.3 r/ mini 带r/ min3T高9550P高95505.24N ? m154. 79N ? mn高323.3P电、低速轴： P低P高?齿轮 ?轴承5. 2498%99%5. 08kW3P高n高n低323.3 r/min90.

8、06 r/minP低i 齿3.59T低9550P低95505.08N ? m538. 69N ? mn低90.06n电n高八、带传动零件的设计计算1、确定计算功率n低由机械设计基础（以下简称基础）P222 表 13-9查得：工况系数 K A1.2T电计算功率 PcKAPd1. 2 5.82 kW6. 984kWT高2、选择 V 带型号T低据 Pc6.984,电970r/min，由基础图取型带。kWP22313-15:AVn3、确定带轮的基准直径查基础 P224 表 13-10 ：普通 A 型 V 带带轮的最小直径 d min75mm ，取 d 1125 mm，滑动率0.02 ，从动轮基准直径

9、d 2i 带d1(1)3125 ( 1 0. 02)mm 367.5 mm，由表 13-10 ，基准直径系列 d 2375mm，传动比 i / 带d 23753.06 ，d1( 1)125(1 - 0.02)传动比误差为3. 0632%5%，允许。3100%4、验算带速5.82kW5. 24 kW4.76kW970r / min323.3r / min90. 1r / min57 . 3N ? m154. 79 N ? m538.69N ? m.实用文档vd1nm3. 141259706.35m/s25m /s , 合适6010006010005、确定中心距和 V 带基准长度初选中心距： a0

10、1. 5( d1d 2 )1.5 (125375)mm750mm初算 V 带的基准长度：L02a0( d1d 2 )( d2d1 )22750( 125375)(375125)22305.8 mm24a 047502查基础P216 表 13-2，选用带长L2300mmd，实际中心距： aa0LdLd 0( 75023002305.8747.1 mm22)mm6、验算小带轮包角d2d157. 318037512557. 3160.8120 ，合适。1180a747.17、确定 V 带的根数查基础 P219 表 13-4 ，用插值法得 P01. 39kW ，由/ 带3 查，基础P221表13-6，

11、得传动比功率增量P0kW ，由i0. 111160. 8 ，查 P222表 13-8 ，得包角系数 K0.95，查 P217表 13-2 ，得基本长度修正系数 KL1. 07，则所需带的根数为zPc6.9844. 58 , 取 z5根 。(P0P0 )K KL(1.390.11)0.951. 078、确定初拉力查基础 P216 表 13-1 ，得 q0. 105kg / m，则初拉力：500Pc (2. 5qv 25006.9842. 51) 0. 105 6.35 2 Nz 5根F01)(183. 96NzvK56.350. 959、确定轴上压轴力FQ2zF0sin125183. 96sin

12、160.8N1813. 84N22九、直齿圆柱齿轮传动的设计及计算.实用文档1、选择齿轮材料齿轮采用软齿面，选9 级精度。查基础 P166 表 11-1 ：A、小齿轮选用 45 调质钢，齿面硬度为197286HBS，接触疲劳极限：H min 1 600MPa ，弯曲强度极限：FE 1450MPaB、大齿轮选用 ZG35SiMn调质，齿面硬度241 269HBS，H min 2 620MPa ， FE 1 510MPa2、确定许用应力查基础 P176 表 11-5 ，用一般可靠度： SH1. 0，SF1.25H1600 MPa600MPa，H 2 620 MPa620MPa11F 1 45036

13、0MPa，F 2 510MPa408MPaMPa1.251. 253、按接触疲劳强度设计A、查基础 P175 表 11-4 ，弹性系数 Z E188.0 ，齿轮节点区域系数 ZH2.5 ，查 P174表 11-3 得载荷系数 K 1. 2 ， P179 表 11-6 得齿宽系数d 0. 8， d 1 2. 32KT高u1ZE2mm，取 d） =71.41 =753?（H1duB、 取齿数 z125 ， z 2i 齿 z13. 592589. 75，取 z 2 90实际传动比： i 齿实z2903.6z1259 级精度计算模数： md1753mm0. 8z125d查基础 P57 表 4-1 ，取

14、标准模数 m3mmi 齿实3.6C、计算中心距： am( z 1z 2 )3 (2590）172. 5mm22D、确定齿轮分度圆直径、齿宽：.实用文档d1mz3 25mm75mm1d 2mz2390 mm270mm齿宽： b2d d 20. 875mm 60mm取 b260mm， b166mm4、按弯曲疲劳强度校核、由图 11-8，齿形系数：YY2. 23，Azv 查基础 P177Fa12. 73 ， Fa 2P178 图 11-9 ，齿根修正系数： YSa11. 59 ，YSa21. 78B 、弯曲强度2KTYFa Y a2000 1. 2154. 792. 731. 59MPa119. 4

15、5MPa FF1高1 S 16032251b m2z21F 2F1YFa2YSa2119. 452.231. 78MPa109. 23MPa F 2 ，安全YY2.731. 59Fa1 Sa15、计算圆周速度vd 1n高3. 1475323. 31. 27m /s601000601000m / s对照基础 P172 表 11-2 ，选 9 级精度合宜。6、齿顶、齿根圆直径z125z 290m3mmd 175mmd 2270mma 172. 5mmb166mmb260mmv 1. 27m / sd a 181mmd a 2276mmd f 167. 5mmd f 2262. 5mmd a 1d

16、12am7521381mm，hd a 2d 22h a m270213276mm；d f 1d 12( h ac )m752( 10. 25)367. 5mm，d f 2d 22( h ac )m2702( 10. 25)3262. 5mm；7、初定齿轮类型。高速轴齿数较少，分度圆直径较小，d 175mm，选择实心式齿轮。低速轴齿轮较多，分度圆直径较大，d 2270mm，选择腹板式齿轮。十、验算工作速度误差.实用文档1、滚筒实际工作转速：n滚筒nm970r/min88. 05r/ mini 总3.06 3.62、滚筒实际工作速度：v 滚筒D n 滚筒3. 1430088. 051. 38m /

17、 s60100060m / s10003、传动带实际速度：v 带v 滚筒98%1. 3898%1. 35m / sv 3. 6%，符4、工作速度误差合要求vv 理- v 实100%1.35-1. 4，故实际工作速度复v 理1. 4100%3. 6% 5%合要求。十一、轴零件的设计及校核计算1、轴的材料选择根据 P高5. 24kW， n高323. 3 min ； P低4.76kW， n低89.8r/minr/高速轴，低速轴都采用45 号钢调质，查基础 P250 表 14-2 ， 材料系数 C451102. 、估算最小轴径：ddmin 1C45 3P高11035.2427. 8mmn高mm323.

18、3min 2C45 3P低11034.7641. 3mmn低mm89.8轴最小径处需开槽， d min11.0 5 27. 8mm 29.2mm，取 d 130mm。d min2 1. 05 41. 3mm43. 4mm，根据联轴器孔径取取 d 248mm3、高速轴的设计与校核为方便对轴进行强度校核，在进行轴系设计时将轴承对称布置于齿轮两侧。（1）轴的尺寸设计.实用文档A、确定轴各段的直径d 1：d 130mm。高速轴设计d 2：在 - 轴段设计一定位轴肩，由 h( 0. 070. 1)d12. 13mm， d 130mm考虑安装毛毡圈的标准工作内径，取h12. 5mm， d 235mm。d

19、235mmd 3： - 处设置方便安装轴承的非定位轴肩，h 不用太大，又根据选取d 340 mm的轴承型号，故取 h22.5 mm40mm。d 444mm6208, d3d 4 ：该段轴为安装齿轮处，段和段设计一非定位轴肩，取h2mm， d 552mmd 444mm。d 640mmd 5: d 5 为轴环的直径，用来定位齿轮， h( 0. 070. 1)d 43.084. 4mm同时考虑齿轮轮毂倒角C=1.5mm，取h4mm， d52mmL176mm5。L265mmd6：一般取同一根轴两端的轴承为同型号，故d640 mm。L339mmB、确定轴各段的长度L463mmL4：该轴段与齿轮配合，齿宽

20、 b166mm，保证固定可靠，该轴段的长度L58mm略短于齿轮轮毂宽，取 L463mmL628mm。L5：按 L(1. 52)h( 1. 52)468mm确定，这里取 8mmL3：查指导书 P140表 12.2 ， 6208 轴承宽 18mm，封油盘L封 取18mm，齿轮轮毂深出 3mm，故 L318 18339mm.实用文档L2 ：该轴段外伸，轴承盖宽 37mm，取近 30mm安装距离， L265mmL1 ：根据指导书 P163 表 13.1 ，带轮轮毂长为：B（z1）e2f（51）152978mm为保证固定， L1 长度比带轮轮毂略短，取76mm。L6 ：轴承宽 18mm，封油盘 L封10

21、mm， L628mm（2）轴的弯扭复合强度校核A、转矩 T高154. 79N? m，齿轮分度圆 d 175mmB、圆周力：F2T高2 154. 79 N4. 13kNtd17510- 3C、径向力：FrFt tann4. 13tan 20 kN 1. 50kND、受力分简图、弯矩图分析：T高154. 79N ? m轴系经设计：LACLBC63mm查基础 P251 表 14-3 ：45 号调质钢 1 60MPa如左图所示：a轴承支反力：RAYRBYFt4.132. 07kN22RAZRBZFr1.50kN220.75b. 截面 C的弯矩：MCYRAY LAC2. 0760N ? m124. 2?

22、mNMCZRAZLAC0. 7560N ? m45N ? mc合成弯矩：.实用文档M C22124. 22452131. 1?mM CYM CZNd当量弯矩：MCY124. 2N ? m扭切力按脉动循环变化，=0.6M eM C2( T)2124. 2.2(0.6154. 79) 2160. 66N ? mMCZ45N ? mE、校核危险截面 C：MCN?m138. 1eMeMe160. 66Pa18. 86MPa 1 该轴强度足够。W0.1d 30.1 0. 0443Me160. 66N ? me18. 86MPa4、低速轴的设计与校核强度足够为方便对轴进行强度校核，在进行轴系设计时将轴承对

23、称布置于齿轮两侧。（1）轴的尺寸设计A、确定轴各段的直径低速轴设计d 1 ：d 148mm。d 148mmd 2 ：在 - 轴段设计定位轴肩， 由 h( 0. 070. 1)d13. 36 4. 8mm，d 255mm考虑安装毛毡圈的标准工作内径，取 h13. 5mm， d 255mm。d 360mmd 3 ： - 处设置方便安装轴承的非定位轴肩， h不用太大，又根据选取65mm的轴承型号61912，故取 hmm。d 42.52, d360mmd 575mmd 4 ：该段轴为安装齿轮处， 段和段设计一非定位轴肩， 取 h2. 5mm，d 660mmd465mm。.实用文档d5 : d 5 为轴

24、环的直径，用来定位齿轮， h( 0. 070. 1)d 44. 486. 4mm同时考虑齿轮轮毂倒角C=1.5mm，取h5mm， d75mm5。d6 ：一般取同一根轴两端的轴承为同型号，故d 660 mm。B、确定轴各段的长度L4 ：该轴段与齿轮配合，齿宽b160mm，保证固定可靠，该轴段的长度略短于齿轮轮毂宽，取L457mm。LL22mm3：查指导书 P140 表 12.2 ，轴承宽 22mm，封油盘 封，齿轮轮毂突出L47mmL182mm3mm，故 3。L：该轴段外伸，轴承盖宽度，再预留L265mm30mm的安装距离故取234mmL347mmL265mm。L457mmL1 ：该轴段与联轴器

25、连接，选用弹性柱销联轴器，查手册选用HL4型，孔L510mm径 48mm，半联轴器长为 L=112mm，毂孔长度为 L=84mm，为保证固定， L1 长度比带轮轮毂略短，取 82mm。L634mmL5：按 L(1.52)h 确定，这里取 10mmL：轴承宽，封油盘 L12mm622mm封，齿轮轮毂深出 3mm，故 L637mm.实用文档（2）轴的弯扭复合强度校核A、转矩 T低538 .69N ? m，齿轮分度圆 d 2270mmB、圆周力：Ft2T低2 538. 693N3. 99kNd2-270 10C、径向力：FrFttann399 tan 20kN1. 45.kND、受力分简图、弯矩图分

26、析：轴系经设计：LACLBC63 mm查基础 P246 表 14-3 ：45 号钢调质 160MPa如左图所示：a轴承支反力：RAYFt3.992kNRBY22RAZFr1.450. 725kNRBZ22b.截面 C的弯矩：MCYRAY LAC263N ? m126N ? mMCZRAZLAC0. 72563N ? m45. 7N ? mc合成弯矩：M CM C2YM C2Z126245. 72134N ? md当量弯矩：扭切力按脉动循环变化，=0.6M eM C2( T)21342(0.6538. 69)2349. 9N ? mE、校核危险截面 C：MeMe349.98. 29MPa 1 e

27、W0.1d30.13 Pa0.0 75低速轴设计T低538. 69N ? mMCY126N ? mMCZ45.7 N ? mMN?mC134Me349. 9N ? me 8. 29MPa强度足够该轴强度足够。.实用文档十二、滚动轴承的选择及校核计算1 根据要求，轴承寿命为58 年，每年 300 天，两班制L要求163005824000h38400h2、高速轴轴承的校核 7（1）已知选用深沟球轴承6208，查指导书 P140表 12.2 ：基本额定载荷Cr17. 0kN主动轴承（2） 所受径向力： Fr222. 0720. 752kN2. 2kN6208 2 个RAZRAYPFr2. 2kN（3

28、）计算寿命：查基础 P284 表 16-8 ，16-9:f t1.0 ,f p1.2查指导书 P140 表 12.2 ： Cr17. 0kN ，3 Lh106( f t Cr)106(1. 029. 5)371927. 89h ，适60n高f p P60323. 31.22. 2合。3、低速轴轴承的校核（1）已知选用深沟球轴承6212，查指导书 P140表 12.2 ：基本额定载荷Cr47. 8kN（2） 所受径向力： Fr22220.7252kN2. 13kNR AZRAYPFr kN2.13kN（3）计算寿命：从动轴承6212 2 个查基础 P284 表 16-8,16-9 ：f t1.0

29、 ,f p1.2查指导书 P140 表 12.2 ： Cr47. 8kN ，3106f t Cr)106(1. 047. 831209832. 1h L要求 ，适 Lh(1.2)60n低 f p P60 90. 12. 13合。十三、键联接的选择及校核计算减速器中均采用平键联接，材料为45 号钢，查基础 163 表 10-11 ：.实用文档 P110MPa1、高速轴与带轮联接采用平键联接轴径 d 130mm，L176mm，选用 A 型平键，查机械设计课程设计 表 10-1 ，得：键 A 10×8×56GB/T1096-2003， P110MPa4000T高4000154.

30、79Phld 1856. 08MPa P , 则强度足够，合格。46 302、高速轴与齿轮联接采用平键联接高速轴外伸端轴径 d 444mm，L463mm，选用 A 型平键，查机械设计课程设计 表 10-1键A 10×8×56得：高速轴与齿轮键 A 14×9×40GB/T1096-2003， P110MPa联接键4000T高4000154. 79A 14×9×40Phld 4942MPa P , 则强度足够，合格。26 633、低速轴与联轴器联接采用平键联接轴径 d 148mm，L182mm，选用 A 型平键，查机械设计课程设计 表 10-1得：键 A 14 ×9×70 GB/T1096-2003， P 100MPa4000T低4000 538. 69 P , 则强度足够，合格。低速键外伸端Phld 1989. 07MPa键56 48A 14×9×704、低速轴与齿轮联接采用平键联接轴径d465mm57 mm，选用 A 型平键，查机械设计课程设计 表