机械设计课程设计2

1、Hefei University课课程程设设计计COURSE PROJECT题目： 两级斜齿圆柱齿轮减速器 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四年 姓名： 学号： 导师： 2015 年 1 月 10日目目录录第第 1 1 章章机机械械设设计计课课程程设设计计任任务务书书.11.1.设计题目 .11.2.设计要求 .11.3.设计说明书的主要内容 .21.4.课程设计日程安排 .2第第 2 2 章章传传动动装装置置的的总总体体设设计计 .32.1.传动方案拟定 .32.2.电动机的选择 .32.3.计算总传动比及分配各级的传动比.32.4.运动参数及动力参数计算.3第第

2、3 3 章章传传动动零零件件的的设设计计计计算算 .5第第 4 4 章章轴轴的的设设计计计计算算 .6第第 5 5 章章滚滚动动轴轴承承的的选选择择及及校校核核计计算算 .7第第 6 6 章章键键联联接接的的选选择择及及计计算算 .8第第 7 7 章章连连轴轴器器的的选选择择与与计计算算 .9设设计计小小结结 .10参参考考文文献献 .11第第 1 1 章章 机机械械设设计计课课程程设设计计任任务务书书1 1. .1 1. .设设计计题题目目设计用于带式运输机的两级斜齿圆柱齿轮减速器，图示如示。连续单向运转，载荷平稳，两班制工作，使用寿命为5 年，作业场尘土飞扬，运输带速度允许误差为5%。图

3、1带式运输机1 1. .2 2. .设设计计数数据据表 1设计数据运输带工作拉力F（N）运输带工作速度V(m/s)卷筒直径D(mm)25001.103201 1. .3 3. .设设计计要要求求1.减速器装配图 A0 一张2.零件图 2 张3.设计说明书一份约 60008000 字机械设计课程设计11 1. .4 4. .设设计计说说明明书书的的主主要要内内容容封面 (标题及班级、姓名、学号、指导老师、完成日期)目录（包括页次）设计任务书传动方案的分析与拟定 (简单说明并附传动简图 )电动机的选择计算传动装置的运动及动力参数的选择和计算传动零件的设计计算轴的设计计算滚动轴承的选择和计算键联接选

4、择和计算联轴器的选择设计小结 (体会、优缺点、改进意见 )参考文献1 1. .5 5. .课课程程设设计计日日程程安安排排表 2课程设计日程安排表1 1) )准备阶段12 月 14 日12 月 14 日1 天2 2) )传动装置总体设计阶段12 月 15 日12 月 15 日1 天3 3) )传动装置设计计算阶段12 月 16 日12 月 18 日3 天4 4) )减速器装配图设计阶段12 月 21 日12 月 25 日5 天5 5) )零件工作图绘制阶段12 月 28 日12 月 29 日2 天6 6) )设计计算说明书编写阶段12 月 30 日12 月 30 日1 天7 7) )设计总结和

5、答辩12 月 31 日1 天第第 2 2 章章 传传动动装装置置的的总总体体设设计计2 2. .1 1. .传传动动方方案案拟拟定定2 2. .2 2. .电电动动机机的的选选择择2 2. .3 3. .计计算算总总传传动动比比及及分分配配各各级级的的传传动动比比2 2. .4 4. .运运动动参参数数及及动动力力参参数数计计算算计计算算过过程程及及计计算算说说明明一一、 传传动动方方案案拟拟定定23541IIIIIIIVPdPw 带拉力：F=25000N 带速度：v=1.10m/s 滚筒直径： D=320mm 运输带的效率 :要求连续单向运转，载荷平稳 ,齿轮使用寿命为 5 年，二班工作制。

6、二二、电电动动机机选选择择（1）选择电动机类型： 选用 Y 系列三相异步电动机（2）选择电动机功率F=25000Nv=1.10m/sD=320mmPw=2.75kw机械设计课程设计3运输机主轴上所需要的功率： Pw=KWFv75. 2100010. 125001000传动装置的总效率：5443221 ， 分别是：V 带传动，齿轮传动12345（闭式，精度等级为 8），滚动轴承（角接触球轴承 4 对），联轴器（弹性柱销联轴器），运输带的效率。查课程设计表 2-3，取：1=0.96 , 2=0.97 , 3= 0.99 , 4= 0.99 , 5=0.96所以： =0.95 0.972 0.984

7、0.990.97=0.79电动机所需功率： Pd=查课程设计kWPw35. 381. 075. 2表 12-1 取电动机的额定功率 P=4kW（3）确定电动机转速因为 v 带的 传动比=2-3，取 =21i1i二级圆柱齿轮减速器传动比4082i故总传动比 i=16-120,那么电动机转速范围为wdnin总又工作机转速min/65.65100060rDVnw故，有min/7878min/4 .1050rrnd750r/min,1000r/min,1500r/min,3000r/min 4 种类型，这里选用 Y132M-6,具体数据如下：方案电动机型号电动机额定功率同步转速1Y112M-44150

8、02Y112M-243000满载转速总传动比iV 带转速传动比减速器传动比144021.93210.971=0.962=0.973= 0.984= 0.995=0.96=0.79P=3.35kw选用型号为Y132M-6 的电动机9 . 31i机械设计课程设计289044.02222.01（注：表中传动比按照下面传动比分配的计算方法而得）综合考虑 v 带传动，减速器和总传动比，可见方案1 最佳。即选用型号为 Y112M-4 的电动机，查表知电动机的机座中心高为 132mm，外伸轴径为 38mm，外伸轴长为 80mm。三三传传动动比比的的分分配配Y112M-4: i=10.97,查表取 V 带传动

9、比21i 减速器传动比为（减速器高速传动比，323 . 1 ii 2i减速器低速传动比）3i77. 33 . 1,96. 23 . 1323iiii四传动装置的运动和动力参数计算1.各轴转速的计算 min/86.65min/86.65min/98.190min/720min/14403432321211rnnnrinnrinnrinnrnwmm低速轴：中间轴：高速轴：电动机：2. 各轴输入功率计算：kwppkwppkwppkwppkwpdd47. 3*54. 3*69. 3*84. 3*443343223321211减速器低速轴：减速器中间轴：减速器高速轴：电动机轴：3.各轴输入转矩 :mmN

10、TTmmNiTTmmNiTTmmNiTTmmNnpTdmdd*64.503298*64.513517*55.184395*34.50933*78.26527/109550433423323322121113低速轴：中间轴：高速轴：电动机：各各轴轴的的运运动动和和动动力力参参数数如如下下表表所所示示122. 32imin/1440rnmmin/7201rn min/98.1902rn min/86.653rn min/86.654rn kwpd464.50329864.51351755.18439534.5093378.2652747. 354. 369. 384. 343214321TTTTT

11、kwpkwpkwpkwpd机械设计课程设计5轴号转速r/min输入功率kw输出功率kw01440417203.843.82190.983.693.65365.863.543.5465.863.473.44输入转矩n*mm输出转矩n*mm传动比传动效率26527.783.90.9650933.3450424.014.80.95184395.55182551.593.390.95513517.64503298.64 1.00.97四四、传传动动零零件件的的设设计计计计算算注注：本本计计算算示示例例采采用用哈哈工工大大编编 机机械械设设计计（第第三三版版）讲讲述述的的计计算算方方法法，有有关关设设计

12、计计计算算公公式式，图图表表数数据据引引自自此此书书。1.普通 V 带传动的设计计算 确定计算功率CPP=4KW,由表 7.6 查得工作情况系数 KA 1.1 则:PcKA P1.144.4KW 根据计算功率 Pc 与小带轮的转速 nm，查引用教材 7.11 图得，选择 A 型 V 带。 确定带轮的基准直径12,ddddKA 1.1PC 4.4KW选择 A 型 V 带00.05i符合要求。V=7.5443.59mm,联轴器孔直径为48mm，轴孔长度 84mm，J 型轴孔，A 型键，轴段 1 直径长度略小于毂孔宽度，取。，mm48d1mm821L（3）密封圈与轴段 2 联轴器用轴肩定位，轴肩高度

13、，mm8.436.348x）1.007.0（d）1.0007.0（h1mm55d，取mm6.5752.54h2dd212（4)轴承与轴段 3 及轴段 6 的设计 轴段 3 和 6 上安装轴承，暂选轴承 7211C，查表 11-9 得，轴承的内径d=60mm，外径 D=110mm，宽度 B=22mm，内圈定位轴肩直径外径轴上定位端面圆角半径最，mm69d，mm101D大为对轴的力作用点与外圈大端面的距离为，mm5 . 1r 故挡油环宽度初定位，故，mm9 .20a3，mm60d31B。mm60dd，mm3715223613BBL（5)齿轮与轴段 5 ，初定齿轮 4 轮65dd 应略大于，mm62

14、d5毂宽度范围为小齿轮宽度，mm934.74d）5.12.1（5。mm93宽度，取轮毂宽度等于齿轮mm95b54L（6)轴段 4 定位轴肩的高度为取 h=5mm，则，mm2.634.4d）1.007.0（h5mm72d4齿轮左端面距箱体内壁距离为，则mm5.132/）b-b（43145 .831444BbBLx（7)轴段 2 与轴段 6 的长度 轴承端盖连接螺栓为螺栓GB/T5781 M8x25，联轴器轮毂端面与外端面的距离为，mm102K则，。4422BKBLLdmmBL5 .49246（8）轴上力作用点的间距 轴承反力的作用点与轴承大端面的距离mm4 .223轴的支点及受力点的距离为， M

15、PaMPakldTPP15012092.11760625 . 5100040104122100023，6 .72234561abLLl6 .145234432abLLl。4 .10424233bLal5、键连接均采用 A 型普通平键连接、查表 8-31 得其型号分别为键14x9x70GB/T1096 和 18x11x80GB/T1096。6、轴的受力分析机械设计课程设计25（1）轴的受力简图（2）计算支承反力在水平面上：NRFRNllFFRhrh56.106334.53490.159734.5346 .1456 .722/46.244x53.9496 .14590.15972/d-l14221

16、4424rh1在垂直平面上：NRFRNlllFRvt14.142613.286027.428613.28606 .1456 .726 .145x27.428614v22124tv1NRRRNRRRVHVH05.177914.142656.1063262.290913.286034.534122222222221211的总支承反力：轴承的总支承反力：轴承（3）分析弯矩在水平面上， a-a 剖面左侧为mmNlRMHH.08.387932.67x34.53411aa-a 面右侧为mm.34.1548546 .145x56.106322aNlRMHH在垂直平面上， a-a 剖面上为mmNlRMVV.4

17、4.2076452.67x13.286011a合成弯矩， aa 剖面左侧为mmNMMMH.09.21123844.20764508.38793222aV2aaa-a 剖面右侧为mmNMMMVH.91.25902944.20764534.154854222aaa2转矩为mm.4263403NT 7、校核轴的强度aa 剖面右侧为危险截面：32352535mm01.2032426x27-627x18x62162)(16）（dtdbtdW机械设计课程设计】【，】，【钢的）折合系数（）（b1 -e1b22223db3235535a60a65045a02.1976.11x6 . 0(475. 2)(46

18、. 0a76.1180.4372164.513517a75.1201.2032491.259029mm80.4372126x2)7627x18-26x16d2t -dbt-d16MPMPMPxxMPWTMPWMWbbeTT故满足强度要求。8、校核键连接的强度联轴器处的键：a91.841470 x9x4813517.645x4d4131pMPhlT）（齿轮 4 连接处的键：p1pp532a150125a58.4818-801x1x4813517.645x44】【】【】【）（MPMPhldTp键的强度满足要求。9、计算轴承寿命（1）计算轴承的轴向力选的是 7212C 轴承，C=58200N，C =

19、46200N0轴承 1,2 内部的轴向力分别为：NRSNRS62.71105.1779x4 . 04 . 085.1163909.622x4 . 04 . 02211内部的轴向力 A=949.53N2138.211353.94985.1163SNAS则两轴承的轴向力分别为：NASFNSF38.2151385.11631211(2)计算当量载荷轴承 1：0, 1e40. 062.290985.116338. 0e,025. 04620085.11631101YXRFCF故则轴承 1 的当量载荷为NYFXRP90.29321163.851.42909.622x44. 0111轴承 2：机械设计课程

20、设计27e19. 105.177938.2113046. 04620038.21132202RFCF故 X=0.44，Y=1.35故轴承 2 的当量载荷为NYFXRP71.361438.2113x34. 105.1779x44. 0222（3）校核轴承寿命由）（的寿命为：则轴承，故只需校核轴承hhh3636h221h200005x250 x2x8h36.585909932.902x5 . 152800 x1x5.866x6010)n601025 . 1, 0 . 12LLLPfCfLffPPPPPTPT轴承寿命满足要求。机械设计课程设计 低速轴八八、键键联联接接的的选选择择及及低低速速轴轴键键

21、的的校校核核计计算算1.高速轴与 V 带轮用键联接 选用普通平键（ A 型）按轴径 d=25mm，及带轮宽 B=80mm，查表 4-1 选择C8 7-56（GB/T 1096-2003）强度校核2.中间轴（1）与高速级大齿轮连接选用圆头普通平键（ A 型）轴径 d=37mm 及齿轮宽 b2=60mm, 查表选键 A14 9-50（GB/T 1096-2003）（2）与低速级小齿轮连接选用圆头普通平键（ A 型）轴径 d=37mm 及齿轮宽 b3=102mm, 查表选键A14 9-90（GB/T 1096-2003）3.低速轴（1）与齿轮用键联接 选用圆头普通平键（ A 型）轴径 d=62mm

22、及齿轮宽 b4=95mm, 查表选键A18 11-80（GB/T 1096-2003） 强度校核键材料选用 45 号钢，齿轮材料为 40Cr 调质，查表得许用应力 MPaP150120键得工作长度 Lc=L-b=80-18=62mm , k=h/2=11/2=5.5mm ,挤压应力： MPaMPakldTPP15012092.11760625 . 5100040104122100023（故安全）机械设计课程设计29（2）与联轴器相连 选用普通平键（ A 型）按轴径=48mm，及查表选择 C14 9-1dmml82170（GB/T 1096-2003）强度校核键得材料选为 45 号钢，弹性柱销联

23、轴器为钢查表得键联接得许用应力，键得工作长 MPab150120度 Lc=L-b=70-14=56mm , k=h/2=9/2=4.5mm ,挤压应力： MPaMPakldTPP15012074.11670565 . 41000964.16172100024（故安全）九九、联联轴轴器器的的选选择择和和计计算算由由前前面面计计算算知知： 选取 LX3 型弹性套柱销联轴器其公称转矩为 2500Nm。孔径 d=45mm，L=84mm,L1=112mm,许用转速为 3870r/min，故适用。标记：.20035014/84*4584*45TGBJBJB十十、1 10 0. . 润润滑滑密密封封设设计计

24、齿轮传动的圆周速度smndv/54. 710006011因为：，所以采用浸油润滑；由表选用12/vm sLAN68 全损耗系统用油（ GB443-1989）,大齿轮浸入油中的深度大约 1-2 个齿，单不应少于 10mm。对轴承的润滑，因为：，采用脂润滑，由表选2/vm s用钙基润滑酯 LXAAMHA2(GB491-1987)只需要填充轴承空间的 1/21/3.并在轴承内侧设挡油环，使油池中的油不能浸入轴承稀释润滑酯。密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大并匀均布置，保证部分面处的密

25、封性。十十一一、减减速速器器铸铸造造箱箱体体的的设设计计 : : 减速器的箱体采用铸机械设计课程设计造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.67rH1.机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2.考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于 12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为 30mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3 . 63.机体结构有良好的工艺性 .铸件壁厚为上箱体 8mm，底座 8mm，圆角半径为 R=3。机体外型简单，拔

26、模方便 .4.对附件设计A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用 M6 紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.机械设计课程设计31D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，

27、气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡 .E 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹 .F 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.G 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体. 减减速速器器铸铸造造箱箱体体的的主主要要结结构构尺尺寸寸设设计计 : :名称符号计算公式结果箱座壁厚83025. 0a8箱盖壁厚18302. 01a8箱盖凸缘厚度1b115 . 1b12箱座凸缘厚度b5 . 1b12箱座底凸缘厚度2b5 .

28、22b20地脚螺钉直径fd212036. 0adf3.7mm M20地脚螺钉数n查手册 4机械设计课程设计目轴承旁联接螺栓直径1dfdd72. 01 M16机盖与机座联接螺栓直径2d=（0.50.6）2dfd M12轴承端盖螺钉直径3d=（0.40.5）3dfd8视孔盖螺钉直径4d=（0.30.4）4dfd6定位销直径d=（0.70.8）d2d12，fd1d至外机壁2d距离1C查相关机械课程设计指导书242016，至凸fd2d缘边缘距离2C查机械课程设计指导书表 42016外机壁至轴承座端面距离1l=+（8121l1C2C）48大齿轮顶圆与内机壁距离11.2110齿轮端面与内机壁距离2210机盖，