机械设计综合实践报告二级圆柱齿轮减速器

1、机械设计综合实践报告机械设计综合实践报告二级圆柱齿轮减速器姓名： 学号： 指导老师：陈敏华东南大学机械工程学院2012年9月摘要摘要内容：根据具体任务，完成了输送系统的减速器设计。设计内容包括传动系统总体方案的确定，传动系统的设计，重要零件的设计计算，以及箱体的结构设计和一些辅助零件的设计，使自己对机械设计课程内容有了更深刻的认识。初步掌握了机械设计的一般过程，训练了绘图能力以及应用AutoCAD的能力关键词：机械设计，减速器，传动系统AbstractThe abstract contents:Completed to transport the design of the decelerat

2、ion machine of the system according to the concrete mission,design a contents to include to spread to move a total project of system to really settle,spread the structure design of the design calculation and box body of ,main spare parts of move the system with some designs that lend support to zero

3、 partses.Pass this design makes the oneself design the process contents to have depper understanding to the machine,the first step controlled the general process of the machine design,traning the painting ability and applying an AutoCAD ability.Keyword:Design,machine,principle,machine,Spare parts,de

4、celerate a machine and spread to move system目录第一章绪论41.1引言41.2目的4第二章设计项目42.1设计任务42.2传动方案设计52.3电动机的选择52.4传动比的计算与分配62.5传动参数的计算62.6传动零件的设计计算72.6.1高速级齿轮的设计计算72.6.2低速直齿轮设计计算112.7轴的尺寸设计按许用应力计算142.8联轴器的选择172.9键的选择按轴颈选择172.10滚动轴承的选择182.11箱体及减速器附件说明192.12滚动轴承的外部密封装置20第三章装配图设计20第四章零件图设计22第五章小结24参考文献24附页：轴的强度校核

5、受力分析图24第一章绪论1.1引言机械设计综合课程设计是对我们一个学年内学习状况的考察，也是锻炼同学自主创新、设计及思考的一项课题。本次机械设计课程设计的主题为“二级展开式圆柱齿轮减速器”，在设计过程中涉及到了很多在过去的一年中我们所学到的知识，例如齿轮、轴和与它们相关的知识。这次是我们第一次接触实际进行设计，相信无论对于我们知识的强化还是创新能力、思考能力都是一次锻炼和挑战。1.2目的综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力。第二章设计

6、项目2.1设计任务带式运输机双级闭式齿轮传动装置设计设计图例：1电动机 2V带传动 3二级圆柱齿轮减速器4联轴器 5卷筒 6运输带设计要求：1设计用于带式运输机的传动装置2连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，运输带允许误差为5%3使用期限为5年，小批量生产，两班制工作设计基本参数：数据组编号8工作机轴输入转矩 800运输带工作速度 1.3滚筒直径 370设计任务:1完成装配图1张（A1），零件图（低速轴齿轮和低速轴）2张（A3）。2编写机械设计综合实践报告。2.2传动方案设计传动方案：电动机通过带传动输入到双级圆柱齿轮减速器，其中高速级采用圆柱斜齿轮，低速级采用圆柱直齿轮。然后低速级通过联轴器

7、输入到滚筒上。2.3电动机的选择1. 类型选择：由于生产单位普遍使用三相交流电源，所以一般多选用三相交流异步电动机；此外，还应该根据电动机的防护要求，选择电动机的机构形式；根据电动机的安装要求，选择其安装形式。2. 定功率选择：电动机输出功率为工作机所需功率为 (载荷平稳时k=1)由电动机至工作机之间的总效率为：式中，分别为V带、滚动轴承、闭式齿轮传动、联轴器和滚筒的效率。查表211可取。则所以，依照Pd选择Y132M-4型电机所以得到满载转速伸出端直径 伸出端长度E=80mm中心高H=132mm键槽宽度F=10mm2.4传动比的计算与分配1. 计算总传动比输送机滚筒的转速总传动比= n0 /

8、 n3=1440/67.10=21.462. 分配传动比(取)齿轮减速器传动比两级减速器高速级传动比为=取，则低速级传动比为。2.5传动参数的计算1. 各轴转速：轴：轴：轴：2. 各轴输入功率：轴：轴：轴：（1）（2）3. 各轴输出功率: 轴：轴：轴：4. 各轴输入转矩:电机输出转矩：轴：轴：轴：滚筒轴：2.6传动零件的设计计算2.6.1高速级齿轮的设计计算2.6.2低速直齿轮设计计算2.7轴的尺寸设计按许用应力计算l 轴的设计：（1） 选材选择轴材料为45钢、调质处理，硬度为 。由表19.1查得对称循环弯曲许用应力。（2） 初步计算轴径据教材式19.3取，由表19.3选参数 ，得：。因为轴端

9、开键槽，会削弱轴的强度，故将轴径增加 ，取轴的最小直径为30mm（3） 轴的结构设计根据轴上的齿轮、轴承、轴承盖、圆盘等零件的装配方向、顺序和相互关系，轴上零件的布置方案如下：根据轴的受力，选取7208C角接触球轴承，其尺寸=，与其配合轴段的轴径为，两端轴承采用轴肩定位，由手册确定轴肩最小直径为,具体方案见零件图。（4） 轴结构的工艺性取轴端倒角为，按规定确定各轴肩圆角半径，键槽位于同一轴线上。（5） 按照弯扭合成校核轴的强度Ø 画轴空间受力图，将轴作用力分解为垂直面受力和水平面受力，取集中力作用于齿轮和轴承宽度的中点。Ø 轴上受力分析齿轮圆周力：齿轮径向力：齿轮轴向力：&

10、#216; 计算作用于轴上的支反力其中，水平面内的支反力垂直面内的支反力Ø 计算轴的弯矩、并画弯矩图计算截面C处的弯矩分别画出垂直面和水平面的弯矩图，求和成弯矩并画其弯矩图Ø 画扭矩图(g) (见后面)Ø 校核轴的强度其中取故安全。l 轴的设计：（1） 选材选择轴材料为45钢、调质处理，硬度为 。由表19.1查得对称循环弯曲许用应力 。初步设计轴径据式19.3取，由表19.3选参数A=115，得：因为轴端开键槽，会削弱轴的强度，故将轴径增加 ，取轴的直径为45mm（2） 轴的结构设计根据轴上的齿轮、轴承、轴承盖、圆盘等零件的装配方向、顺序和相互关系，周上零件的布置

11、方案如下。根据轴的受力，选取7209C滚动轴承，其尺寸，载荷系数为，与其配合轴段的轴径为45mm，其中一轴承末端采用轴肩定位，由手册确定轴肩处的直径为52mm，具体配置参见装配图。（3） 轴的工艺性取轴端倒角为，按规定确定各轴肩的圆角半径，键槽位于同一轴线上。（4） 按照弯矩扭矩合成校核轴的强度按照前面所述方法，进行轴强度的校核，可知能满足要求。l 轴的设计：（1） 选材选择轴材料为45钢、调质处理，硬度为217255HBS。由表19.1查得对称循环弯曲许用应力。（2） 初步计算轴径据式19.3取，由表19.3选参数A=115，得：。因为轴端开键槽，会削弱轴的强度，故将轴径增加 ，取轴的直径为

12、65mm（3） 轴的结构设计根据轴上的齿轮、轴承、轴承盖、圆盘等零件的装配方向、顺序和相互关系，轴上零件的布置方案如下：根据轴的受力，选取7213C角接触球轴承，其尺寸，与其配合轴段的轴径为65mm，其中一轴承采用轴肩定位，由手册确定轴肩处的直径为74mm，另一轴承采用套筒轴向定位，套筒长度为15mm。（4） 轴结构的工艺性取轴端倒角为，按规定确定各轴肩圆角半径，键槽位于同一轴线上。（5） 按弯扭合成校核轴的强度按照前面所述方法，进行轴强度的校核，可知能满足要求。2.8联轴器的选择由表18.1得，联轴器工作情况系数为，,故查机械设计手册，选择型联轴器，型轴孔，其公称转矩，孔径为,轴孔长度，与轴

13、配合为。2.9键的选择按轴颈选择所有的键均采用45钢，p=130MPal 轴：按轴径，选用A型平键，截面尺寸为，键长，选用一般键联接，轴N9，毂JS9。此键为高速轴上与带轮连接的键槽。强度校核，故合格。l 轴：按轴径,选用B型平键，截面尺寸为，键长，选用一般键联接，轴N9，毂JS9。此键槽用于中间轴上大齿轮（斜齿轮）的连接。强度校核：, 故合格。l 轴：按轴径,选用B型平键，截面尺寸为，键长，选用一般键联接，轴N9，毂JS9。此键用于低速轴上直齿轮的连接。强度校核：，不合格，考虑双键连接，校核时按1.5个键计算。则折合的单键强度为，合格。2.10滚动轴承的选择l 轴上的轴承：根据工况，初选轴承

14、角接触球轴承7208C。查机械课程设计指导书，得：，再由表17.8得：（轴承所受载荷平稳）(1) 、计算附加轴向力(2) 、计算轴承所受轴向载荷因为，分析得知，下端轴承被“压紧”，上端轴承“放松”。（下端轴承编号为1，上端轴承编号为2，且2号轴承距离轴上齿轮的距离更短，特此说明。）由此可得：(3) 、计算当量动载荷ü 下端轴承：由表17.7，用线性插值法可求得：，故再由线性插入法，可得：由此可得：ü 上端轴承：由表17.7，用线性插值法可求得：，故再由线性插入法，可得：由此可得：(4) 、轴承寿命计算因，故按下端轴承计算轴承寿命：而，故所选轴承7208C合格。l 轴上的轴承

15、：根据工况,初选轴承角接触球轴承7209C。查机械课程设计指导书得：，。再由表17.8得：（轴承所受载荷平稳），然后再应用上述方法进行轴承寿命校验，可知所选轴承符合要求。l 轴上的轴承：根据工况，初选深沟球轴承7213C。查机械课程设计指导书，得：，。再由表17.8得：（轴承所受载荷平稳），然后再应用上述方法进行轴承寿命校验，可知所选轴承符合要求。2.11箱体及减速器附件说明² 箱体说明：箱壳是安装轴系组件和所有附件的基座，它需具有足够的强度、刚度和良好的工艺性。箱壳多数用HT150或HT200灰铸铁铸造而成，易得道美观的外表，还易于切削。为了保证箱壳有足够的刚度，常在轴承凸台上下做

16、出刚性加固筋。当轴承采用润滑时，箱壳内壁应铸出较大的倒角，箱壳接触面上应开出油槽，一边把运转时飞溅在箱盖内表面的油顺列而充分的引进轴承。当轴承采用润滑脂润滑时，有时也在接合面上开出油槽，以防润滑油从结合面流出箱外。箱体底部应铸出凹入部分，以减少加工面并使支撑凸缘与地量好接触。² 减速器附件说明：视孔和视孔盖箱盖上一般开有视孔，用来检查啮合，润滑和齿轮损坏情况，并用来加注润滑油。为了防止污物落入和油滴飞出，视孔须用视孔盖、垫片和螺钉封死。视孔和视孔盖的位置和尺寸由查表得到。2)油标采用油池润滑传动件的减速器，不论是在加油还是在工作时，均续观察箱内油面高度，以保证箱内油亮适当，为此，需在

17、箱体上便于观察和油面较稳定的地方，装上油标油标已标准化。3)油塞在箱体最底部开有放油孔，以排除油污和清洗减速器。放油孔平时用油塞和封油圈封死。油塞用细牙螺纹，材料为235钢。封油圈可用工业用革、石棉橡胶纸或耐油橡胶制成。4)吊钩、吊耳和吊环螺钉为了便于搬运减速器，常在箱体上铸出吊钩、吊耳或在箱盖上安装吊环螺钉。起调整个减速器时，一般应使用箱体上的吊钩。对重量不大的中小型减速器，如箱盖上的吊钩、吊耳和吊环螺钉的尺寸根据减速器总重决定，才允许用来起调整个减速器，否则只用来起吊箱盖。5)定位销为了加工时精确地镗制减速器的轴承座孔，安装时保证箱盖与箱体的相互位置，再分箱面凸缘两端装置两个圆锥销，以便定

18、位。圆锥销的位置不应该对称并尽量远离。直径可大致取凸缘连接螺栓直径的一半，长度应大于凸缘的总厚度，使销钉两端略伸凸缘以利装拆。2.12滚动轴承的外部密封装置为了防止外界灰尘，水分等进入轴承，并防止轴承润滑油的泄漏，在透盖上需加密封装置。在此，我们用的是毡圈式密封。因为毡圈式密封适用于轴承润滑脂润滑，摩擦面速度不超过m/s的场合。第三章装配图设计（一）装配图的作用作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。

19、（二）减速器装配图的绘制1、装备图的总体规划：（1）、视图布局：、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。布置视图时应注意：a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。（2）、尺寸的标注：、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联

20、轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。（3）、标题栏、序号和明细表：、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。（4）、技术特性表和技术要求：、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表，布置在装配图右下方空白处。、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的

21、润滑、试验、包装运输要求。2、绘制过程：（1）、画三视图：、绘制装配图时注意问题： a、先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。c、3个视图中以俯视图作基本视图为主。d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。e、对零件剖面宽度的剖视图，剖面允许涂黑表示。f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。、轴系的固定：a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采用过盈配合还采用圆头普通平键。（2）、润滑与密封、润滑：

22、齿轮采用浸油润滑。当齿轮圆周速度时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的，采用稠度较小润滑脂。、密封：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。3、完成装配图：（1）、标注尺寸：标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸。（2）、零件编号（序号）：由重要零件，按顺时针方向依次编号，并对齐。（3）、技术要求：（4）、审图（5）、加深第四章零件图设计(一) 、零件图的作用：1、反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件。2、表达机器或部件运载零件的要求，是制造和检验

23、零件的依据。(二) 、零件图的内容及绘制：1、 选择和布置视图：（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。（2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本形状；侧视图反映轮廓、辐板、键槽等。2、 合理标注尺寸及偏差：（1）、轴：径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。（2）、齿轮：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸偏差。3、 轴的加工工序：4、 工序 (a):车两端面，打中心孔 工序（b）： 中心孔定位工序（c）：精车工序（d）：掉头工序（e:精车工序（f）:铣与齿轮配合的键槽