2022年一级减速器课程设计报告

1、. . . . . 目录第一局部课程设计任务书及传动装置总体设计1 一、课程设计任务书 1 二、该方案的优缺点 4 其次局部 电动机的挑选 4 一、原动机挑选 4 二、 电动机的外型尺寸 mm5 第三局部 运算减速器总传动比及安排各级的传动比 5 一、减速器总传动比 5 二、减速器各级传动比安排 6 第四局部 V 带的设计 6 一、外传动带选为一般 V 带传动 6 二、确定带轮的构造尺寸,给制带轮零件图 8 第五局部 各齿轮的设计运算 8 一、齿轮设计步骤 8 二、 确定齿轮的构造尺寸,给制齿轮零件图 10 第六局部 轴的设计运算及校核运算 11 一、从动轴设计 11 二、主动轴的设计15 1

2、9 . . 第七局部滚动轴承的挑选及校核运算一、从动轴上的轴承19 . .专业- -二、主动轴上的轴承 19 第八局部 键联接的挑选及校核运算 20 一、依据轴径的尺寸,挑选键 20 二、键的强度校核 20 第九局部 减速器箱体、箱盖及附件的设计运算 21 一、减速器附件的挑选 21 二、箱体的主要尺寸 21 第十局部 润滑与密封 23 一、减速器的润滑 23 二、减速器的密封 23 第十一局部 参考资料目录 24 第十二局部 设计小结 24第一局部 传动装置总体设计 一、课程设计任务书 设计带式运输机传动装置简图如下- - word.zl- -数据编号1 2 3 4 5 6 7 8 运输机工

3、作800 600 750 600 500 700 650 700 转矩 TNm 运输机带速1.4 1.4 1.5 1.5 1.6 1.6 1.7 1.7 Vm/s 卷筒直径300 300 300 300 300 300 300 300 D/mm 原始数据：工作条件：连续单向运转,工作时有稍微振动,两班制工作 16小时/ 天,5 年大修,运输速度答应误差为5 %；课程设计容 1传动装置的总体设计；2传动件及支承的设计运算；- - word.zl- -3减速器装配图及零件工作图；4设计运算说明书编写；每个同学应完成：1）部件装配图一 A0；2）零件工作图两 A33）设计说明书一份 6000-800

4、0字；本组设计数据：第 8 组数据：运输机工作轴转矩 T/N.m 700 运输机带速 V/m/s 1.70 卷筒直径 D/mm 300 已给方案：外传动机构为带传动；减速器为单级圆柱齿轮减速器；传动装置总体设计传动方案上面已给定1）外传动为带传动；2）减速器为单级圆柱齿轮减速器 3）方案简图如下：- - word.zl- -二、该方案的优缺点该工作机有稍微振动,由于V 带有缓冲吸振才能,采纳V 带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于中小功率、载荷变化不大,可以采纳 V 带这种简洁的构造,并且价格廉价,标准化程度高,大幅降低了本钱；减速器为一级圆柱齿轮减速器,原动机局部为Y 系列三相沟通异

5、步电动机,减速器低速轴与工作机轴连接用的联轴器选用凸缘联轴器,滚动轴承选 用深沟球轴承等；总体来讲, 该传动方案满意工作机的性能要求,适应工作条件、 工作可 靠,此外仍构造简洁、尺寸紧凑、本钱低传动效率高；其次局部 电动机的挑选 一、原动机挑选 选用 Y 系列三相沟通异步电动机, 同步转速 1500r/min,满载转速 1460r/min ；传动装置总效率：a6.770. 99见课程设计手册P ,表 1-7a1.2.3.4.5.10 . 962.0993=0.97 40 . 995.0 9960. 96- - word.zl- -其中：1为V带的传动效率2为轴轴承效率3为齿轮传动效率0.864

6、为轴轴承效率5为联轴器效率6为卷筒效率7为卷筒轴承效率得a0.960.990.970.990.990.960.99电动机的输出功率： P dP d P W其中 PW 为工作机即输送带所需功率a其中：P W Tn w 700 108 8 . 246 K w9550 n w 9550 0 . 96n w VD 3 . 14 1 . 700 . 30 108 R . min 1卷筒转速工作机的效率 w=0.96 见课程设计手册 5P ,表 1-7所以 P d P W 80 . 246. 86 9 . 6 Kw 取 Pd 11 Kwa挑选电动机为 Y160M-4型见课程设计手册 P ,表 12-1技术

7、数据：额定功率 K w11 满载转矩rmin1460 额定转矩N m2.2 最大转矩N m2.3 Y132S-4 二、电动机的外型尺寸mmA：254 B：210 C：108 D：42 E：110 F：12 G：37 H：160 K：15 AB：330 AC：325 AD：255 HD：385 BB：270 L：600 参考课程设计手册 P ,表 12-4第三局部 运算减速器总传动比及安排各级的传动比一、减速器总传动比- - word.zl- -ian mn146013.52见课程设计手册P ,表 13-2108二、减速器各级传动比安排ia i 1 i 2ia 13 . 52 3 . 38 4初

8、定：2i 3 . 38带传动1i 4 . 0单级减速器第四局部 V 带的设计一、外传动带选为一般 V 带传动（1）确定运算功率： Pc查表 13-8得Ka12.,故PcKaP.1 211 kW13 . 2 k W2选带型号依据Pc13 .2kW,n 11460r/min由图 13-15 查此坐标点位于窄V 带选型区域处,所以选用窄V 带 SPZ 型；3确定大、小带轮基准直径d1、d2参考图 13-16及表 13-9选取小带轮直径d1125 mmd 12H电机中心高符合要求从动带轮直径d2id1.3 38125422 . 5 mm,取d 2425 mm4验算带速Vn 160d 110001460

9、1259. 56ms1带速在 525 m/s 围,相宜6010005从动轮带速及传动比- - word.zl- -n 2n 1i1460432 R1 min,id d242534.3 3811256确定 V 带基准长度 L d和中心距a初步选取中心距.07da 1da2a 02da 1da2所以3850a1100取a0800mm由式 13-2得带长L022a 02 d1d2d2d a 01 22mm48002 125425 425125 48002492 mm查表 13-2,对 SPZ 型带选用Ld2500 mm；再由式（13-6）运算实际中心距：aa0Ld2L0800250022492mm8

10、04mm120相宜（7验算小带轮包角1d2ad157.31586.由式 13-1得11808确定 SPZ 型窄 V 带根数 Z 由式 13-15得ZP0P P 0cKKL.28kWP 00.23kW查表 13-4知单根 SPZ 带的根本额定功率P 03查表 13-6知单根 SPZ 带的根本额定功率的增量式0.95- word.zl-由1158 . 6查表 13-7 用线性插值法求得K查表 13-2得KL1 .07,由此可得Z3 .280.13.2.951. 07,取 4 根23037.- - -9求作用在带轮轴上的压力 F Q查表 13-1得 q=0.07kg/m,故由式 13-17得单根 V

11、 带的初拉力F0500P czv2 . 51 q2 v500413 .2.2510 . 07.92 56 288 N作 用K9 . 560 . 95在轴上的压力FQ2Z F0sin2124288sin158.6N2264N2二、确定带轮的构造尺寸,给制带轮零件图d2425小带轮基准直径d1125mm采纳实心式构造； 大带轮基准直径mm采纳轮辐式构造大带轮的简图如下：第五局部 各齿轮的设计运算一、齿轮设计步骤选用直齿圆柱齿轮, 均用软齿面；齿轮精度用 8 级,轮齿外表精糙度为 Ra1.6,- - word.zl- -软齿面闭式传动,失效形式为占蚀；1挑选材料及确定许用应力H2小齿轮采用40MnB

12、调质, 齿面硬度为241 286HBS,Hlim1700MPa,FE1590 MPa表 11-1,大齿轮用 ZG35SiMn 调质,齿面Hlim2600MPa,FE2510 MPa表 11-1,由表 11-5,硬度为 241269HBS,取S H1 .15,S F1 .35609MPaH1Hlim1700MPaSH1 .15Hlim2600MPa522MPaSH1 .15437MPaF1FE1590MPaSF1 .35F2FE2510MPa378MPaSF1.35（2）按齿面接触强度设计设齿轮按 8 级精度制造；取载荷系数K=1.5表 11-3,齿宽系数d1 .0表 11-6小齿轮上的转矩T

13、19. 55106P9. 5510610. 454Nmm2.3275 10Nmm- word.zl-n 1429取ZE188 .9表 11-4d13ZEZH22KT 1uu1Hd2 . 3275 10mm89 4.mm43441 188 . 92 . 522.155221 . 0120齿数取Z 130,就Z2303.98120；故实际传动比i30- - -模数md 189.42.98b 290 mm ,b 195 mm3 mm360mmz 130齿宽bdd 11 0.89 4.mm89 . 4 mm ,取按表 4-1取 m=3mm,实际的d1zm303 mm90mm ,d2120中心距ad 1

14、2d290360mm225mm23验算轮齿弯曲强度齿形系数2.Y Fa 12.（图11-8）Y Sa 11. 63 图 11-9）YFa213YSa21.82由式 11-5F1F2KT1 Y Fa 1 Y S a 12215.2 .3275 10 2 3 302 .61. 63MPa122MPaF1437MPabm2z 1902F1Y Fa 2Y S a1222 .131.82MPa112MPaF2378MPa,安全Y Fa 1 Y S a126.1 .634齿轮的圆周速度Vd1n13.14904292.02m/s60100060000对比表 11-2可知选用 8 级精度是相宜的；总结 : 直

15、齿圆柱齿轮z130,z2120,m3二、确定齿轮的构造尺寸,给制齿轮零件图大齿轮示意图- - word.zl- -第六局部 一、从动轴设计轴的设计运算及校核运算1、挑选轴的材料确定许用应力1300 MPa,选轴的材料为 45 号钢,调质处理；查表14-1知强度极限B650 MPa,屈服极限S360 MPa,弯曲疲惫极限2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴,输出端与联轴器相接,从构造要求考虑,输出端轴径应最小,最小直径为：dC3pn按扭转强度初估轴的直径,查表 14-2得 c=118107,取 c=112 那么: 从动轴：dC3pmm112310 . 04mm51 mm取

16、d55 mmn107考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准,3、轴的构造设计轴构造设计时,需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,按比例绘制轴系构造草图- - word.zl- -0.0051.6R183.20.015A-BA-B0.005E +0.060 +0.041 .551.60.010.0150.010.012A1.62 B4/12.50.80.81.62 M8-6HE +0.062 +0.043 70 .+0.021 +0.002.65.78+0.021 65.+0.0021260 .343.2R1247080113685123100349 1、联轴器的挑选可采纳弹性柱销联

17、轴器,查2表 9.4可得联轴器的型号为: GY7 凸缘联轴器Y55112GB/T 5843-2022 Y55112主动端：Y 型轴孔、A型键槽、d155mm、L112mm ;从动端：Y 型轴孔、A型键槽、d155mm、L112mm ;2、确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中,可以将齿轮支配在箱体中心,轴承对称布置 在齿轮两边；轴外伸端安装联轴器,齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定,靠平键和过盈协作实现周向固定,两端轴 承靠套筒实现轴向定位,靠过盈协作实现周向固定,轴通 过两端轴承盖实现轴向定位,联轴器靠轴肩平键和过盈协作 分别实现轴向定位和周向定位；3确定各段轴的直径 将估算轴 d=5

18、5mm 作为外伸端直径 d1与联轴器相配如图 ,考虑联轴器用轴肩实现轴向定位,取其次段直径为 d2=60mm 齿轮和右端轴承从右侧装入,考虑装拆便利以及零件固定的要求,装轴承处- - word.zl- -d3 应大于 d2,取 d3=65mm,为便于齿轮装拆与齿轮协作处轴径 d4 应大于 d3,取 d4=70mm；齿轮右端用用套筒固定 ,左端用轴肩定位 ,轴肩直径 d 5 78 mm,满意齿轮定位的同时 ,仍应满意左侧轴承的安装要求右端轴承型号与左端轴承一样,取d665mm,依据选定轴承型号确定 .4挑选轴承型号 .由 表 16-2及表 16-4初选深沟球轴承 ,代号为 6213,查机械设计手

19、册可得 :轴承宽度 B=23,安装尺寸d amin74mm ,选轴肩直径 d5=78mm. 5确定各段轴的长度段： d1=55mm 长度取 L1=100mm II 段:d2=86mm 长度取 L 2 90 m mIII 段直径 d3=65mm,此段安装轴承,轴承右端靠套筒定位,轴承左端靠轴承盖定位初选用6213深沟球轴承,其径为65mm,宽度为 23mm,取轴肩挡圈长为 10mm L 3=5+10+11.5+11.5=38mm 段直径Ld4=70mm,此段安装从动齿轮,由上面的设计从动齿轮齿宽b=90mm,490585m m段直径 d5=78mm. 长度 L5=12mm 段直径d665mm,长

20、度L624mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L11.5+12+45 2=137mm 4、轴的强度校核按弯矩复合强度运算从动齿轮分度圆直径d2360mm,此段轴直径d70mm- word.zl- - -1绘制轴受力简图如图aNmm896 Nm4978N齿轮所受转矩T9550P955010 . 04n107作用在齿轮上的圆周力：Ft=2T/d=28.96105/360N径向力： Fr=F ttan200=4978 tan200 =1812N 该轴两轴承对称,所以LALBL68.5mm22求垂直面的支承反力FAYFBY1Fr11812906N22求水平面的支承反力FAZFBZ1Ft14978N2

21、489NC 在垂直面弯矩为223由两边对称,知截面C 的弯矩也对称；截面MC1=F Ay L/2=906 68.510 =62Nm 截面 C 在水平面上弯矩为：MC2=F AZ L/2=2489 68.5 10 3 =170.5N m 4绘制垂直面弯矩图如图 b绘制水平面弯矩图如图 c5 绘制合弯矩图如图 dMC=M C1 2+M C2 21/2 =622+170.521/2 =181.4N m 6 绘制扭矩图如图 e转矩： T=9550 P/n =896N m 7绘制当量弯矩图如图 f截面 c 处最危急,如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力,取折合系数0 6.,截面 C 处的当量弯矩：- -

22、word.zl- -Mec=M C 2+T21/2=181.42+0.6 89621/2=567.4N m 8校核危急截面C 的强度14-1查得B650MPa,由表 14-3查得轴的材料选用 45 钢,调制处理,由表-1 b60MPa,那么16.6MPa1b60MPaeMec30.15673.4109Pa0.1d70该轴强度足够；图 a-f 如以下图：二、主动轴的设计- - word.zl- -1、挑选轴的材料确定许用应力1300MPa2、选轴的材料为 45 号钢,调质处理；查表14-1知强度极限B650MPa,屈服极限S360MPa,弯曲疲惫极限按扭转强度估算轴的最小直径初估轴径,按扭转强度

23、初估轴的直径,查表 14-2得 c=118107,取 c=112 那么主动轴：dC3pm m112310.4544m m32. 5m mn429考虑到键槽对轴的减弱,取d.1 0532 5. mm35 mm3、轴的构造设计 轴构造设计时,需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式,按比例绘制轴系构造草图,草图类似从动轴；确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中,可以将齿轮支配在箱体中心,轴承对称布置 在齿轮两边；齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定 ,靠平键和过盈配 合实现周向固定,两端轴承靠套筒实现轴向定位,靠过盈协作实现周向 固定 ,轴通过两端轴承盖实现轴向定位；4 确定轴的各段直

24、径 初选用 6209深沟球轴承,其径为 45mm, 宽度为 19mm；将估算轴 d=35mm 作为外伸端直径 d1,取其次段直径为 d2=40mm 齿轮和右端轴承从右侧装入,考虑装拆便利以及零件固定的要求,装轴承处 d4 应大于 d3,d3 应大于 d2,取 d3=45mm,为便于齿轮装拆与齿轮协作处轴径 取 d4=50mm；齿轮右端用用套筒固定 ,左端用轴肩定位 ,轴肩直径 d 5 58 mm,- - word.zl- -满意齿轮定位的同时 ,仍应满意左侧轴承的安装要求 右端轴承型号与左端轴承一样 ,取 d6=45mm. ,依据选定轴承型号确定 .挑选轴承型号 .由 表 16-2及表 16-

25、4 初选深沟球轴承 ,代号为 6209,查机械设计手册可得 :轴承宽度 B=19,安装尺寸d amin52mm ,选轴肩直径 d5=58mm. 5 确定各段轴的长度段： d1=35mm 长度取 L1=75mm II 段:d2=40mm 长度取 L 2 78 m mIII 段直径 d3=45mm,此段安装轴承,轴承右端靠套筒定位,轴承左端靠轴承盖定位初选用6209深沟球轴承,其径为45mm,宽度为 19mm,取轴肩挡圈长为 10mm L 3=5+24+19=48mm 段直径Ld4=50mm,此段安装主动齿轮,由上面的设计从动齿轮齿宽b=95mm,495590m m段直径 d5=58mm. 长度

26、L5=10mm 段直径d645mm,长度L610+20=30mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L（9.5101047.5）2154m m6 轴的强度校核按弯矩复合强度运算1绘制轴受力简图如图am=232.5Nm齿轮所受的转矩： T=9550P/n=9550 10.4544/429N作用在齿轮上的圆周力：Ft=2T/d= 2232.5103/905167N径向力： Fr=F ttan200=5167 tan200 =1881N - - word.zl- -该轴两轴承对称,所以LALBL77m m22求垂直面的支承反力FAYFBY1Fr11881940.5N22求水平面的支承反力FAZFBZ1

27、Ft15167N2583.5NC 在垂直面弯矩为223由两边对称,知截面C 的弯矩也对称；截面MC1=F Ay L/2=940.5 77 10-3=72.4Nm 截面 C 在水平面上弯矩为：MC2=F AZ L/2=2583.5 77 10-3=199N m 4绘制垂直面弯矩图如图 b绘制水平面弯矩图如图 c5 绘制合弯矩图如图 dMC=M C1 2+M C2 21/2 =72.42+19921/2 =212N m 6绘制扭矩图如图 e转矩： T=9550 P/n =232.5N m 7绘制当量弯矩图如图 f截面 c 处最危急,如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力,取折合系数0 6.,截面 C

28、处的当量弯矩：Mec=M C 2+T21/2=2122+0.6 232.521/2=254N m 8校核危急截面C 的强度14-1查得B650MPa,由表 14-3查得轴的材料选用 45 钢,调制处理,由表- - word.zl- -1 b60MPa,那么254109Pa20.4MPa1b60MPaMee0.1d30.1503该轴强度足够图 a-f 类似从动轴,此图省略；第七局部 一、从动轴上的轴承滚动轴承的挑选及校核运算由初选的轴承的型号为 : 6213,查表 6-1课程设计手册可知 :d=65mm,外径=120mm,宽度B=23mm,根本额定动载荷Cr57.2kN,根本额定静载荷C0r40

29、.0kN极限转速 6300r/min依据设计条件要求,轴承估计寿命为Lh=5 300 16=24000h 轴承根本额定动载荷为CfpP60nLh1/-9）对于球轴承3ft610转速n107 r/min,ft1 ,表16-8）fp1.（表161/37. 286kN所以C1. 5190660107240007286N106由于Cr57.2kN,所以CCr,故所选轴承适用二、主动轴上的轴承由初选的轴承的型号为 : 6209,查表 6-1课程设计手册可知 :d=45mm,外径=85mm,宽度B=19mm,根本额定动载荷Cr31.5kN,根本额定静载荷C0r20.5kN极限转速 9000r/min 依据

30、设计条件要求,轴承估计寿命为Lh=5 300 16=24000h 轴承根本额定动载荷为CfpP60nLh1/PFr940.5N- word.zl-ft106深沟球轴承只考虑径向载荷,那么当量动载荷- - -转速nr429 r/min,ft,1表16-8）fp1.（表16-9）对于球轴承3所以C1. 512. 015kN940.560429240001/312022N57.1106由于C2kN,所以CCr,故所选轴承适用第八局部键联接的挑选及校核运算一、依据轴径的尺寸,挑选键键 1,主动轴与 V 带轮连接的键为： GB/T1096 键 10 8 63 键 2,主动轴与小齿轮连接的键为：GB/T1

31、096 键 14 9 70键 3,从动轴与大齿轮连接的键为：GB/T1096 键 20 12 70 键 4,从动轴与联轴器连接的键为：GB/T1096 键 16 10 80 查课程设计表 4-1二、键的强度校核p键 1,GB/T1096 键 10 8 63 工作长度lLb631053mm度挤压强度p4T4232.5103MPa62.7MPadhl35853p7080MPa轮毂材料为铸铁）pp所选键的强度足够键 2,GB/T1096 键 14 9 70 工作长度lLb701456mm挤压强度p4T4232.5103MPa40MPadhl50956p125150MPa轮毂材料为钢）pp所选键的强度

32、足够键 3,GB/T1096 键 16 10 70 工作长度lLb702050mm挤压强4T4896103MPa85.4MPadhl701250- - word.zl- -p125150MPa轮毂材料为钢）pp所选键的强度足够所选键的强度键 4,GB/T1096 键 16 10 80 工作长度lLb801664mm挤压强度p4T4896103MPa102MPadhl551064p125150MPa 轮毂材料为钢）pp第九局部减速器箱体、箱盖及附件的设计运算一、减速器附件的挑选通气器：由于在室使用,选通气器一次过滤油面指示器：选用游标尺 M12 起吊装置：采纳箱盖吊耳、箱座吊耳,采纳 M12 1

33、.5 放油螺塞：选用外六角油塞及垫片 M12 1.5 依据 .机械设计根底课程设计 .表 11-1挑选适当型号：起盖螺钉型号： GB/T5782-2022 M12 45,材料 5.8 高速轴轴承盖上的螺钉：GB578386 M8 25,材料 5.8 低速轴轴承盖上的螺钉：GB5782-2022 M8 25,材料 5.8 螺栓： GB57822022 M16 120,材料 5.8 二、箱体的主要尺寸1 箱座 壁厚：=0.025a+1=0.025 225+1= 6.625 mm 取=10mms - word.zl-2箱盖壁厚：1=0.02a+1=0.02 225+1= 5.5mm 取1=10mm

34、- - -3箱盖凸缘厚度： b1=1.51=1.5 10=15mm 4箱座凸缘厚度： b=1.5 =1.5 10=15mm 5箱座底凸缘厚度： b2=2.5=2.5 10=25mm 6地脚螺钉直径： df =0.036a+12=0.036 225+12=20.1mm 取 df =20mm 7地脚螺钉数目： n=4 由于 a250 8轴承旁连接螺栓直径： d1= 0.75df =0.75 20= 15mm 取 d1=16mm 9盖与座连接螺栓直径：取 d2= 12mm d2=0.5-0.6df =1012mm 10连接螺栓 d2的间距： L=150200mm 11轴承端盖螺钉直径： d3=0.4-0.5df=810mm取 d3= 8mm 12检查孔盖螺钉直径： d4=0.3-0.4df=68mm 取 d4=8mm 13定位销直径： d=0.7-0