机械设计课程设计单级圆柱齿轮减速器概要

下载可编辑机械设计基础课程设计设计题目 单级圆柱齿轮减速器装1设计书一份装配图一份3 零件图两份机械与材料工程学院 B1161班级设计者 廖伟程指导老师 枭完成日期2013年5月30日成绩学院.专业.整理.下载可编辑目录第一章 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5第二章 课题题目及主要技术参数说明 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 62.1课题题目⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.2主要技术参数说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.3传动系统工作条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.4传动系统方案的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6第三章减速器结构选择及相关性能参数计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1减速器结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.2电动机选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.3传动比分配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.4动力运动参数计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9第四章V带传动设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.114.1确定计算功率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.2确定V带型号⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.3确定带轮直径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.4确定带长及中心距⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124.5验算包角⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124.6确定V带根数Z⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯124.7确定粗拉力F⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13.专业.整理.下载可编辑4.8计算带轮轴所受压力 Q⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 13第五章 齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮 ) 145.1 齿轮材料和热处理的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 145.2 齿轮几何尺寸的设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 14 齿轮弯曲强度校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 17 齿轮几何尺寸的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 185.3 齿轮的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 19第六章 轴的设计计算(从动轴)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 216.1 轴的材料和热处理的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 216.2 轴几何尺寸的设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21 按照扭转强度初步设计轴的最小直径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21 轴的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21 轴的强度校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21第七章 轴承、键和联轴器的选择 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 257.1轴承的选择及校核 257.2 键的选择计算及校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 267.3 联轴器的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 26第八章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 288.1 润滑的选择确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 288.2 密封的选择确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 28.专业.整理.下载可编辑8.3减速器附件的选择确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 288.4箱体主要结构尺寸计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 29第九章 总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 30.专业.整理.下载可编辑第一章本论文主要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《机械设计基础》、《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、规的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础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，巩固、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、规、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。.专业.整理.下载可编辑第二章 课题题目及主要技术参数说明2.1课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。2.2 主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=3000N，输送带的工作速度V=1.5m/s，输送机滚筒直径D=400mm。2.3 传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较 平稳；使用年限５年，每日工作 24小时，载荷平稳，环境清洁2.4 传动系统方案的选择采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。结构设计简图：图1 带式输送机传动系统.专业.整理.下载可编辑第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。3.2 电动机选择（一）工作机的功率 PwPw=FV/1000=3000×1.5/1000=4.5kw（二）总效率 总总=带2齿轮联轴器滚筒轴承0.96×0.98３×0.97×0.99×0.96=0.83（三）所需电动机功率 PdPd=FV/1000η总电动机=(3000×1.5)/(1000×0.876)选用：Y132M2-=5.42(kw)6(四)确定电动机转速卷筒工作转速为：n卷筒＝60×1000·V/（π·D）=(60×1000×1.5)/（400·π）=71.7r/min此选定电动机型号为 Y132M2-6。 电动机主要外形和安装尺寸：中心高H外形尺寸地脚螺栓孔轴伸尺装键部位底角安装LX(AC/2+AD)寸×HD直径KD×E尺寸A×尺B F×GD.专业.整理.下载可编辑132 520×345× 216×178 12 28×8 10×41315计算及说明3.3 传动比分配由选定的电动机满载转速 nm和工作机主动轴转速nia=nm/n==960/71.7=13.40取i0=2.8（普通V带i=2～4）则i=4.443.4 动力运动参数计算（一）转速nn0=n满=960（r/min）nI=n0/i带=n满/i带=960/2.8=342.86（r/min）nII=nI/i齿=342.86/4.44=77.22（r/min）nIII=nII=77.22（r/min）.专业.整理.下载可编辑（二） 功率PPⅠ=Pd×η01=Pd×η1=4.5×0.96=4.32（KW）PⅡ=PⅠ×η12=PⅠ×η2×η3= 4.32×0.98×0.97=4.41（KW)Ⅲ=PⅡ·η23=PⅡ·η2·η4= 4.11×0.98×0.99=4.07（KW)（三）转矩T

由指导书的表1得到：1=0.962=0.983=0.974=0.99Td=9550·Pd/nm=9550×4.5/960=44.77N·mTⅠ=Td·i0·η1=44.77×2.8×0.96=120.33N·mTⅡ=TⅠ·i1·η2·η4120.33×4.44×0.98×0.99=518.34N·mTⅢ=TⅡ·η2·η4=502.90N·m.专业.整理.下载可编辑将上述数据列表如下：轴号功率N/(r.min-1)T/P/kWi(N﹒m)04.596044.772.80.9614.32342.86120.3324.1177.22518.344.440.9534.0777.22292.8410.97.专业.整理.下载可编辑第四章V带传动设计4.1确定计算功率查表得KA=1.1，则PC=KAP=1.×15.5=6.05KW4.2确定V带型号按照任务书得要求，选择普通 V带。根据PC=6.05KW及n1=342.86r/min，查图确定选用B型普通V带。4.3确定带轮直径（1）确定小带轮基准直径根据图推荐，小带轮选用直径围为 112—140mm，选择dd1=140mm。2）验算带速=V=n1·d1·π/（1000×60）=960×140·π/（1000×60）=7.03m/s介于5~25m/s围，故合适（3）计算大带轮直径dd2=idd1（1-ε）=2.8×140×（1-0.02）=384.16mm根据GB/T13575.1-9规定，选取dd2=384mm4.4 确定带长及中心距.专业.整理.下载可编辑（1）初取中心距a00.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)得366.8≤a0≤1048，根据总体布局，取ao=700mm确定带长Ld：根据几何关系计算带长得Ldo=2a0+πd1+d2+(dd1dd2)2(dd)24a0=2×700+π·（140+384）/2+（384-140）2/(4×=2244.2mm根据标准手册，取Ld=2244mm。计算实际中心距Ld-Ld0=700+(2244-2244.2)/2=697.9mmaa024.5. 验算包角1=180-(d2-d1)×57.3/a=180-(384-140) ×57.3/697.9=160.0>120 合适4.6. 确定V带根数Z根据dd1=140mm及n1=705r/min，查表得P0=1.64KW,P0=0.22KW中心距a=815.32mm.专业.整理.下载可编辑Z=PC/（(P0+△P0)·KL·Kα）=6.05/ （（2.08+0.30）×1.00×0.95）=2.684.7. 确定粗拉力 F00Pc(2.51)qv2查表得q=0.17㎏/m,查得KαF=500vZK=0.95查得KL=1.00F0=500·PC·（2.5/Kα-1）/z·c+q·v2=500×6.05×（2.5/0.95-1 ）/（3×7.03）+0.17×7.032=242.42N4.8.计算带轮轴所受压力 QQ=2ZFsin1=2×3×242.42×sin(160.0/2)02=1432.42N带轮示意图如下：d0 dHL.专业.整理.下载可编辑第五章齿轮的设计计5.1 齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用45号钢，调质处理，HB＝236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB＝1905.2 齿轮几何尺寸的设计计算 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由《机械零件设计手册》查得σHlim1=580MPa,σHlim2=530MPa,SHlim=1σFlim1=215MPa,σFlim2=200MPa,SFlim=1由《机械零件设计手册》查得ZN1=ZN2=1 Y N1=YN2=1.1由[σH1]=σHlim1ZN1=580×1=580MPaSHlim1[σH2]=σHlim2ZN2=530×1=530MPaSHlim1[σF1]=σFlim1YN1=215×1.1=244MPaSFlim1.专业.整理.下载可编辑[σF2]=σFlim2YN2=200×1.1=204MPaSFlim1（一）小齿轮的转矩TIT1=9550×P/n1=9.55×106×4.23/342.86=1.18 ×105N·mm（二） 选载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在轴承间对称布置。查《机械原理与机械零件》教材中表得，取 K＝1.1（三）计算尺数比μ=4.5（四）选择齿宽系数ψd根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查《机械原理与机械零件》教材中表得，取 d＝1（五）计算小齿轮分度圆直径 d1.专业.整理.下载可编辑2d1≥31u+1ZEZHZε2kTΨdu［σH］=32×1.2×1.18×10524.5+1189.8×2.5×0.7714.5560=52.82mm（六）确定齿轮模数 mm=d1/Z1 ≥52.82/20=2.641取标准模数值m=3（七）确定齿轮的齿数 Z1和z2取Z1=20Z2=Z1·u=20×4.5=90（八）实际齿数比μ'μ'=Z2/Z1=4.83（九）计算齿轮的主要尺寸d1=m·Z1=3×20=60mmd2=m·Z2=3×90=270mm.专业.整理.下载可编辑中心距 A=0.5(d1+d2)=165齿轮宽度B2=54B 1=B2+(5 ～10)=59～64(mm)取B1=60(mm)（十）计算圆周转速 v并选择齿轮精度v=π·d1·n1/（60×1000）=3.14 ×60×342.86/（60×1000）=1.08m/s查表应取齿轮等级为 8级，但根据设计要求齿轮的精度等级为 7级。 齿轮弯曲强度校核（一） 由4﹒2﹒1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力[σF1]=244MPa[σF2]=204MPa（二）计算两齿轮齿根的弯曲应力

B1=54mmB2=60mmV=0.97(m/s)定为IT7.专业.整理.下载可编辑由《机械零件设计手册》得YF1=2.63 YF2=2.19比较YF/[σF]的值YF1/[ F1]=2.63/244=0.0108>YF2/[ F2]=2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应力为2000KT1YF12000101.7412.63F1663222B2m2Z2=40.952(MPa)<[σF1]齿轮的弯曲强度足够 齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径da**由《机械零件设计手册》得ha=1c=0.25da1=60(mm)da2=265(mm)齿距 P=2 ×3.14=6.28(mm)齿根高 hf ha c m 2.5(mm)齿顶高 ha ham 1 2 2(mm)

强度足够da1=54mmda2=196mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm.专业.整理.下载可编辑齿根圆直径dfdf1=da1+5=59(mm)df2=da2+5=266(mm)5.3 齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 d= 50(mm)轮毂直径 D1=1.6d=1.6×50=80(mm)轮毂长度 L=B2=54(MM)轮缘厚度δ0=(3～4)m=6～8(mm)取0=8轮缘径 D2=da2-2h-2 0 =265-2×4.5-2×8=240(mm)取D2=240(mm)腹板厚度 c=0.3 B2=0.3×54=16.2 取c=17(mm)计 算 及 说 明 结果.专业.整理.下载可编辑腹板中心孔直径D0=0.5(D1+D2)=0.5(80+240)=160(mm)腹板孔直径d0=0.25（D2-D1）=0.25（240-80）=40(mm)取d0=20(mm)齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1齿轮工作如图2所示：.专业.整理.下载可编辑第六章 轴的设计计算6.1 轴的材料和热处理的选择由《机械零件设计手册》中的图表查得选45号钢，调质处理，HB217～255σb=650MPa σs=360MPa σ1=280MPa6.2 轴几何尺寸的设计计算 D2=32mm 按照扭转强度初步设计轴的最小直径3从动轴d2=cP2=43.28n2考虑键槽d2=29.35×1.05=30.82选取标准直径d2=32mm 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。 轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力Ft=2000T2=2×5.08×2d2.专业.整理.下载可编辑105/270=3762.96N径向 力 Fr = Ft tan=3762.96 ×tan200=1369.61N由于为直齿轮，轴向力 Fa=0作从动轴受力简图：（如图3所示）.专业.整理.下载可编辑从动轴RA RBFt FrRHA RHBFt水平面弯矩RvA RvBFt垂直面弯矩合力弯矩扭矩危险截面当量弯矩从动轴受力简图.专业.整理.下载可编辑L=110mmRHAHB=0.5Ft=0.5×3762.96=1881.48N(N)=RMHC =0.5 RHA L=599.515 × 110 × 0.5/1000=684.81(Nm)RVA=RVB=0.5Fr=0.5×436.41=218.205(Nm)MVC=0.5RVAL=218.205×110×0.5/1000=12(Nm)转矩T=580.134(Nm)校核 MC1 MC2 MC2 MC12 60.972 19.472 123.68Nm2 2Me= MC aT =349.84(Nm)由图表查得，[σ1]b=55MPa3d≥10Me=29.21(mm)[]考虑键槽d=29.21mm<45mm则强度足够

从动轴承2个.专业.整理.下载可编辑第七章 轴承、键和联轴器的选择7.1 轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查《机械零件设计手册》选择62072个（GB/T276-1993）从动轴承62092个GB/T276-1993）寿命计划：两轴承受纯径向载荷P=Fr =436.41 X=1 Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承 6209，基本额定功负荷Cr=25.6KN ft=1 =3106ftCrδ10625.63L10h==11000P×=1088120160602.34117.589预期寿命为：5年，三班制L=5×300×24=38400<L10h轴承寿命合格.专业.整理.下载可编辑7.2 键的选择计算及校核（一）从动轴外伸端d=42，考虑键在轴中部安装故选键10×40GB/T1096—2003，b=16，L=50，h=10，选45号钢，其许用挤压力=100MPaσp=F`t=4000TI=71.55<phlhld则强度足够，合格（二）与齿轮联接处 d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键 14×52GB/T1096—2003，b=10mm，从动轴L=45mm，h=8mm，选45号钢，其许用挤压应力 p =100MPa外伸端键 10×Ft4000TI4000158.87240===39.25<GB/1096p=`lhld83550p—2003h则强度足够，合格7.3 联轴器的选择与齿轮由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装联接处方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器键14×52K=1.3GB/T1096—2003TC=9550KPII=811.32nII计 算 及 说 明 结果.专业.整理.下载可编辑选用LT9型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩Tn=1000，TC<Tn。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径选d=60，轴孔长度L=112公称许用轴孔轴孔轴键型转速外径孔槽转矩直径长度材料号D/mm类类T/(N·m)（·1d/mmL/mmn/rmin型型选用TL9型弹性YA套住联TL91000285060112250HT200轴器型型.专业.整理