机械专业-减速箱毕业设计任务书

设计任务书专业：机电一体化班别：姓名设计题目设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器，运输机单向运转，载荷变化不大，空载启动。工作机效率ηW=0.94～0.96，要求减速器小批生产，24小时工作，使用期限5年，运输机允许速度误差为±5%。条件：运输带拉力F=2.0KN运输带速度V=1.8m/s卷筒直径D=450mm 目录第一章电动机的选择计算§1-1拟定设计方案…………………1§1-2选择电动机……………………2§1-3计算各轴功率、转速、转矩…………………4第二章传动零件的设计计算§2-1、V带传动的设计计算…………5§2-2直齿圆柱齿轮设计计算………7第三章轴的设计计算§3-1Ⅰ轴的设计计算………………10§3-2Ⅱ轴的设计计算………………11第四章其它零部件的选择计算§4-1轴承的选择计算………………12§4-2键的选择计算…………………12§4-3联轴器的选择计算……………13§4-4减速器的润滑…………………14参考文…………………14设计心得………………14一、传动装置的总体设计1、拟定传动方案根据机器特征，由于不要求传动比恒定，为减少投资本钱，故采用采用一级V带传动，一级闭式园柱齿轮减速器。2、选择电动机〔1〕选择电动机的类型由于带式运输机不需要大范围的调速，应选用一般用途的Y系列三相异步电动机。〔2〕选择电动机功率计算工作机功率PW式中：ηw－工作机效率，取ηw＝0.95计算电机功率Pd式中:η－电动机至工作机的传动装置的总效率η带－带传动传动效率，由查资料[Ⅱ]P7表2.3取η带＝0.96η轴承－一对滚动轴承效率，由查资料[Ⅱ]P7表2.3取η轴承＝0.99η齿－一对圆柱齿轮传动效率，由查资料[Ⅱ]P6表2.3取η齿＝0.97〔初选8级精度〕η联－弹性联轴器效率，由查资料[Ⅱ]P7表2.3取η联＝0.99(KW)查资料[Ⅱ]P138附表八选取电动机的额定功率Ped=5.5KW。〔3〕确定电机转速nd①计算工作机转速nW 〔r/min)②确定电机同步转速参考资料[Ⅱ]P7表2.2：一般V带传动传动比2~4一级圆柱齿轮减速器3~5总传动比6~20故电动机转速可选范围为：由资料[Ⅱ]P138附录八,满足条件的有3种电动机，其技术参数及传送比的比拟情况如表1-1:表1－1电动机选择方案比拟方案电动机型号额定功率〔KW〕电动机转速〔r/min〕传动装置传动比i同步转速满载转速1Y160M2-85.57507209.422Y132M2-65.5100096012.563Y132S-45.51500144018.84综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，选取较适宜的方案，现选用型号为Y132M2-6，其主要安装尺寸由资料[Ⅱ]P140附表8.3如表1－2：1－2电动机的安装尺寸mm中心高H外形尺寸L×〔AC/2+AD〕×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×GD132515×345×315216×1781238×8010×413、计算总传动比和分配传动比总传动比式中：nm－电动机的满载转速，r/min。取V带传动传动比(初次预分配带传动比,为防止大带轮过大,带传动传动比小于3.5)(通过后面的计算带传动实际的传动比为3.21)那么一级圆柱齿轮减速器传动比，取4.0(取与3.91相近的传动比都可以。)实际总传动比〔得到实际的传动比再算误差〕工作机实际转速工作机转速误差在±5%范围。4、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴输入功率〔1〕各轴的输入功率电动机轴4.21KW轴Ⅰ〔高速轴〕(KW)轴Ⅱ〔低速轴〕(KW)卷筒轴(KW)〔2〕各轴的转速电动机轴960r/min轴Ⅰ〔高速轴〕r/min轴Ⅱ〔低速轴〕r/min卷筒轴r/min〔3〕各轴的输入转矩电动机轴N.m轴Ⅰ〔高速轴〕N.m轴Ⅱ〔低速轴〕N.m卷筒轴N.m计算结果汇总见表1-3：表1-3各轴运动和动力参数汇总参数轴号电机轴Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴功率P〔KW〕4.214.043.883.80转速n〔r/min〕960299.0774.7774.77传动比i3.214.01效率η0.960.960.98二、传动零件的设计计算〔一〕V带传动的设计计算1、确定计算功率PC由资料[Ⅰ]表8.21P132工况系数KA=1.3PC=KAP=1.3×5.5=7.15KW(此处的P取电动机的额定功率Ped)2、确定V带型号根据Pc=7.15KW、n1=960r/min，由资料[Ⅰ]图8.12P132选B型普通V带。3、确定带轮基准直径dd1、dd2由资料[Ⅰ]表8.6P214和图8.13P134取dd1=140mm大带轮的基准直径为dd2=i1·dd1=3×140=420mm由资料[Ⅰ]查表8.3P116选取标准值dd2=450mm，那么实际传动比ir/min4、验算带速Vm/s带速在5～25m/s范围内。5、确定V带基准长度Ld和实际中心距a(1)初定中心距a0一般0.7〔dd1+dd2〕≤a0≤2〔dd1+dd2〕0.7〔dd1+dd2〕=0.7〔140+450〕=4132〔dd1+dd2〕=2〔140+450〕=1180mm取a0=800mm〔2〕计算所需长度L0mm(3)确定基准长度Ld查资料[Ⅰ]表8.4P118选取基准长度Ld=2500〔4〕确定中心距amm中心距变动范围：amin=a-0.015Ld=734.5mmamax=a+0.03Ld=取amin=735mmamax=823mm6、验算小带轮包角>120°合格7、确定V带根数Z根据dd1=140mm、n1=960r/min，查资料[Ⅰ]表P0＝2.1功率增量△P0为由资料[Ⅰ]表8.18P132查得弯曲影响系数Kb=2.6494×10-3由资料[Ⅰ]表8.19P132查得传动比系数Ki=1.13730.31由资料[Ⅰ]表8.11P131包角系数0.94由资料[Ⅰ]表8.4P118带长度修正系数KL=1.03计算V带根数Z圆整取Z=4根8、计算初拉力F0与带轮轴上的压力FQ由资料[Ⅰ]表8.6P124查得型普通V带的每米长质量q＝0.17kg单根V带的初拉力为作用在轴上的压力为(二)直齿圆柱齿轮设计计算1、选择齿轮材料及精度等级查资料[Ⅰ]表10.9P187:小齿轮45调质HBS217~255HBS,大齿轮45正火HBS162~217HBS因为是普通减速器，由大小轮均采用8级精度。〔与前面选齿轮效率时精度要一致〕2、按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮(d1-小齿轮分度圆直径)〔1〕转矩T1〔即轴Ⅰ的输入功率,、值查表1-3各轴运动和动力参数汇总〕〔2〕载荷系数K由资料[Ⅰ]表10.11P192取K=1.1〔3〕齿数Z1和齿宽系数ψd小齿轮的齿数Z1＝28，那么大齿轮齿数Z2＝i2Z1〔i2为初次分配的齿轮传动比〕，取Z2＝4.0×28=112。实际传动比i齿＝4.0因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由资料[Ⅰ]表10-11P188选取ψd＝1。〔4〕许用接触应力由资料[Ⅰ]图10.24P288查得σHlim1=570MPaσHLim2=530MPa由资料[Ⅰ]表10.10P190查得SH＝1。由资料[Ⅰ]查图10.27P190得1.03，1.15。Mpa取与之中小值。Mpa故mmmm由资料[Ⅰ]表10-1P165取标准模数m＝2.5mm。3、主要尺寸计算经圆整后取b2=70mm。75mmmm4、按齿根弯曲疲劳强度校核〔1〕齿形系数YF查资料[Ⅰ]表10.13P195YF1=2.58YF2=2.18〔2〕应力修正系数YS查资料[Ⅰ]表10.14P95YS1=1.61Ys2=1.82〔3〕许用弯曲应力查资料[Ⅰ]图10.25cP189220MPa,180Mpa。查资料[Ⅰ]表10.10P190SF=1.3。查资料[Ⅰ]图10.26P190YNT1=1YNT2=1故<169.23(Mpa)<138.46(Mpa)齿根弯曲强度合格。5、验算齿轮的圆周速度v由资料[Ⅰ]表10-12P188可知，选8级精度是适宜的。6、齿轮传动的几何尺寸计算几何尺寸计算结果列于下表：长度单位：mm名称代号计算公式结果小齿轮大齿轮中心距a传动比i模数m由强度计算确定，并取标准值压力角α标准值齿数Z28112分度圆直径d70280齿顶园直径da75285齿根园直径df63.75273.75齿宽B75707、齿轮结构设计根据资料[Ⅰ]P185小齿轮采用齿轮轴，大齿轮采用腹板式齿轮。第三章轴的设计计算〔一〕Ⅰ轴的设计计算1、选择轴的材料，确定许用应力查资料[Ⅰ]表14.4P273选用45调质,强度极限σb=650Mpa查资料[Ⅰ]表14.1P272许用弯曲应力60MPa。2、按扭转强度估算Ⅰ轴轴径查资料[Ⅰ]表14.1P271C=107~118〔、值查表1-3各轴运动和动力参数汇总〕考虑轴上有一个键槽〔安装带轮〕，故增大3%～5%26.24~29.52mm取28mm(由资料[Ⅱ3、设计轴的结构设计并绘制结构草图由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装大带轮。〔1〕确定轴上零件的位置和固定方式〔2〕确定各轴段直径设齿轮轮毂与轮缘宽度一致，并考虑轴上零件的安装与拆卸。由资料[Ⅰ]表9-4P138大带轮宽度B=80mm，其轮毂取采用轴承型号6407〔其宽度B=25mm，内径d=35mm、外径D=〔3〕确定各轴段长度〔4〕绘制轴的结构草图〔仅供参考〕4、按弯扭合成强度校核轴径(略)〔二〕Ⅱ轴〔低速轴〕的设计计算1、选择轴的材料，确定许用应力查资料[Ⅰ]表14-1P22345调质217～255HBS强度极限σb=640Mpa查资料[Ⅰ]表14-1P22360MPa2、按扭转强度估算轴径查资料[Ⅰ]表14.1P274C〔、值查表1-3各轴运动和动力参数汇总〕考虑轴上有一个键槽〔安装联轴器〕，故将估算直径增大3%～5%，41.04～46.13取45mm。(由资料[Ⅱ]表9.1P147查取)3、设计轴的结构并绘制轴的结构草图由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联轴器。〔1〕确定轴上零件的位置和固定方式〔2〕确定各轴段直径设齿轮轮毂与轮缘宽度一致，并考虑轴上零件的安装与拆卸。采用轴承代号：6310〔B=27mm，内径d=50mm、外径D=110〔3〕确定各轴段长度〔4〕绘制轴的结构草图〔仅供参考〕4、按弯扭合成强度校核轴径(略)第四章其它零部件的选择计算(一)滚动轴承的选择和计算1、Ⅰ轴〔高速轴〕轴承选择计算〔1〕选择轴承型号由于Ⅰ轴上安装直齿轮，根据轴的结构，初步选用型号为6407轴承。〔2〕计算轴承载荷〔略〕〔3〕计算轴承担量动载荷P〔略〕〔4〕计算轴承寿命L10h〔略〕2、Ⅱ轴〔低速轴〕轴承寿命计算〔1〕选择轴承型号由于Ⅱ轴上安装直齿轮，根据轴的结构，初步选用型号为6310轴承。〔2〕计算轴承载荷〔略〕〔3〕计算轴承担量动载荷P〔略〕〔4〕计算轴承寿命L10h〔略〕(二)键的选择和强度校核1、键类型选择由于是安装齿轮、带轮与联轴器，考虑安装方便、对中性好，故采用普通平键。2、Ⅰ轴〔高速轴〕上键的选择计算〔1〕大带轮处键的选择计算①键的尺寸选择按轴径d=28mm〔Ⅰ轴上安装大带轮处的直径〕，轮毂长=80mm，查资料[Ⅱ]附表5.14P1选A型普通平键。标记：键8×70GB/T1096②强度校核键材料用45钢，查资料[Ⅰ]表14-7P238，许用挤压应力〔σp〕=100～120Mpa键的工作长度l=70-8=62(mm)。为轴Ⅰ〔高速轴〕的输入转矩。挤压强度足够。(2)小齿轮处键的选择计算①键的尺寸选择〔如果小齿轮结构是齿轮轴，此处不需要〕按轴径d=mm〔Ⅰ轴上安装小齿轮处的直径〕，轮毂长=mm，查资料[Ⅱ]附表5.14P123选型普通平键。标记：②强度校核〔略〕3、Ⅱ轴〔高速轴〕上键的选择计算〔1〕联轴器处键的选择计算①键的尺寸选择(先进行联轴器型号的选择)按轴径d=45mm〔Ⅱ轴上安装联轴器处的直径〕，查资料[Ⅱ]附表5.141P123选B标记：键B14×80GB/T1096②强度校核键材料用45钢，查资料[Ⅰ]表14-7P238，许用挤压应力〔σp〕=100～120Mpa键的工作长度l=80-7=73mm〔为轴Ⅱ的输入转矩〕挤压强度足够 〔2〕大齿轮处键的选择计算①键的尺寸选择按轴径d=56mm〔Ⅱ轴上安装大齿轮处的直径〕，轮毂长=68mm，查资料[Ⅱ]附表5.14P123选A标记：键16×60GB/T1096②强度校核(略)〔三〕联轴器的选择和计算1、选择联轴器的类型由于是减速器的输出端，考虑安装时不易对中，应选择弹性联轴器。2、联轴器型号的选择①计算转矩TC〔为轴Ⅱ的输入转矩〕查资料[Ⅰ]表16-1P285工况系数K=1.5,那么联轴器计算转矩N.m查资料[Ⅱ]附表9.3P150,选用HL4，材料为钢，公称转距［Tm］＝1250Nm，许用转速［n］＝4000r/min，标记：HL4联轴器JB45×84〔四〕减速器的润滑1、润滑方式齿轮的的圆周速度1.1m/s齿轮润滑方式采用浸油润滑〔查看资料[Ⅰ]P193〕轴承：轴承润滑方式采用脂润滑〔查看资料[Ⅱ]P35〕参考文献：[1]陈立德.机械设计根底〔第二版〕[M].高等教育出版社，2004.7[2]陈立德.机械设计根底课程设计指导〔第三版〕[M].高等教育出版社，2000.8设计心得：毕业设计是机械专业学生毕业当中一个重要环节，通过了半个学年的毕业设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这