机械基础课程设计(一级圆柱齿轮减速器)【完美版】

1、机机械械设设计计基基础础课课程程设设计计 计计算算说说明明书书 设设计计题题目目 : : 一一级级圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器 院院 系系: : 电电子子信信息息工工程程学学系系 专专 业业: : 班班 级级: : 学学 号号: : 设设 计计 者者: : 指指导导老老师师 : : 成成 绩绩: : 2012 年年 6 月月 目 录 绪论绪论.2 一、一、初步设计初步设计.3 1.设计任务书.3 2.原始数据.3 3.传动系统方案的拟定.3 二、二、电动机的选择电动机的选择.3 1.电动机的容量选择.3 2.确定电动机转速.4 3.电动机型号的选定.4 三、三、计算传动装置的运动和动力参数计算

2、传动装置的运动和动力参数.6 1.计算总传动比.6 2.合理分配各级传动比.6 3.各轴转速、输入功率、输入转矩的计算.6 四、四、传动件设计计算传动件设计计算.7 1.带传动设计(普通 V 带).7 2.齿轮传动设计.9 五、五、轴的设计与校核轴的设计与校核.11 1.输入轴最小直径的设计和作用力计算.11 2.输入轴的结构设计与校核.12 3.输出轴最小直径的设计和作用力计算.14 4.输出轴的结构设计与校核.14 六、六、轴承、键、联轴器的选择与校核轴承、键、联轴器的选择与校核.17 1.轴承的选择与校核.17 2.键的选择计算与强度校核.18 3.联轴器的选择.18 七、七、齿轮的结构

3、设计齿轮的结构设计.19 八、八、减速器的润滑与密封减速器的润滑与密封.20 1.润滑的选择与确定.20 2.密封的选择与确定.20 九、九、箱体主要结构尺寸计算箱体主要结构尺寸计算.20 十、十、减速器附件的选择与设计减速器附件的选择与设计.21 总结总结.23 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 0 绪论 本论文主要内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、 规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和

4、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、规范、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。 机械设计基础课程设计

5、一级齿轮减速器 1 一、初步设计 1. 设计任务书 设计课题：带式运输机上的一级闭式圆柱齿轮减速器。 设计说明：1) 运输机连续单向运转，工作负荷平稳，空载起动。 2) 运输机滚筒效率为 0.96，滚动轴承（一对）效率 =0.98-0.99。 3) 工作寿命 10 年，每年 300 个工作日，每日工作 16 小时（大修期 3 年） 。 4) 电力驱动，三相交流电，电压 380/220V 5) 运输容许速度误差为 5%。 2. 原始数据 3. 传动系统方案的拟定 （一级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图） 二、电动机的选择 按照工作要求和条件，选用三相鼠笼异步电动机，Y 系列，额定电压

6、380V。 1. 电动机的容量选择 参数 编号 21 运输带拉力 F（N）1850 滚筒直径 D（mm）500 运输带速度 V（m/s） 2.00 D F V 1 2 3 2 4 5 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 2 电动机所需的工作功率为 kW P P a w d 工作机所需工作功率为 kW Fv Pw 1000 因此 kW Fv P a d 1000 由电动机至运输带的传动总效率为 543 3 21 a 式中：分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率。 54321 、 取，(滚子轴承)，(齿轮精度 8 级，不包括轴承效率)，96 . 0 1 98. 0 2 97 . 0

7、3 (齿轮联轴器)，则99 . 0 4 96 . 0 5 83 . 0 96 . 0 99 . 0 97 . 0 98 . 0 96 . 0 3 a 所以 kW Fv P a d 5 . 4 83 . 0 1000 00 . 2 1850 1000 2. 确定电动机转速 滚筒轴工作转速为 min/39.76 500 00 . 2 100060100060 r D v n 取 V 带传动的传动比，一级圆柱齿轮减速器传动比，则总传动比合理42 1 i63 2 i 范围为，故电动机转速的可选范围为246 a i min/36.183334.45839.76)246( rnin ad 3. 电动机型号

8、的选定 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案， 如下表一： 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、传动比，可见第 2 方案比较适合。因此选 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 3 定电动机型号为 Y132M2-6，其主要性能如下表二： 表一： 表二： 起动转 矩 起动电流 最大转 矩额定 功率 额定 电流 转速 效 率 功率 因数额定转 矩 额定电流 额定转 矩 重 量型号 kWAr/min% cos 倍倍倍kg Y132M2-65.512.696085.30.82.06.52.285 电动机转速 r/min 方案电动机型号 额定功率 kW ed P 同步

9、 转速 满载 转速 电动机 重 量 N 总传动比 1Y132S-45.5150014406818.85 2Y132M2-65.510009608512.57 3Y160M2-85.57507201159.43 中心 高H 外形尺寸 ADADACL)2/( 底脚安装 尺寸 BA 地脚螺栓孔 直径 K 轴伸 尺寸 ED 装键部位 尺寸 GDF 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 4 电动机主要外形和安装尺寸列于下表： (mm) 三、计算传动装置的运动和动力参数 由电动机的型号 Y132M2-6，满载转速min/960rnm 1. 计算总传动比 总传动比 57.12 39.76 960 n n i

10、m a 2. 合理分配各级传动比 由式 iiia 0 式中分别为带传动和减速器（齿轮）的传动比。ii 、 0 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取，则减速器传动比为：8 . 2 0 i 49 . 4 8 . 2 57.12 0 i i i a 3. 各轴转速、输入功率、输入转矩的计算 132515 345 315216 1781238 8010 41 D F V 1 2 3 2 4 5 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 5 各轴转速 轴 min/86.342 8 . 2 960 0 r i n n m 轴 min/36.76 8 . 249 . 4 960 101 r ii n i n

11、n m 滚筒轴 min/36.76rnn 各轴输入功率 轴 kWPPP dd 32 . 4 96 . 0 5 . 4 101 轴 WPPPk11 . 4 97 . 0 98 . 0 32 . 4 3212 滚筒轴 kWPPP99 . 3 99 . 0 98 . 0 11 . 4 4224 （）.98 . 0 为输入功率乘轴承效率轴的输出功率则分别 各轴输入转矩 电动机输出转矩 mN n P T m d d 77.44 960 5 . 4 95509550 轴 mNiTiTT d 34.12096 . 0 8 . 277.44 10010d 轴 mNiTiTT63.51397 . 0 98 .

12、0 49 . 4 34.120 321121 滚筒轴 m32.49899 . 0 98 . 0 63.513 42 NTT （）.98 . 0 承效率为各轴的输入转矩乘轴轴的输出转矩则分别 运动和动力参数设计结果整理于下表： 功率 P kW 转矩 T N m 轴名 输入输出输入输出 转速 n r/min 传动比 i 效率 电动机轴4.544.77960 轴4.324.23120.34117.93342.86 2.8 轴4.114.03513.63503.3676.364.49 滚筒轴3.993.91498.32488.3576.361.00 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 6 四、传动件设

13、计计算 1. 带传动设计(普通 V 带) ;8 . 2min,/960,5 . 4 1 irnkWP 工作寿命 10 年,每年 300 个工作日，每日工作 16 小时； 单向运转，工作负荷平稳，空载起动。 确定计算功率 c P 由教材 P218，表 13-8 查得工作情况系数,则2 . 1 A K kWPKP Ac 4 . 55 . 42 . 1 选择 V 带型号 根据，由教材 P219，图 13-15 选取 A 型。kWPc4 . 5min/960 1 rn 确定带轮基准直径 21 dd 、 由教材 P214，表 13-3，A 型 V 带带轮最小直径，又根据图 13-15 中 A 型带mmd

14、75 min 推荐的范围及下表三，取，从动轮基准直径 1 dmmd140 1 ，由表三，基准直径系列取。传动比mmidd3921408 . 2 12 mmd400 2 ，传动比误差为，故允许。86 . 2 140 400 1 2 2 1 d d n n i%5%1 . 2%100 8 . 2 8 . 286 . 2 表三：普通 V 带带轮基准直径系列（摘自 GB13575.192） 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 7 验算带的速度 sm nd v/04 . 7 100060 960140 100060 11 带速在范围内，合适。sm/255 确定中心距和 V 带基准长度a d L 由)(2

15、)(7 . 0 21021 ddadd 得1080)400140(2)400140(7 . 0378 0 a 则初取中心距mma420 0 初算 V 带的基准长度 0 2 12 2100 4 )( )( 2 2 a dd ddaL mm97.1764 4604 )140400( )400140( 2 4202 2 查教材 P212，表 13-2，对 A 型带选用mmLd1800 再计算实际中心距 ，取mm LL aa d 52.437 2 97.17641800 420 2 0 0 mma460 验算小带轮上包角 1 合适。 12061.147 3 . 57 460 140400 180 3

16、. 57180 12 1 a dd 确定 V 带根数 由，查教材 P214，表 13-3，A 型单根 V 带所能传递的基本min/960140 11 rnmmd， 额定功率,；查教材 P217，表 13-6，功率增量；查表 13-7，kWP42 . 1 0 kWP36 . 0 0 包角修正系数；查 13-2，带长修正系数91 . 0 K01. 1 L K 取根 3 . 3 01 . 1 91 . 0 36. 042. 1 4 . 5 000 L cc KKPP P P P z 4z 确定初拉力 0 F 由表 13-1，得mkgq/1 . 0 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 8 Nqv Kz

17、v P F c 13.18564 . 6 1 . 01 91 . 0 5 . 2 64 . 6 4 4 . 5500 1 5 . 2500 22 0 确定作用在轴上的压轴力 Q F NzFFQ23.1422 2 61.147 sin13.18542 2 sin2 1 0 带轮结构和尺寸 由 Y132M2-6 电动机知，其轴伸直径 d=38mm，长度 L=80mm。故小带轮轴孔直径 ，毂长应小于 80mm。mmd38 0 由机械设计手册，表 14.1-24 查得，小带轮结构为实心轮。 大带轮直径，选用轮辐式mmmmd350400 2 2. 齿轮传动设计 选择齿轮材料及确定许用应力 小齿轮选用号钢

18、(调质） ，齿面硬度为；45HBS286197 ,（表 11-1） 。MPa H 580 1lim MPa FE 450 大齿轮选用号钢（正火） ，齿面硬度为,45HBS217156 ，（表 11-1）MPa H 375 2lim MPa FE 320 由教材 P171，表 11-5，取，0 . 1 H S25 . 1 F S MPa SH H H 580 0 . 1 580 1lim 1 MPa SH H H 375 0 . 1 375 2lim 2 MPa SF FE F 360 25 . 1 450 1 1 MPa SF FE F 256 25 . 1 320 2 2 按齿面接触疲劳强度

19、设计 查教材 P169,表 11-3，取载荷系数；查教材 P175，表 11-6，宽度系数。1 . 1K0 . 1 d 小齿轮上的转矩 mm1028 . 1 0 . 320 23 . 4 1055 . 9 1055 . 9 56 1 6 1 N n P T 机械设计基础课程设计一级齿轮减速器 9 查教材 P171，表 11-4，取 0 . 162 E Z 小齿轮分度圆直径 mm ZZ u uKT d H HE d 369.57 580 5 . 2162 8 . 2 18 . 2 0 . 1 1028 . 1 1 . 1212 3 2 5 3 2 1 1 1 齿数取，则。故实际传动比（误差为 0

20、.2%9.6mm，D4=76mm,D5=96mm,D6=98mm。 2. 视孔和视孔盖 窥视孔用于检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况，并兼作注油孔，可向减速器 箱体内注入润滑油。 查手册，据 A=120mm，d4=8mm 则 A1=A+（56）d4, 取 A1=160mm，A2=（A+A1）/2=140mm；B1=箱体宽-（1520）=80mm， 则 B=B1-（56）d4=40mm，B2=（B+B1）/2=60mm； 取 R=8mm，h=4mm， =4mm。 3. 油标 用来指示箱内油面的高度，应设置在便于检查和油面较稳定处。查机械设计课程设 计油尺在减速器上安装，采用螺纹连接。油尺上两

21、条刻线的位置，分别对应最高和最低 油面。 据手册，选择 d=M12，d1=4mm，d2=12mm，d3=6mm,h=28mm,a=10mm,b=6mm,c=4mm,D=20mm,D1=16m m。 4. 放油孔和螺塞 为排了将减速器箱体内污油排放干净，应在油池的最低位置处设置放油孔，放油孔应 安装在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油。平时放油孔用螺塞堵住，并配有封油 垫圈。查机械设计课程设计，选择 d=M161.5 系列。 5. 启盖螺钉 为防止漏油，在箱座与箱盖接合面处涂有密封用的水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往 往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶 6. 定位销 对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体，为保证其各部分在加工及装配时能够 保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的