机械基础课程设计设计一个用于带式运输机传动系统的单级直齿圆柱齿轮减速器.doc

机械设计基础课程设计目录设计任务书3一、前言（一）设计目的4（二）传动方案的分析与拟定41. 传动系统的作用与传动方案的特点52. 传动方案的分析与拟定53. 电动机的选择54. 计算传动装置的总传动比，并分配各级传动比65. 传动装置的运动和动力参数计算6二、传动零件的设计计算71.减速器外部零件的设计计算普通V形带传动7 2.减速器内部零件的设计计算直齿圆柱齿轮103.轴的的设计计算及校核124.选择联轴器185.滚动轴承的选择及校核186.键连接的选择197.箱体箱盖主要尺寸计算198.轴承端盖主要尺寸计算199.减速器的附件的设计20三、减速器测绘与结构分析201. 拆卸减速器202. 分析装配方案203. 分析各零件作用、结构及类型214. 减速器装配草图设计215. 完成减速器装配草图226. 绘制过程237. 完成装配图238. 零件图设计24四、 设计小结25五、箱体主要参数附表26六、参考文献27设计任务书目的：设计一个用于带式运输机传动系统的单级直齿圆柱齿轮减速器。工作条件：运输机连续单向工作，一班工作制，载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与滚筒摩擦阻力影响已经在F中考虑）。使用期限：10年。生产批量：20台。生产条件：中等规模机械厂，可加工78级齿轮与蜗轮。动力来源：电力，三相交流380/220V题目数据：组号4运输带工作拉力F（KN）1.5运输带速度V（m/s）1.9卷筒直径D（mm）500运输带允许速度误差为5%设计任务要求：1. 减速器装配图纸一张（号图纸） 一张2. 轴、齿轮零件图纸各一张（号图纸） 两张3. 设计说明书 一份一、前言(一) 设计目的： 通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。(二)传动方案拟定1、传动系统的作用及传动方案的特点：机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。2、传动方案的分析与拟定1、工作条件：使用年限10年，工作为一班工作制，载荷平稳，室内工作。、原始数据：滚筒圆周力F=1500N；带速V=1.9m/s；滚筒直径D=500mm；方案拟定：采用链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。1.电动机 2.V带传动 3.齿轮传动4.链传动5.轴承 6.卷筒3.电动机的选择（1）电动机类型的选择根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。2）电动机功率的选择工作机所需有效功为：PW=FV=1500*1.9=2.85kW确定电动机作机的总效率：设、分别为齿轮、链，齿轮，轴承的效率1=0.97、2=0.96、3=0.97、4=0.98，电动机的工作总效率为：=1*2*2*3*4=0.97*0.96*0.98*0.98*0.96=0.859动机所需功率为Pd=Pw/=2.85、0.859=3.318kW由表12-17选取电动机的额定功率为Ped=3.7kw（3）电动机转速的选择:根据已计算出工作机滚筒的转速为nw=60*v*1000/3.14*D=60*1.9*1000/3.14*500=72.6r/min电机转速范围：nd=(820)nw=(820)*102=8162040则由机械设计手册表12-1可选取YC132M1-4型号电动机，所以，电动机的额定功率：Ped=3.7kW,nm=1450r/min4、计算传动装置的总传动比，并分配各级传动比(1)总传动比：i=nm/nw=145072.6=19.97(在20以内)（2）分配各级传动比：第一级为带传动，选取i1=2.3第二级为齿轮传动，选取i2=2.99第三级为链传动，选取=3.0一般减速器的传动比分配时圆柱齿轮的传动比满足i1=（1.31.5）i2以上传动比的分配都满足条件，i=i1*i2*i3 =2.3*2.99*3.0=20.6i-i总/i=(20.6-19.97)/20.6=3.06%,取 =8mmL4= +12=20mmL5=b2=34mmd5=d4+5=50mmL7=L4=20mmd7=d4=45mm小齿轮的L4+L5+L6+L7与大齿轮的L4+L5+L6+L7相等所以L6=24mmd6=d5+5=55mm 轴承寿命的校核计算 远大于十年工作寿命，故轴承使用寿命足够、合格。用同样的方法对大轮轴承进行校核,易知大轴承安全可靠.满足使用要求。 (六)、键连接的选择1、输入轴与带轮联接采用平键联接键的类型及其尺寸选择带轮传动要求与轴的对中性良好，查手册，故选择A型平键联接。根据轴径 ，查手册得：选用系列的键，查得：键宽，键高，键长。2、输出轴与齿轮联接用普通平键联接选取方法同1，选用A型平键，根据轴径 ，查手册得：选用系列的键，查得：键宽，键高，键长。3、输出轴与联轴器联接采用平键联接选取方法同1，选用A型平键，根据轴径 ，查手册得：选用系列的键，查得：键宽，键高，键长。 (七)、箱体、箱盖主要尺寸计算箱体采用水平剖分式结构，采用灰铸铁铸造而成。箱体主要尺寸计算参看唐曾宝编著的机械设计课程设计（第二版）的表，详细数据参见设计书页附表。(八)、轴承端盖主要尺寸计算轴承端盖： 参看唐曾宝编著的机械设计课程设计（第二版）的表。(九)、减速器的附件的设计1、油标尺：，,，。2、通气器考虑到设计任务书中要求是工作环境有粉尘，故选用有滤网的通气帽，,详细尺寸见课本页。3、螺塞M181.5：JB/ZQ4450-86d1DesLhbb1c15.82824.2212715331.0三、减速器测绘与结构分析(一)拆卸减速器按拆卸的顺序给所有零、部件编号，并登记名称和数量，然后分类、分组保管，避免产生混乱和丢失；拆卸时避免随意敲打造成破坏，并防止碰伤、变形等，以使再装配时仍能保证减速器正常运转。拆卸顺序：、拆卸观察孔盖。、拆卸箱体与箱盖联连螺栓，起出定位销钉，然后拧动起盖螺钉，卸下箱盖。、拆卸各轴两边的轴承盖、端盖。、一边转动轴顺着轴旋转方向将高速轴轴系拆下，再用橡胶榔头轻敲轴将低、中速轴系拆卸下来。、最后拆卸其它附件如油标、放油螺塞等。(二)、分析装配方案按照先拆后装的原则将原来拆卸下来的零件按编好的顺序返装回去。、检查箱体内有无零件及其他杂物留在箱体内后，擦净箱体内部。将各传动轴部件装入箱体内；、将嵌入式端盖装入轴承压槽内，并用调整垫圈调整好轴承的工作间隙。、将箱内各零件，用棉纱擦净，并塗上机油防锈。再用手转动高速轴，观察有无零件干涉。经检查无误后，合上箱盖。、松开起盖螺钉，装上定位销，并打紧。装上螺栓、螺母用手逐一拧紧后，再用扳手分多次均匀拧紧。、装好轴承小盖，观察所有附件是否都装好。用棉纱擦净减速器外部，放回原处，摆放整齐。（三）、分析各零件作用、结构及类型：（1）主要零部件：、轴：主要功用是直接支承回转零件，以实现回转运动并传递动力。高速轴属于齿轮轴；低速轴为转轴、属阶梯轴。、轴承：用来支承轴或轴上回转零件、保持轴的旋转精度、减小磨擦和磨损。、齿轮：用来传递任意轴间的运动和动力，在此起传动及减速作用，都为直齿圆柱齿轮。（2）、附件：、窥视孔：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。、通气器：使箱体内受热膨胀的气体自由排出，以保持箱体内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏。、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加工精度及安装精度。、启盖螺钉：由于装配减速器时在箱体剖分面上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起。、放油孔及放油螺塞：为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部，在箱座油池的最低处设置放油孔，箱体内底面做成斜面，向放油孔方向倾斜12使油易于流出。（四）、减速器装配草图设计（1）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。（2）设计内容进行轴的设计，确定轴承的型号、轴的支点距离和作用在轴上零件的力的作用点，进行轴的强度和轴承寿命计算，完成轴系零件的结构设计以及减速器箱体的结构设计。（3）初绘减速器装配草图主要绘制减速器的俯视图和部分主视图：1、画出传动零件的中心线；2、画出齿轮的轮廓；3、画出箱体的内壁线；4、确定轴承座孔宽度，画出轴承座的外端线； 5、轴的结构设计（径向尺寸、轴向尺寸）；6、画出轴、滚动轴承和轴承盖的外廓。（六）、完成减速器装配草图（1）、视图布局：、选择个基本视图，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。、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，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、减速器的润滑、试验、包装运输要求。、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、减速器的润滑、试验、包装运输要求。（七）、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。（2）、润滑与密封、润滑： 齿轮采用浸油润滑。参考1。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。参考。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）、减速器的箱体和附件：、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。材料为：HT200。、附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。（八）、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。（九）、零件图设计a、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，是制造和检验零件的依据。b、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；侧视图只画出局部视图。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、表面粗糙度标注（1）、轴：查表轴加工表面粗糙度Ra荐用值。、与传动件及联轴器等轮毂相配合的表面取1.6。、与滚动轴承相配合的表面，轴承内径取1.0.、与传动件及联轴器相配合的轴肩端面取3.2。、平键键槽工作面取3.2，非工作面取6.3。、与滚动轴承相配合的轴肩端面，的取2.0.（2）、齿轮：查3P117表8-3齿轮表面粗糙度Ra荐用值。、齿轮工作面、齿顶圆、与轴肩配合的端面取3.2。、轴孔取1.6。、平键键槽取3.2（工作面）；12.5（非工作面）4、合理标注形状和位置公差（1）、轴：取公差等级为6级，推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。（2）、齿轮：取公差等级为7级，推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。5、技术要求轴：1、调质处理，硬度为； 2、圆角半径为。齿轮：1、调质处理，硬度为。四. 设计小结 机械设计课程设计是我们材料类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。(1) 通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。（4）经过两周的辛苦和努力，终于完成了各位老师布置的任务，自己也这个紧张而充实的过程中，收获了很多，不单单体现在课本知识上，更懂得了在困难面前要敢于克服，否则只会阻碍自己前进的脚步。还有画图过程中，学生谨记老师们的教诲，“只有按时完成，先紧后松，才能把任务完成得更好更轻松”。所以学生在上周末已经完成所有装配图和零件图，然后有更多的时间去深入钻研各个细节，询问老师们的意见和建议。谢谢各位老师！谢谢！五、箱体主要参数附表：名称符号尺寸（）箱座座壁厚10箱盖壁厚8机座凸缘厚度15机盖凸缘厚度12机座底凸缘厚度25地脚螺钉直径16地脚螺钉数目4轴承旁联结螺栓直径12机盖与机座联接螺栓直径9轴承端盖螺钉直径8窥视孔盖螺钉直径6定位销直径7凸缘尺寸20，16底座凸缘尺寸25，23轴承旁凸台半径，高度8，35大齿轮顶圆与内机壁距离15齿轮端面与内机壁距离 10机盖、机座肋厚10， 8轴承端盖外径.120，130参 考 文 献1 唐增宝，何永然，刘安俊 主编. 机械设计课程设计，第二版.武汉:华中科技大学出版社,1999.32汪信远 主编.机械设计基础，第三版.北京:高等教育出版社,2002.73唐克中，朱同均 主编.画法几何及工程制图，第三版. 北京:高等教育出版社,2002.84 范钦珊 主编.工程力学，第二版. 高等教育出版社，2007.7 PW=2.85kW=0.859Pd=3.318kWPed=3.7kwnw=1450r/mi i =19.97i1=2.3i2=2.99n1=1450r/min n2=72.6r/min T1=27.92Nm T2=382NmKA=1.1 Pc=3.64kW )*