一级减速器优秀课程设计.doc

目录第一部分 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、该方案优缺点3第二部分 电动机选择3一、原动机选择3二、 电动机外型尺寸（mm）4第三部分 计算减速器总传动比及分配各级传动比5一、减速器总传动比5二、减速器各级传动比分配 5第四部分 V带设计5一、外传动带选为一般V带传动5二、确定带轮结构尺寸，给制带轮零件图7第五部分 各齿轮设计计算8一、齿轮设计步骤8二、 确定齿轮结构尺寸，给制齿轮零件图10第六部分 轴设计计算及校核计算10一、从动轴设计10二、主动轴设计15第七部分 滚动轴承选择及校核计算19一、从动轴上轴承19二、主动轴上轴承19第八部分 键联接选择及校核计算20一、依据轴径尺寸，选择键20二、键强度校核20第九部分 减速器箱体、箱盖及附件设计计算21一、减速器附件选择21二、箱体关键尺寸21第十部分 润滑和密封23一、减速器润滑23二、减速器密封23第十一部分 参考资料目录24第十二部分 设计小结24 第一部分 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（简图以下）数据编号12345678 运输机工作转矩T(Nm)800600750600500700650700运输机带速V(m/s)1.41.41.51.51.61.61.71.7卷筒直径D/mm300300300300300300300300原始数据：工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动， 两班制工作（16小时/天）， 5年大修，运输速度许可误差为。课程设计内容1）传动装置总体设计。2）传动件及支承设计计算。3）减速器装配图及零件工作图。4）设计计算说明书编写。 每个学生应完成：1） 部件装配图一张（A0）。2） 零件工作图两张（A3）3） 设计说明书一份（6000-8000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） 方案简图以下：二、该方案优缺点 该工作机有轻微振动，因为V带有缓冲吸振能力，采取V带传动能减小振动带来影响，而且该工作机属于中小功率、载荷改变不大，能够采取V带这种简单结构，而且价格廉价，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器为一级圆柱齿轮减速器，原动机部分为Y系列三相交流异步电动机，减速器低速轴和工作机轴连接用联轴器选择凸缘联轴器，滚动轴承选择深沟球轴承等。 总体来讲，该传动方案满足工作机性能要求，适应工作条件、工作可靠，另外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 第二部分 电动机选择一、原动机选择选择Y系列三相交流异步电动机，同时转速1500r/min，满载转速1460r/min。 传动装置总效率： =0.97 （见课程设计手册，表1-7） 为轴轴承效率 为齿轮传动效率 为轴轴承效率 为联轴器效率 为卷筒效率 电动机输出功率： 其中 PW 为工作机（即输送带）所需功率 （卷筒转速）工作机效率 =0.96 （见课程设计手册，表1-7） 取 选择电动机为Y160M-4型 （见课程设计手册，表12-1） 技术数据：额定功率（） 11 满载转矩（） 1460 额定转矩（） 2.2 最大转矩（） 2.3 Y132S-4二、 电动机外型尺寸（mm）A：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，表12-4）第三部分 计算减速器总传动比及分配各级传动比 一、减速器总传动比 （见课程设计手册，表13-2） 二、减速器各级传动比分配 初定： （带传动） （单级减速器）第四部分 V带设计 一、外传动带选为一般V带传动 （1） 确定计算功率：查表13-8得，故 （2）选带型号依据 kW,由图13-15查此坐标点在窄V带选型区域处，所以选择窄V带SPZ型。 （3）确定大、小带轮基准直径 参考图13-16及表13-9选择小带轮直径 （电机中心高符合要求） 从动带轮直径 ，取 （4）验算带速带速在525 m/s范围内，适宜 （5）从动轮带速及传动比 ， （6）确定V带基准长度和中心距 初步选择中心距 所以 取 由式（13-2）得带长查表13-2，对SPZ型带选择：（7) 验算小带轮包角由式（13-1）得 适宜 （8）确定SPZ型窄V带根数Z由式（13-15）得 查表13-4知单根SPZ带基础额定功率查表13-6知单根SPZ带基础额定功率增量式由查表13-7用线性插值法求得查表13-2得，由此可得 ,取4根 （9）求作用在带轮轴上压力查表13-1得q=0.07kg/m,故由式13-17得单根V带初拉力作用在轴上压力二、确定带轮结构尺寸，给制带轮零件图 小带轮基准直径采取实心式结构。大带轮基准直径采取轮辐式结构大带轮简图以下：第五部分 各齿轮设计计算一、齿轮设计步骤选择直齿圆柱齿轮，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀。（1）选择材料及确定许用应力 小齿轮采取40MnB调质,齿面硬度为241286HBS,(表11-1),大齿轮用ZG35SiMn调质，齿面硬度为241269HBS， ， (表11-1)，由表11-5，取 （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 （表11-6）小齿轮上转矩 取(表11-4） 齿数取模数 齿宽 按表4-1取m=3mm,实际中心距 (3) 验算轮齿弯曲强度齿形系数 由式（11-5） （4）齿轮圆周速度 对照表11-2可知选择8级精度是适宜。总结: 直齿圆柱齿轮 二、 确定齿轮结构尺寸，给制齿轮零件图 大齿轮示意图第六部分 轴设计计算及校核计算一、从动轴设计 1、选择轴材料 确定许用应力 选轴材料为45号钢，调质处理。查表14-1知 2、按扭转强度估算轴最小直径 单级齿轮减速器低速轴为转轴，输出端和联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：按扭转强度初估轴直径,查表14-2得c=118107,取c=112则: 从动轴： 考虑键槽影响和联轴器孔径系列标准， 3、轴结构设计 轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件尺寸和轴上零件固定方法，按百分比绘制轴系结构草图1）、联轴器选择 可采取弹性柱销联轴器，查2表9.4可得联轴器型号为 :GY7凸缘联轴器 GB/T 5843-2）、确定轴上零件位置和固定方法 单级减速器中，能够将齿轮安排在箱体中央，轴承对称部署 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，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，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配合分别实现轴向定位和周向定位。 3）确定各段轴直径 将估算轴d=55mm作为外伸端直径d1和联轴器相配（图）， 考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=60mm齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便和零件固定要求，装轴承处d3应大于d2，取d3=65mm，为便于齿轮装拆和齿轮配合处轴径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，满足齿轮定位同时,还应满足左侧轴承安装要求,依据选定轴承型号确定.右端轴承型号和左端轴承相同,取 4)选择轴承型号.由 表16-2及表16-4初选深沟球轴承,代号为6213,查机械设计手册可得:轴承宽度B=23，安装尺寸,选轴肩直径d5=78mm. 5）确定各段轴长度段：d1=55mm 长度取L1=100mmII段:d2=86mm 长度取 III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择6213深沟球轴承，其内径为65mm,宽度为23mm，取轴肩挡圈长为10mmL3=5+10+11.5+11.5=38mm段直径d4=70mm，此段安装从动齿轮，由上面设计从动齿轮齿宽b=90mm,段直径d5=78mm. 长度L5=12mm段直径，长度24mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距（11.5+12+45）2=137mm 4、轴强度校核按弯矩复合强度计算 从动齿轮分度圆直径1)绘制轴受力简图（图a） 齿轮所受转矩 作用在齿轮上圆周力：Ft=2T/d= 径向力：Fr=Fttan200=4978tan200 =1812N 该轴两轴承对称，所以2)求垂直面支承反力求水平面支承反力3) 由两边对称，知截面C弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAy L/2=90668.5=62Nm截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZ L/2=248968.5=170.5Nm4) 绘制垂直面弯矩图（图b） 绘制水平面弯矩图（图c）5) 绘制合弯矩图 （图d）MC=(MC12+MC22)1/2=（622+170.52)1/2=181.4Nm6) 绘制扭矩图 （图e）转矩：T=9550（P/n）=896Nm7)绘制当量弯矩图 （图f）截面c处最危险，如认为轴扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，截面C处当量弯矩：Mec=MC2+(T)21/2=181.42+(0.6896)21/2=567.4Nm8）校核危险截面C强度轴材料选择45钢，调制处理，由表14-1查得，由表14-3查得，则 该轴强度足够。图a-f 以下图：二、主动轴设计 1、选择轴材料 确定许用应力 选轴材料为45号钢，调质处理。查表14-1知2、按扭转强度估算轴最小直径初估轴径，按扭转强度初估轴直径,查表14-2得c=118107,取c=112则 主动轴：考虑到键槽对轴减弱，取 3、轴结构设计 轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件尺寸和轴上零件固定方法，按百分比绘制轴系结构草图，草图类似从动轴。确定轴上零件位置和固定方法 单级减速器中，能够将齿轮安排在箱体中央，轴承对称部署 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，靠过盈配合实现周向固定 ，轴经过两端轴承盖实现轴向定位。4 确定轴各段直径初选择6209深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm。 将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1,取第二段直径为d2=40mm齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便和零件固定要求，装轴承处d3应大于d2，取d3=45mm，为便于齿轮装拆和齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=50mm。齿轮右端用用套筒固定,左端用轴肩定位,轴肩直径，满足齿轮定位同时,还应满足左侧轴承安装要求,依据选定轴承型号确定.右端轴承型号和左端轴承相同,取d6=45mm.选择轴承型号.由 表16-2及表16-4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,选轴肩直径d5=58mm.5 确定各段轴长度段：d1=35mm 长度取L1=75mmII段:d2=40mm 长度取 III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择6209深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm，取轴肩挡圈长为10mmL3=5+24+19=48mm段直径d4=50mm，此段安装主动齿轮，由上面设计从动齿轮齿宽b=95mm,段直径d5=58mm. 长度L5=10mm段直径，长度10+20=30mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 6 轴强度校核按弯矩复合强度计算1)绘制轴受力简图（图a） 齿轮所受转矩：T=9550P/n=955010.4544/429=232.5 作用在齿轮上圆周力：Ft=2T/d= 径向力：Fr=Fttan200=5167tan200 =1881N 该轴两轴承对称，所以2)求垂直面支承反力求水平面支承反力3）由两边对称，知截面C弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAy L/2=940.57710-3=72.4Nm截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZ L/2=2583.57710-3=199Nm4）绘制垂直面弯矩图（图b） 绘制水平面弯矩图（图c）5) 绘制合弯矩图 （图d）MC=(MC12+MC22)1/2=（72.42+1992)1/2=212Nm6）绘制扭矩图 （图e）转矩：T=9550（P/n）=232.5Nm7)绘制当量弯矩图 （图f）截面c处最危险，如认为轴扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，截面C处当量弯矩：Mec=MC2+(T)21/2=2122+(0.6232.5)21/2=254Nm8）校核危险截面C强度轴材料选择45钢，调制处理，由表14-1查得，由表14-3查得，则 图a-f 类似从动轴，此图省略。第七部分 滚动轴承选择及校核计算一、从动轴上轴承 由初选轴承型号为: 6213,查表6-1（课程设计手册）可知:d=65mm,外径=120mm,宽度B=23mm,基础额定动载荷， 基础额定静载荷 极限转速6300r/min依据设计条件要求，轴承估计寿命为Lh=530016=24000h 轴承基础额定动载荷为,所以因为，所以，故所选轴承适用二、主动轴上轴承 由初选轴承型号为: 6209,查表6-1（课程设计手册）可知:d=45mm,外径=85mm,宽度B=19mm,基础额定动载荷， 基础额定静载荷 极限转速9000r/min依据设计条件要求，轴承估计寿命为Lh=530016=24000h 轴承基础额定动载荷为深沟球轴承只考虑径向载荷,则当量动载荷,所以因为，所以，故所选轴承适用 第八部分 键联接选择及校核计算一、依据轴径尺寸，选择键键1，主动轴和V带轮连接键为：GB/T1096 键10863键2，主动轴和小齿轮连接键为：GB/T1096 键14970键3，从动轴和大齿轮连接键为：GB/T1096 键201270 键4，从动轴和联轴器连接键为：GB/T1096 键161080 查课程设计（表4-1） 二、键强度校核键1，GB/T1096 键10863 工作长度挤压强度 键2，GB/T1096 键14970 工作长度挤压强度 键3，GB/T1096 键161070 工作长度 挤压强度 键4，GB/T1096 键161080 工作长度挤压强度 第九部分 减速器箱体、箱盖及附件设计计算一、减速器附件选择 通气器：因为在室内使用，选通气器（一次过滤），采取M121.5油面指示器：选择游标尺M12起吊装置：采取箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞：选择外六角油塞及垫片M121.5依据机械设计基础课程设计表11-1选择合适型号： 起盖螺钉型号：GB/T5782- M1245,材料5.8 高速轴轴承盖上螺钉：GB578386 M825,材料5.8低速轴轴承盖上螺钉：GB5782- M825,材料5.8 螺栓：GB5782 M16120，材料5.8二、箱体关键尺寸(1)箱座壁厚：=0.025a+1=0.025225+1= 6.625 mm 取=10mms (2)箱盖壁厚：=0.02a+1=0.02225+1= 5.5mm 取=10mm(3)箱盖凸缘厚度：b1=1.5=1.510=15mm(4)箱座凸缘厚度：b=1.5=1.510=15mm(5)箱座底凸缘厚度：b2=2.5=2.510=25mm(6)地脚螺钉直径：df =0.036a+12=0.036225+12=20.1mm 取df =20mm(7)地脚螺钉数目：n=4 (因为a250) (8)轴承旁连接螺栓直径：d1= 0.75df =0.7520= 15mm 取 d1=16mm (9) 盖和座连接螺栓直径： d2=(0.5-0.6)df =1012mm 取d2= 12mm (10)连接螺栓d2间距：L=150200mm(11)轴承端盖螺钉直径：d3=(0.4-0.5)df=810mm取d3= 8mm (12)检验孔盖螺钉直径：d4=(0.3-0.4)df=68mm取d4=8mm (13)定位销直径：d=(0.7-0.8)d2=8.49.6mm取d=8mm (14) df 、d1 、d2至外箱壁距离C1=26mm (15) df、d2至外箱壁距离C2=24mm（16）轴承旁凸台半径R1=C2=24mm(17)凸台高度：依据低速级轴承座外径确定，方便于扳手操作为准(18)外箱壁至轴承座端面距离：C1C2510=58mm(19)铸造过分尺寸 (20)大齿轮顶圆和内箱壁间距离：(21)齿轮端面和内箱壁间距离 (22)箱盖、箱座肋厚：(23)轴承端盖外径为2=Dd3 ,D-轴承外径 小轴承端盖D2=135mm,大轴承端盖D2=170mm(24) 轴承旁连接螺栓距离S：取S=225mm.第十部分 润滑和密封一、减速器润滑1.齿轮润滑采取浸油润滑，因为为单级圆柱齿轮减速器，速度12m/s，当 m20 时，浸油深度h约为1个齿高，但大于10mm，所以浸油高度约为36mm。 2.滚动轴承润滑因为轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。3.润滑油选择齿轮和轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选择GB443-1989全损耗系统用油L-AN15润滑油。二、减速器密封选择凸缘式端盖易于调整，采取闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位轴承外径决定。 第十一部分 参考资料目录1机械设计基础课程设计手册，高等教育出版社，吴宗泽、罗圣国主编，5月第3版；2 机械设计基础，高等教育出版社，杨可桢、程光蕴、李仲生 主编， 5月第5版3 机械制图，高等教育出版社，何铭新、钱可强 主编，1月第5版 第十二部分 设计小结课程设计体会此次课程设计需要一丝不苟态度，而且需要刻苦耐劳，努力钻研精神。在老师部署这次课程设计并拿出上届同学设计结果时，感觉困难重重，难以在一个星期内完成，为了按时完成设计，我提前一个多星期开始设计。课程设计过程中出现很多问题，几乎全部是因为过去所学知识不牢靠，很多计算方法、公式全部忘了，我不停翻资料、查书，和同学们相互探讨。即使过程很辛劳，有时还会有放弃念头，但一直坚持下来，完成了设计，学到了很多知识，同时补回了很多以前没学好知识，巩固了这些知识，而且提升了利用计算机相关软件能力，如Office、Autocad等。