哈工大机械设计基础课程设计计算说明书.doc

机械设计基础课程设计计算说明书设计题目: 一级圆柱齿轮减速器 院 系: 电子信息工程学系专 业: 班 级: 学 号: 设计者: 指导老师: 成 绩: 2012年6月目录绪论2一、初步设计31.设计任务书32.原始数据33.传动系统方案的拟定3二、电动机的选择31.电动机的容量选择32.确定电动机转速43.电动机型号的选定4三、计算传动装置的运动和动力参数61.计算总传动比62.合理分配各级传动比63.各轴转速、输入功率、输入转矩的计算6四、传动件设计计算71.带传动设计(普通V带)72.齿轮传动设计9五、轴的设计与校核111.输入轴最小直径的设计和作用力计算112.输入轴的结构设计与校核123.输出轴最小直径的设计和作用力计算144.输出轴的结构设计与校核14六、轴承、键、联轴器的选择与校核171.轴承的选择与校核172.键的选择计算与强度校核183.联轴器的选择18七、齿轮的结构设计19八、减速器的润滑与密封201.润滑的选择与确定202.密封的选择与确定20九、箱体主要结构尺寸计算20十、减速器附件的选择与设计21总结23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。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380/220V5) 运输容许速度误差为5%。2. 原始数据参数编号21运输带拉力F（N）1900滚筒直径D（mm）500运输带速度V（m/s）0.75DFV3. 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380V。1. 电动机的容量选择电动机所需的工作功率为工作机所需工作功率为因此 由电动机至运输带的传动总效率为式中：分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率。取，(滚子轴承)，(齿轮精度8级，不包括轴承效率)，(齿轮联轴器)，则所以 2. 确定电动机转速滚筒轴工作转速为取V带传动的传动比，一级圆柱齿轮减速器传动比，则总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围为3. 电动机型号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。因此选定电动机型号为Y132M2-6，其主要性能如下表二：表一：方案电动机型号额定功率 kW电动机转速r/min电动机重 量N总传动比同步转速满载转速1Y132S-45.5150014406818.852Y132M2-65.510009608512.573Y160M2-85.57507201159.43表二：型号额定功率额定电流转速效率功率因数起动转矩起动电流最大转矩重量额定转矩额定电流额定转矩kWAr/min%倍倍倍kgY132M2-65.512.696085.30.82.06.52.285中心高外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸132515 345 315216 1781238 8010 41电动机主要外形和安装尺寸列于下表：(mm)DFV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1. 计算总传动比总传动比2. 合理分配各级传动比由式式中分别为带传动和减速器（齿轮）的传动比。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：3. 各轴转速、输入功率、输入转矩的计算各轴转速轴 轴 滚筒轴 各轴输入功率轴 轴 滚筒轴 （）各轴输入转矩 电动机输出转矩轴 轴 滚筒轴 （）运动和动力参数设计结果整理于下表：轴名功率PkW转矩TNm转速nr/min传动比效率输入输出输入输出电动机轴4.544.779602.8轴4.324.23120.34117.93342.86轴4.114.03513.63503.3676.364.49滚筒轴3.993.91498.32488.3576.361.00四、 传动件设计计算1. 带传动设计(普通V带);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。确定计算功率由教材P218，表13-8 查得工作情况系数,则选择V带型号根据，由教材P219，图13-15选取A型。确定带轮基准直径由教材P214，表13-3，A型V带带轮最小直径，又根据图13-15中A型带推荐的范围及下表三，取，从动轮基准直径，由表三，基准直径系列取。传动比，传动比误差为，故允许。表三：普通V带带轮基准直径系列（摘自GB13575.192）验算带的速度带速在范围内，合适。确定中心距和V带基准长度由得则初取中心距初算V带的基准长度查教材P212，表13-2，对A型带选用再计算实际中心距，取验算小带轮上包角 合适。确定V带根数由，查教材P214，表13-3，A型单根V带所能传递的基本额定功率,；查教材P217，表13-6，功率增量；查表13-7，包角修正系数；查13-2，带长修正系数 取根确定初拉力由表13-1，得确定作用在轴上的压轴力带轮结构和尺寸由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。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(调质），齿面硬度为；,（表11-1）。大齿轮选用号钢（正火），齿面硬度为,，（表11-1）由教材P171，表11-5，取，按齿面接触疲劳强度设计查教材P169,表11-3，取载荷系数；查教材P175，表11-6，宽度系数。小齿轮上的转矩查教材P171，表11-4，取小齿轮分度圆直径齿数取，则。故实际传动比（误差为0.2%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=16mm。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加工精度及安装精度。定位销直径 d=（0.70.8） d2，故取 d=8mm。7. 轴承盖螺钉轴承盖螺钉，轴承盖旁连接螺栓，箱体与箱盖连接螺栓：用作 定位销：安装连接用，据手册，表 14-10 等可查得。d=8mm总结通过课程设计，使自己对所学机械的各门课程进一步加深了理解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续学习和实践。本设计由于时间紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，若想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨。但作为一次练习，确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到机械、电气等多方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、电动机的选用等方面的认识和应用能力。总之，本次设计让我受益非浅，各方面的能力得到了一定的提高。参考文献：1机械设计手册编委会机械设计手册.齿轮传动M第4版. 北京：机械工业出版社，2007.32机械设计手册编委会机械设计手册.带传动和链传动M第4版. 北京：机械工业出版社，2007.23机械设计手册编委会机械设计手册.滚动轴承M第4版. 北京：机械工业出版社，2007.34 杨可桢，程光蕴，李仲生机械设计基础M第五版. 北京：高等教育出版社，2006.55 龚溎义机械设计课程设计指导书M第二版. 北京：高等教育出版社，1990.46 龚溎义机械设计课程设计图册M第三版. 北京：高等教育出版社，1989.57 卜炎机械传动装置设计手册M第一版. 北京：机械工业出版社，1998.12