一级减速器..doc

一级减速器.安徽文达信息工程学院机械设计课程设计说明书目录一、课程设计任务书-2二、传动装置总体设计方案-3三、电动机的选择-4四、确定传动装置的总传动比和分配传动比-5五、带轮设计-7六、传动零件齿轮的设计计算-9七、传动轴的设计-12八、键的设计和计算-14九、轴承的选择及寿命计算-15十、箱体设计：-16十一、润滑设计-19十二、附件设计-19十三、设计小结-20十四、参考文献-21一、课程设计任务书1、运动简图：2、原始数据：题号参数1234567891011直径（mm）320300300280300260250250200200350拉力（KF）3.53.23.232.832.82.82.82.52.8速度（m/s）1.61.61.51.41.31.351.351.31.251.21.3使用年限10101010101010101010103、已知条件：1、工作情况：单项运转，载荷平稳，空载启动，工作轴转速误差为+5%；2、使用10年（每年300个工作日）;3、小批量生产，两班制工作；4、设计工作量： 1、减速器装配图1张（A1）；2、零件工作图2张；3、设计说明书1份。二、传动装置总体设计方案:1、组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2、 确定传动方案：3、 其传动方案如下：三、电动机的选择：1、选择电动机的类型： 按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。选择V带传动和一级圆柱直齿轮减速器（展开式）。传动装置的总效率；根据机械设计课程设计手册表1-7查得：为V带的效率=0.96,闭式齿轮传动效率=0.97联轴器的效率=0.99滚动球轴承的效率=0.98,运输机的效率=0.9。2、电动机的选择负载功率: 折算到电动机的功率为:3、确定电动机转速：卷筒轴工作转速为：根据机械设计课程设计指导书表1，可选择V带传动的传动比，一级圆柱直齿轮减速器传动比，则总传动比合理范围为，电动机转速的可选范围为n（624）95.54573.242292.96r/min。根据机械设计课程设计手册表12-1，可供选择电机有：序号电动机型号同步转速/(r/min)额定功率/kW满载转/(r/min)堵转转矩最大转矩额定转矩额定转矩1YB2S1-230005.529002.22.22Y132S-415005.514402.22.23Y132M2-610005.59602.02.0综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可以选择的电机型号为Y132M2-6，其主要性能如上表。 四、确定传动装置的总传动比和分配传动比1、确定传动装置的总传动比和分配传动比：（1）减速器总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为（2）分配传动装置传动比式中分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取3，则减速器传动比为10.05/33.352、计算传动装置的运动和动力参数：（1）各轴转速0号轴转速r/min 1号轴转速 2号轴转速 3号轴转速（2） 各轴输入功率 0号轴 1号轴 2号轴 3号轴各轴输出功率0号轴1号轴2号轴3号轴（3） 各轴转矩0轴：1轴：2轴： 3轴：3、运动和动力参数计算结果整理表：轴名功率 P/KW转距T/N*M转速nr/min转动比i效率输入输出0轴4.844.8448.15960111轴4.654.47133.4032030.962轴4.474.42441.9195.523.350.993轴4.424.24423.9195.52110.96五、带轮设计1、确定计算功率：根据机械设计基础表12-6查得工作情况系数=1.1，故 2、选取V带型号：根据功率6.05kw，960r/min，由机械设计图7-11选取V带型号为A型。3、确定带轮基准直径D1和D2：根据机械设计表7-6选取=132mmmm 根据机械设计表7-7选取=400mm。4、验算带速v：在5-25m/s的范围内，带速合适。5、确定带长和中心距： 由0.7（+）2（+）初步确定=600mm根据机械设计基础第246页得到由机械设计表7-2选用基准长度计算实际中心距：6、验算小带轮包角：7、确定V带根数Z： 根据机械设计表7-3，表7-4，表7-2，表7-8查得单根普通V带的基本额定功率根数取根数为4根。8、求作用在带轮轴上的压力：由机械设计表7-1查得 q=0.10kg/m单根V带张紧力小带轮轴上压力为9、带轮主要参数：小轮直径（mm）大轮直径（mm）中心距a（mm）基准长度（mm）带速（m/s）带的根数z132400567.4220006.634六、传动零件齿轮的设计计算1、材料选择： 假设工作寿命为10年，每年工作300天，每天工作16小时，带式输送机载荷平稳，空载启动，连续单项运转。根据机械设计表9-1初选小齿轮材料为40Cr经调质处理其硬度为240-285 HBS，取260 HBS,大齿轮材料为ZG340640经正火处理其硬度为180-286 HBS取210 HBS；齿轮等级精度为9级。由机械设计基础图107由表104，安全系数S1.1故由图1010，由表104 SF1.3故2、按齿面接触疲劳强度设计：根据机械设计表10-3取载荷系数K=1.5，第199页取齿宽系数a=0.4小齿轮的转矩为T1=9.55106P1/n1=9.55106447/320=133401.56 N mm按机械设计基础式（10-6）计算中心距（已知减速器传动比=u=z1/z2=335） 通常取2040，取31取z1=31，则z2=313.35=103.85,取z2=104故实际传动比为i=104/31=3.35=i1，模数为： m=2a/(z1+z2)=2*177.70/(32+108)=2.63mm根据机械设计基础表4-1取m=3mm。中心距为 a=0.5 m(z1+z2)=202.5mm齿宽为 b=a a=0.4*202.5=81mm取b2=81mm，b1=86mm。为补偿安装误差，保证接触齿宽，通常小齿轮齿宽应比大齿轮齿宽大5-10mm.齿轮分度圆直径d1=mz1=3*31=93mm d2=mz2=3*104=312mm3、验算轮齿弯曲强度（齿宽应取接触齿宽b=81mm）： 由机械设计基础图10-9，齿形系数YF1=2.57,YF2=2.16，得 F1=2KT1 YF1/(bm2z1)=21.2133401.562.57/(81931)=36.40MPaF1 F2=F1 YF2/YF1=36.402.16/2.57=30.59MPaF2故弯曲强度足够。4、齿轮的圆周速度为： v=d1n1/(601000)= mz1n1/(601000)=3.14331320/(601000)=1.56m/s 对照机械设计基础表10-2可知选用9级精度等级。5.齿轮的基本参数:名称符号公式齿1齿2齿数31104分度圆直径93312分度圆齿距PP= m 9.429.42齿顶高=* m33齿根高3.753.75齿顶圆直径99318齿根圆直径85.5304.5中心距202.5齿宽8681七、传动轴的设计1、 选择轴的材料：选择轴的材料为45钢，经调质处理，其机械性能由机械设计表14-1查得,2、输出轴（II轴）上的功率P2，转速n2，转矩T2：已知P2=4.42KW , n2=95.52r/min于是T2=441.91Nm3、初步确定轴的最小直径：先按机械设计基础式（13-2）初步估算轴的最小直径。（根据表11-2选C=110）输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径,为了使所选的轴与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器;计算转矩，查机械设计基础表16-2,考虑到转矩变化很小，故取，则：按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计课程设计手册表8-5，选取型号LT8型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为500Nm，半联轴器的孔径，故取mm，半联轴器长度L1=112mm，半联轴器与轴配合的孔长度mm。4、 轴的结构设计：1、与联轴器配合，已知联轴器为LT8,故d1=45mm。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上取=82mm。2、按结构和强度要求做成阶梯轴，为使联轴器能轴向定位，在轴的外端做一轴肩，所以通过轴轴承透盖、右轴承和套筒的轴段去。按题意选用两个6211型滚动轴承，故轴承处的轴径也是。安装齿轮的轴头直径取，轴环外径取，考虑轴环的左侧面与轴承内圈的端面相接，轴肩高度应低于轴承内圈，故轴环左侧呈锥形，左轴承处轴肩直径为，轴肩圆半径为1mm，齿轮与联轴器处的轴环、轴肩的圆角半径为2mm。3、齿轮轮毂长度是85mm，故安装齿轮的轴头长度取83mm；由轴承标准查得6211轴承的轴承宽度是21mm，因此去左端轴径长度为21mm；根据齿轮端面、轴承端面与箱体内壁应保持一定的距离，取轴环和轴套的宽度为20mm；由结构草图可知跨距mm。右边的轴段长度为2+20+21+60=103mm。其中60mm为右轴承右端面至联轴器端面的轴段长度。安装联轴器的轴头长度根据联轴器尺寸取82mm。4、联轴器及齿轮均采用普通A型平键连接，由机械设计手册可知键的尺寸为宽度*高度*长度，联轴器（14mm*9mm*50mm），齿轮处（18mm*11mm*70mm）。5、危险截面的强度校核: 因已知大齿轮的分度圆直径为d=312mm，轴的转矩=441091Nm圆周力Ft=2000/d=2000441.91/312=2832.76 N径向力Fr=Ft tan=2832.76tan20O=1031.04 N由于为直齿轮，轴向力=0其受力方向如下图所示L=146mmRHA=RHB=Ft/2=2832.76/2=1416.38NMHC= RHA L/2=1416.38146/(21000)=101.98 NmRVA=RVB=Fr/2=1031.04/2=515.52 NmMVC= RVA L/2=515.52146/(21000)=37.12 Nm,扭矩T=441.91Nm校核 MC =108.53Nm Me =286.50Nm考虑到键槽d=35.321.05=37.09mm1.212齿轮端面与内机壁距离12机盖，机座肋厚7 7轴承端盖外径+（55.5）112（1轴）140（2轴）轴承旁联结螺栓距离100（1轴）100（2轴）十一、润滑密封设计对于一级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度0.8m/sv12m/s，采用浸油润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度.油的深度为 H + h ： H=40mm , h=10mm所以H + h =40+10=50mm其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为 ,密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大并均匀布置，保证部分面处的密封性。十二、 附件设计： A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.F 定位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.十三、设计小节通过次课程设计一级减速器，让我们更为系统地认识了解了机械设计的全过程，增强了我对机械行业的深入了解。通过借鉴前人的经验，和查阅设计手册，从全局考虑设计很重要。非常感谢杨老师在课程设计过程中对我的指导，也感谢在设计过程中所有给过我帮助和讲解的同学们。 十四、参考资料1机械设计课程设计/孙岩，陈晓红，熊涌主编 编号 ISBN 978-7-5640-0982-3北京理工大学出版社 2008年12月第4次印刷。2机械设计课程设计手册/吴忠泽，罗圣国主编 编号ISBN978-7-04-019303-9高等教育出版社 2006年5月第3次印刷。3机械设计基础/岳大鑫，王忠主编 编号ISBN 978-7-5606-1963-7 西安电子科技大学出版社 2011年9月第2次印刷。4机械设计基础/岳大鑫，王忠主编 编号ISBN 978-7-5606-1963-7 西安电子科技大学出版社 2011年9月第2次印刷。5机械设计基础/岳大鑫，王忠主编 编号ISBN 978-7-5606-1963-7 西安电子科技大学出版社 2011年9月第2次印刷。第 22 页 共 24 页