机械设计基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器.doc

机械设计基础课程设计计算说明书设计题目 一级直齿圆柱齿轮减速器 目录1：课程设计任务书22：传动方案的拟定33：电动机的选择34：计算总传动比和分配各级传动比45: 计算传动装置的运动和动力参数46：减速器传动零件的设计与计算（1） V带的设计与计算6（2） 齿轮的设计与计算8（3） 轴的设计与计算107：键的选择与校核158：润滑和密封169：铸铁减速器箱体主要结构设计1710：感想与参考文献19一、设计任务书1传动方案电动机带传动一级圆柱齿轮传动工作机 2.齿面硬度：硬齿面 设计功率：工作机功率 班制：每日两班 工作年限：8年；大修年限：4年3.已知条件输送带滚筒直径D300mm输送带工作速度V0.7m/s输送带轴所需扭矩T900Nm 4.设计内容 1）一级圆柱齿轮减速器； 2）一根轴的强度校核； 3）图纸要求：总装图1张；零件图1张（齿轮或轴） 4）计算说明书一份。二、传动系统方案的拟定 1.带式输送机传动系统方案如图所示：（画方案图）2.带式输送机由电动机驱动电动机1将动力传到带传动2，再由带传动传入一级减速器3，再经联轴器4将动力传至输送机滚筒5，带动输送带6工作。传动系统中采用带传动及一级圆柱齿轮减速器，采用直齿圆柱齿轮传动。三计算及说明计算及说明 计算结果电动机的选择电动机类型与结构形式的选择对一般的机械运输，选用Y系列三相异步电动机，安装形式为卧式，机座带底脚，电压380V。电动机型号的选择电动机的功率 滚筒转速 设：联轴器效率一对轴承效率； 闭式圆柱齿轮传动效率计算及说明计算结果V带传动效率工作机所需输入功率由电动机至运输带的传动总效率为 则工作机实际需要的电动机输出功率为 根据选取电动机的额定功率1.电动机型号：Y132M2-6 2.电动机的转速 V带传动比，齿轮传动比，则 计算总传动比和分配各级传动比 传动装置的总传动比 分配各级传动比 传动系统的运动和动力参数计算传动装置从电动机到工作机有三轴，分别为、轴，传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下：计算及说明计算结果 轴（电动机轴） 轴 （减速器高速轴） 轴（减速器低轴）将计算结果和传动比及传动效率汇总如表11表11 传动系统的运动和动力参数轴号电动机带传动圆柱齿轮传动轴轴轴转速 n r/min96024044.57功率 P kW4.6984.4634.329转矩 T Nm46.74177.59927.57传动比i45.385传动效率0.950.97计算及说明 计算结果 减速器传动零件的设计与计算 V带的设计与计算 计算功率 PC 选取V带型号根据和小带轮转速，查表工作点处于A区域，取A型带。小轮基准直径dd1和大轮基准直径dd2取dd1=125mm， dd1=125mm则大轮的基准直径：由表取 dd2=500mm。 dd2=500mm验算带速 合适初定中心距 取 初算带的基准长度计算及说明 计算结果 取 Ld=2240 mm 实际中心距 a=600.5mm小带轮包角 合适单根V带所能传递的功率根据和dd1=125mm，查表用插值法求得：单根V带传递功率的增量传动比 ，查表得： 计算V带的根数 由表可查得=0.91，由表可查得=1.06则 计算及说明 计算结果取Z=4根 z=4作用在带轮轴上的力 单根V带的预紧力 所以作用在轴上的力为： 齿轮的设计与计算齿面弯曲强度计算：确定作用在小齿轮上的转矩T1 r/min 选择齿轮材料齿轮均选用合金钢，表面淬火，齿面硬度56HRC选择齿宽系数和齿数 取 ，确定载荷系数K计算及说明 计算结果取K=1.5 齿根弯曲强度确定齿轮模数 取标准模数 齿轮几何尺寸计算 小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径： 大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径： 中心距： 齿轮宽度 ：齿轮接触强度验算 确定许用接触应力 确定齿面接触强度 轴的设计与核算 计算及说明计算结果 减速器高速轴的设计选择材料与热处理选用45 钢，调质，由表11-1得 毛坯直径200，硬度217-255 HBS抗拉强度MPa,屈服强度MPa弯曲疲劳极限 MPa 初算轴的最小直径 ，并进行初步结构设计 根据表11-3，取 对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大5%-7%，取 确定轴的各段直径 采用阶梯轴，尺寸按由小到大，由两端至中 央的顺序确定。 a：外伸端（与V带轮相连）取最小直径 b：下一台阶直径增大，故 c：安装两滚动轴承处的轴颈直径同为 d：齿轮轮毂与轴配合处直径 e：轴环直径 选择轴承类型 查表得，轴承代号为 6208 计算及说明计算结果 轴承盖的设计因为轴承外径 故 ， ， m由结构确定 轴各段的长度设计 箱盖壁厚： 取 箱体内壁与齿轮端面应留有空隙 故取 小齿轮宽度，故取 轴环宽度 轴承宽度 ， V带轮宽度 ，取 挡油环： 选用脂润滑： 计算及说明计算结果 螺栓选用的螺栓，故 减速器低速轴的设计选择材料与热处理 选用45 钢，调质，由表11-1得 毛坯直径200，硬度217-255 HBS抗拉强度MPa,屈服强度MPa弯曲疲劳极限 MPa 初算轴的最小直径 ，并进行初步结构设计 根据表11-3，取 对于直径的轴，有一个键槽时，轴径增大5%-7%，取零件的孔径（这里是联轴器）标准尺寸，在此处开一键槽。 确定轴的各段直径采用阶梯轴，尺寸按由小到大，由两端至中 央的顺序确定。 a：外伸端（与联轴器相配）取直径b：下一台阶直径增大，故c：安装两滚动轴承处的轴颈直径同为计算及说明计算结果d：齿轮轮毂与轴配合处直径e：轴环直径 选择轴承类型 查表得，轴承代号为 6213基本尺寸： 轴承盖的设计 因为轴承外径 故 ， ， m由结构确定 轴的各段长度初步设计与齿轮相配的轴长为：28 mm轴环的长度为：10 mm左端轴承相配合轴长：21 mm右端轴承相配合轴长：31 mm 与轴承盖相配的轴长：52 mm 计算及说明计算结果 与联轴器相配的轴长：112 mm 校核轴的强度 a：作用在轴上的载荷 圆周力： kN 径向力：kN b:决定支点反作用力及弯矩力矩： 水平面内： KN Nm 垂直面内： KN Nm 合成弯矩：合成系数： Nm当量弯矩： Nm轴的弯扭合成强度 故 强度合适 低速轴的轴承校核：a：径向载荷： KN计算及说明 计算结果 b: 基本额定载荷：查相关手册可知，深沟球轴承6213的 KN C：计算必需的额定动载荷 强度合适1 键的选择与校核 高速轴与带轮连接键 因为 ，选取 轴 ， 键长取 2.低速轴与大齿轮处连接键 因为 ，选取 轴 ， 键长取 3.低速轴与联轴器的连接键因为 ，选取 轴 ， 键长取 计算及说明 计算结果 滚动轴承的润滑和密封1.滚动轴承的润滑和密封，对保证轴承的正常工作 起着十分重要的作用。 由前面所述，轴承都用脂润滑，齿轮都用油润滑。2.轴承盖的密封 高速轴： 低速轴： 故 ，两者都选用毡圈油封。毡圈槽轴轴径d1Dd1b1D0D0b高速轴405339752416低速轴658463882667铸铁减速器箱体主要结构设计 名称符号计算过程计算结果减速器中心距a192下箱座壁厚一级0.025a+188上箱盖壁厚1一级1=0.988下箱座剖分面处厚度b1.512上箱盖剖分面处厚度b11.5112地脚螺栓底脚厚度P2.520箱座助厚m0.8518箱盖助厚m10.858轴承旁联接螺栓直径d1M1212轴承旁凸台的凸缘尺寸（扳手空间）C1 C22016上下箱连接螺栓直径d2M1010箱缘尺寸（扳手空间）C1 C21814地脚螺栓直径dM1616地脚螺栓数目n6底脚凸缘尺寸（扳手空间）L1 L21814轴承端盖高速轴螺钉直径d3M88轴承端盖低速轴螺钉直径d3M1010检查孔盖联接螺钉直径d4M66定位销直径d5M1010减速器中心高H（1-1.12a）106轴承旁凸台高度h由结构确定轴承旁凸台半径RC214高速轴轴承端盖外径D2120低速轴轴承端盖外径D2170轴承旁联接螺栓距离（高）SS= D2120轴承旁联接螺栓距离（低）S S= D2170外箱壁至轴承座端面距离KC1+ C2+（5-8）38内壁至轴承座端面距离K+46大齿轮顶圆与内箱壁距离111.210齿轮端面与内壁距离210课程设计体会我开始对于机械课程设计究竟要干些什么，真的是一概不知，总觉得这样的设计很繁杂无趣，到了期末更是浪费复习时间。但是既然安排了这样的设计课程，还是要认真完成，虽然起初无从下手，可跟着课本我也逐渐摸索出了方法。课程设计需要的是细心和耐性，困难总是会遇到，疑惑也在所难免，所幸众人拾柴火焰高，与同学互相讨论、互相印证最终多半能得出解决方法。通过设计齿轮和轴等部件，我发现之前的学习还是有着不少的模糊点，理论知识只有通过实际计算绘图才能让人有更好的理解和记忆。画图的过程自然是辛苦枯燥的，从早上八点站着画到晚上八点的大有人在，但是在最后那刻看着那张美妙的设计图纸出自自己手下，心里的激动与自豪无以言表。经过这一个礼拜的计算绘图，我终于完成了课程设计，知识是隐藏在各个地方的，课程设计使我找到了不少以前遗留下的漏洞，也促使我掌握了实际操作绘制的能力，加强了对知识的运用和吸收。参考资料目录1机械设计基础课程设计指导书，北京航空航天大学出版社，袁祖强主编，2013年2月第1版；2 机械设计基础，北京航空航天大学出版社，袁祖强主编，2011年5月第1版。