单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计任务书.docx

课 程 设 计题 目教 学 院专 业班 级姓 名指导教师机械设计基础课程设计目录一、课程设计任务书1二、选择电动机的型号4三、计算传动装置总体传动比并分配各级传动比6四、计算减速器的运动参数和动力参数7五、V带传动设计9六、齿轮传动设计13七、I轴设计计算17八、II轴设计计算22九、I轴轴承计算27十、II轴轴承选择计算28十二、II轴键联接强度计算31十三、联轴器的选择计算33十四、减速器箱体的设计34十五、润滑设计36十六、密封方式37十七、设计小节38十八、参考资料39 一、课程设计任务书20132014学年第1学期机械设计基础课程设计任务书设计名称班级11车辆、交通 地点 待定一、课程设计目的课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。课程设计的基本目的是：1综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。2通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意见，熟悉掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。3通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。二、课程设计内容课程设计的内容主要包括：分析传动装置的总体方案；选择电动机；传动系统计算；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图和零件图设计；编写设计计算说明书。课程设计中要求完成以下工作：1减速器装配图1张(A1图纸)；2减速器零件图2张(A3图纸)；3设计计算说明书1份。附：（一）设计数据原始数据题 号12345678910运输带拉力F(N)1500215022502350255026502800290030003100运输带速度V(m/s)2.01.61.71.51.551.61.551.651.71.8滚筒直径D(mm)250260270240250260250260280290 （二）工作条件该传动装置单向传送，载荷有轻微冲击，空载起动，两班制工作，使用期限5年（每年按300天计算），运输带容许速度误差为5%。（三）运动简图（四）设计计算说明书内容0封面（题目、班级、姓名、学号、指导老师、时间）（统一格式）1目录（标题、页次）2设计任务书（装订原发的设计任务书）3前言（题目分析、传动方案的拟定等）4电动机的选择5传动装置运动参数和动力参数计算（计算总传动比、分配各级传动比、计算各轴转速、功率和扭矩）6V带传动设计计算7齿轮（斜齿圆柱齿轮）传动设计计算8轴的设计计算9轴承的选择和计算10键联接的选择和校核11联轴器的选择12减速器箱体的设计（包括主要结构尺寸的计算及必要的说明）13减速器附件的选择及说明14减速器的润滑及密封（包括润滑及密封的方式、润滑剂的牌号及用量）15设计小结（设计体会、本次设计的优缺点及改进意见等）16参考资料（资料的编号 ，作者，书名，出版单位和出版年、月）三、进度安排第14周 周一 电动机的选择、传动装置运动参数和动力参数计算、带传动的设计计算周二周三 齿轮（斜齿圆柱齿轮）传动的设计计算、减速器箱体结构尺寸的确定、高速轴的设计、低速轴的设计、轴承的选择、联轴器的选择周四 低速轴的校核、高速轴的校核、轴承的校核、普通平键的选择及校核、润滑方式和密封型式的选择周五 画减速器装配草图第15周 周一周二 画减速器装配图周三 画零件图周四 整理、装订计算说明书周五 答辩四、基本要求1234. 机电基础教学部 2013.11.27二、选择电动机的型号设计步骤如下序号设计项目计算内容计算结果1确定电动机类型按照工作要求和条件选用Y型系列一般用途的全封闭自扇冷笼型三相异步电动机Y 型2确定电动机功率工作机所需功率( kw)按下式计算：代人设计数据得： 电动机的输出功率按下式计算式中，为电动机至滚筒主动传动装置的总效率，其值按下式计算查手册（P4,表1-5）可得： 带传动效率=0.96，一对齿轮传动（8级精度）效率=0.97，一对滚动轴承效率=0.98，联轴器（弹性）效率=0.98，3确定电动机转速滚动轴的转速为按推荐的各种传动机构传动比范围，取V带传动比，单级圆柱齿轮传动比，则总传动比范围为电动机可选择的转速范围相应为电动机同步转速符合这一范围的有1000r/min、1500r/min、3000r/min三种。为了降低电动机的重量和价格，由电动机技术数据表选取同步转速为1500r/min的Y系列电动机Y112M-4，其中满载转速为（手册P173，表12-1）确定电动机类型：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y112M-4414402.22.3三、计算传动装置总体传动比并分配各级传动比序号设计项目计算内容计算结果1传动装置总传动比=9.042分配各级传动比由式，为使V带传动的外廓尺寸不致过大，取传动比则齿轮传动比为带=2.8齿=3.23四、计算减速器的运动参数和动力参数序号设计项目计算内容计算结果1O轴（电动机）2轴3轴4W轴（卷筒轴）为了方便于下一阶段的设计计算，将以上结果列表如下：参 数轴 号电机(0)轴I轴II轴滚筒（w）轴功率P/kw3.5673.4243.2558.44转速1440514.29159.2285.88转矩23.65663.581195.235187.497传动比i2.83.231五、V带传动设计 传动的设计计算，根据前面设计获得的数据，参照V带传动设计方法，可得如下设计：设计步骤序号设计项目计算内容设计结果1计算功率查表（课本P218，13-8）取工况系数2选择V带型号由和查图（课本P219，13-16）选取A型3确定带轮基准直径根据A型查表（课本219，13-9）取所以大带轮基准直径，按表（13-9）将圆整为250mm4验算带速VV在525m/s范围，符合要求5初定中心距由初选6初算带长=1566mm查表确定带的基准长度Ld=1600mm7确定实际中心距8验算小带轮包角符合要求9确定V带根数Z根据查表（课本P214，13-3）得：根据查表（13-5）得根据查表（13-7）得根据 查表（13-2）得=3.67 取10单根V带的张紧力11作用在轴上的压力各参数整理如下：带型基准直径（mm）传动比基准长度（mm）A2.81600根数中心距（mm）初拉力（N）轴压力（N）4510113.31054.13六、齿轮传动设计由于该传动载荷不大，结构尺寸要求紧凑，采用软齿齿轮传动，根据已有设计数据，参照直齿圆柱齿轮传动的设计方法：设计步骤序号设计项目计算内容计算结果1材料选择及热处理由于要求结构紧凑，故采用闭式软齿面齿轮传动。小齿轮选用45钢调质处理，齿面平均硬度为250HBS；大齿轮选用45钢，正火处理，齿面平均硬度为200HBS小：45钢调质处理250HBS大：45钢正火处理250HBS23参数选择确定许用应力（1） 齿数：（2） 齿宽系数：两轮为软齿面，对称布置，查表（课本P175，11-6）取（3） 载荷系数：由于载荷为均匀、轻微冲击，且采用软齿面齿轮。查表（P143,6-6）取K=1.0（4） 初选螺旋角：取（课本P177）;查表11-5 查表11-1 得：小齿轮: 大齿轮： K=1.04按齿面接触疲劳强度计算 5计算齿轮几何尺寸齿轮传动中心距为：将中心距取为,以便加工，则螺旋角调整为：取6校核齿面弯曲疲劳强度故强度合格7验算齿轮圆周速度七、I轴设计计算序号设计项目计算内容计算结果1选择轴材料，确定许应力轴的材料选择45钢，调质处理。查表14-1，得2估算轴的最小直径输出端与带轮相配合的轴段轴径最小。查表14-2，C在118107之间，取C=115，则得：轴端有一个键槽，直径增大5%，取d=23mm3计算齿轮受力根据前面的数据计算圆周力为 径向力为轴向力为4轴的结构设计(1) 轴上零件的装配和定位方案的确定，绘制轴的结构草图（2）确定轴的各段直径及长度。从左到右，第一段直径由最小直径确定直径取=23mm，其长度由轴径及带轮确定取L=2d=46mm,考虑到安装要求取=L+4=50mm（课本P223）；第二段直径由所选的毡圈油封确定，查表6-7，选用毡圈 25，=25mm,其长度L由所选的轴承端盖及螺栓确定。查表11-10、3-9，取=55mm;第三段要符合轴承内径标准系列，选用圆锥滚子轴承，查表6-7代号30206，故其长度由轴承轮滑方式（课本P284）及齿轮端面与箱体内壁的距离（10-45mm）确定，去。第四段直径由齿轮安装方便确定，取其长度由齿宽确定，取第五段直径由轴肩的高度确定，根据轴肩在此处的作用取，其长度由轴肩宽度（b1.4h）确定，取L=8mm;第六段直径由轴承的安装尺寸确定，查表6-7，取，其长度决定因素与第三段相同，取L=10mm。第七段直径由所选用的轴承内径确定取其长度与轴承宽度相近，取。轴长5轴的强度计算（1） 绘制轴的受力简图 （2） 计算支承反力及弯矩。垂直面：(如图A) 水平面：(如图B) （3）F力在支点产生的反力及弯矩（如图C）。 （4）a截面F力产生的弯矩。 （5）合成弯矩图（如图D）。（6） 轴传递扭矩（如图E）。（7） 危险截面的当量弯矩（图F）有图可知a截面为危险截面。其弯矩为 （8）计算危险截面处轴的直径。 考虑到键槽对轴的削弱，将d直径加大5%， 则 故强度合格。八、II轴设计计算序号设计项目计算内容计算结果1选择轴材料，确定许应力轴的材料选择45钢，调质处理。查表14-1得。2估算轴的最小直径输出端与联轴器相配合的轴段轴径最小。查表14-2，C在118107之间，取C=115，则得：轴端有一个键槽，直径增大5%，由表8-2取3轴的结构设计(1)轴上零件的装配和定位方案的确定，绘制轴结构草图如： （2）确定轴的各段直径及长度方法与I轴相同，故省略L1=80mmL2=60mmL5=8mmL=292mm4轴的强度计算（1） 绘制轴的受力简图（2）计算支承反力及弯矩。垂直面：(如图A)水平面：(如图B) （3）F力在支点产生的反力及弯矩（如图C）。 （4）a截面F力产生的弯矩。 （5）合成弯矩图（如图D）。（6） 轴传递扭矩（如图E）。（7） 危险截面的当量弯矩（图F）有图可知a截面为危险截面。其弯矩为 （8）计算危险截面处轴的直径。 考虑到键槽对轴的削弱，将d直径加大5%， 则 故强度合格。九、I轴轴承计算已知：轴径；序号设计项目计算内容计算结果1确定轴承型号查表6-7，根据轴径30mm，选取30206型轴承30206型轴承2求当量动载荷P及寿命查表6-7 ， (课本P202)则故寿命符合要求。寿命符合要求3强度校核查表6-7得 故强度符合要求强度符合要求十、II轴轴承选择计算已知：轴径；序号设计项目计算内容计算结果1确定轴承型号查表6-7，根据轴径50mm，选取30210型轴承30210型轴承2求当量动载荷P及寿命查表6-7 ， (课本P202)则故寿命符合要求。寿命符合要求3强度校核查表6-7得 故强度符合要求强度符合要求十一、I轴键联接强度计算（1）齿轮的材料为锻钢，载荷有轻微冲击。序号设计项目计算内容计算结果1键的类型与尺寸选择 齿轮传动要求齿轮与轴对中性好，以避免啮合不良，故联接选用普通平键A型键。 根据轴的直径,及轮毂宽度,查表4-1得键宽b=10mm键高h=8mm,键长取L=30mm,标记为：GB/T1096 GB/T1096 2强度计算由表10-10差得，键的工作长度 l=20mm故此键联接满足强度要求。满足强度要求（2） 主动轴所传递的转矩齿轮的材料为锻钢，载荷有轻微冲击。序号设计项目计算内容计算结果1键的类型与尺寸选择 齿轮传动要求齿轮与轴对中性好，以避免啮合不良，故联接选用普通平键A型键。 根据轴的直径,及轮毂宽取查表4-1得键宽键高,键长取,标记为：GB/T1096 GB/T1096 2强度计算由表10-10差得键的工作长度l=12mm故此键联接满足强度要求。满足强度要求 十二、II轴键联接强度计算（1）齿轮的材料为锻钢，载荷有轻微冲击。序号设计项目计算内容计算结果1键的类型与尺寸选择 齿轮传动要求齿轮与轴对中性好，以避免啮合不良，故联接选用普通平键A型键。 根据轴的直径,及轮毂宽度查表4-1得键宽键高,键长取,标记为：GB/T1096 GB/T1096 2强度计算由表10-10差得， 键的工作长度l=34mm故此键联接满足强度要求。满足强度要求（2）齿轮的材料为铸钢，载荷有轻微冲击。序号设计项目计算内容计算结果1键的类型与尺寸选择 齿轮传动要求齿轮与轴对中性好，以避免啮合不良，故联接选用普通平键A型键。 根据轴的直径,及联轴器长度，查表4-1键宽键高,键长取，标记为：GB/T1096 GB/T1096 2强度计算由表10-10差得，键的工作长度则：故此键联接满足强度要求。满足强度要求十三、联轴器的选择计算序号设计项目计算内容计算结果1联轴器的选 择根据第二轴计算的最小直径确定，查表8-2选择GY5型联轴器，d=35mm,孔长L=82mm，D=120mm,S=8mm.GY5型2计算校核转 矩 查表17-1 取查表8-2 取 由公式17-1 292.85N/m因为 故合格合格十四、减速器箱体的设计名称符号计算结果箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度12箱座底部凸缘厚度28地脚螺钉直径18地脚螺钉数目4轴承旁连接螺栓直径14盖与座连接螺栓直径10连接螺栓的间距轴承端盖螺钉直径8视孔盖螺钉直径6定位销直径8至外箱壁距离14至凸缘边缘距离12轴承旁凸台半径12凸台高度 根据低速轴轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面距离35铸造过度尺寸3、5大齿轮齿顶圆与内箱壁距离10齿轮断面与内箱壁距离10、12.5箱盖、箱座肋厚130轴承端盖外径表11-11轴承旁连接螺栓距离尽量靠近，以互不干涉为准十五、润滑设计序号设计项目计算内容计算结果1滚动轴承的润滑轴承的润滑作用是减少摩擦和损失，同时有利于散热、防蚀和抗振延长轴承使用寿命。滚动轴承的润滑机主要是润滑油和润滑脂，一般可按轴承内径与转身的乘积dn值选取。 已选的30206轴承的内径为d=30mm，已知转速查课本P284 故采用脂润滑。已选的30210轴承的内径为d=50mm，已知转速查课本P284 故采用脂润滑，查表7-2选用通用锂基润滑脂（GB/T73242010），用油量为轴承间隙的1/31/2为宜。通用锂基脂润滑2齿轮传动的润滑齿轮的润滑设计闭式齿轮传动的浸油润滑和喷油两种。已知齿轮的圆周速度通常采用浸油润滑润滑方式，选用150号机械油（GB 4431989），最低最高油面距(大齿轮)1020mm，需油量为1.5L左右，浸入油中的深度约一个齿高，但少于10mm，不能过深，过深会变大运动阻力并使油温升高。浸油润滑方式十六、密封方式1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封 选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。 2.观察孔和油孔等出接合面的密封 在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封 3.轴承孔的密封 闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部 轴的外延端与透端盖的间隙，由于速度小，故选用半粗羊毛毡加以密封。 4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部。十七、设计小节 十八、参考资料