单机齿轮减速器结构草图及模版.doc

单机齿轮减速器结构草图及模版
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单机齿轮减速器模版
目 录

目录……………………………………………………………?
设计任务书……………………………………………………?
传动方案的拟定及说明………………………………………?
电动机的选择…………………………………………………?
计算传动装置的运动和动力参数……………………………?
传动件的设计计算……………………………………………?
轴的设计计算…………………………………………………?
轴承的选择及计算……………………………………………?
键联接的选择及校核计算……………………………………?
联轴器的选择…………………………………………………?
润滑与密封……………………………………………………?
参考资料目录…………………………………………………?

一、课程设计题目
带式输送机的减速传动装置
二、课程设计的目的
1．综合运用机械设计课程及其它有关已修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固、加深和扩展。
2．学习和掌握通用零部件、机械传动及一般机械设计的基本方法与步骤，培养学生工程设计能力和分析、解决问题的能力。
3．提高学生在计算、制图、运用设计资料、进行经验估算、考虑技术决策等机械设计方面的基本技能以及机械CAD技术。
三、课程设计的主要内容和 要求（包括原始数据、设计要求、工作量要求等）
原始数据：
运输带工作拉力： F = N（包括卷筒及其支承的摩擦阻力）
输送带工作速度： V = m/s
卷 筒 直 径： D = mm
有关情况说明：
工作条件：一班制连续单向运转，载荷平稳，室内工作有粉尘；使用寿命：十年（大修期三年）；生产批量：10台；生产条件：中等规模机械厂，可加工7-8级精度齿轮；动力来源：电力，三相交流（220/380V）；输送带速度允许误差：±5% 。
设计文件要求：
1.减速器装配图A0图纸1张；2.零件工作图A2图纸2张; 3.设计计算说明书一份.
四、工作进度安排
1.设计准备阶段(约占总学时的4%,约0.4天);2.传动装置的总体设计(约占总学时的10%,1天);3.各级传动的主体设计(约占总学时的5%,约0.5天);4.装配草图的设计和绘制(约占总学时的35%,约3.5天);5. 装配工作图的设计和绘制和总成(约占总学时的25%,约2.5天);6.零件工作图的设计和绘制(约占总学时的10%,约1天);7.设计计算说明书的编写(约占总学时的9%,约1天);8.设计总结和答辨(约占总学时的2%,约0.2天).
五、主要参考文献
1.杨可桢 程光蕴 《机械设计基础》 高等教育出版社
2.陈秀宁 施高义 《机械设计课程设计》 浙江大学出版社
审核批准意见

系（教研室）主任（签字）:
一、传动方案的拟定及说明
根据设计任务书的要求及条件，带式输送机减速传动装置选定为带传动+单级圆柱齿轮减速器（闭式）。
主要特点：
1. 高速级选用带传动结构简单；便于维护；成本低。同时还可以缓冲、吸震。
2.低速级采用圆柱齿轮，传动承载能力大，传动比恒定，效率高，工作可靠，寿命长。
D
V
F
传动方案简图见图一：
二．电动机的选择
1.电动机类型和结构的选择
按工作要求和条件，选用Y系列三相笼式异步电动机。
2.电动机容量的选择
1)工作机所需功率Pw
Pw＝Fv/1000 =?
2)电动机的输出功率
Pd＝Pw/η=? η＝ ＝?
其中：h1=0.96（带传动）； h2=0.97（齿轮传动8级）；
h3=0.995（滚动轴承）； h4=0.98（低速级滑块联轴器）；
　　因载荷平稳，故取电动机额度功率?kw。
３.电动机转速的选择
nd＝（i12×i23）nw nw=60V/D·p=?r/min
nd＝（2～4）·（3～5）nw=?r/min
初选为同步转速为?r/min的电动机。
４.电动机型号的确定
选电动机型号为?其额定功率为?kW，
满载转速?/min。基本符合题目所需的要求。
三．传动装置的运动和动力参数计算
1. 传动装置的总传动比及其分配
由电动机的满载转速nd和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：
i＝nd /nw＝?
考虑到带传动的承载能力以及结构尺寸的限制，故取
ib＝?，　　 ig=i/ib=?
速度偏差为0.5%<5%，所以可行。
2. 各轴转速、输入（输出）功率、输入转矩
①各轴转速
Ⅰ轴
Ⅱ轴
工作轴
②各轴输入功率
Ⅰ轴
Ⅱ轴
工作轴
③各轴输入转矩
Ⅰ轴
Ⅱ轴
工作轴
项 目
电动机轴
高速轴Ⅰ
低速轴Ⅱ
工作轴
转速n（r/min）
?
？
？
？
功率P（kW）
输入

?
?
?
输出
?

转矩T（N·m）
输入

?
?
?
输出
?

传动比i
?

?
效 率h
h1=0.96
h2h3=0.965
h3h4=0.975

四．传动件的设计计算
（1）带传动设计
皮带选取应用广泛的普通V带。
4.1求计算功率
=?KW
4.2选取普通V带型号
根据=?KW，=?r/min，由图13-15查出此坐标点位于?型线附近，故选取?型带。
4.3求大小带轮基准直径
由所选型号查表13-9（《机械设计基础》），选=?mm
由=（1-ε）
故=?mm由表13-9取=?mm
4.4验算带速
V=
带速在5～25m/s范围内，合适。
4.5 V带基准长度和中心距
初步选取中心距
=?mm
取?mm,符合
带长 =?mm
由表13-2（《机械设计基础》），对A型带选用=?㎜
实际中心距㎜
4.6验算小轮包角
〉，合适
4.7求V带根数
Z=
由n1=?r/min，d=?㎜，查表13-3（《机械设计基础》）
由表13-5查得
由a1=164°查表13-7得K=0.965查表13-2 K=1.01
由式 Z== ? 取?根
（2）齿轮传动设计
1. 齿轮的材料选择及许用应力的确定
齿轮Ⅰ采用45＃钢调质，表查得齿面硬度为240HBS
齿轮Ⅱ采用45＃钢正火，查表得齿面硬度为190HBS。
由表11-1查得 由表11-5查得=1.0
故 [σH1]= [σH2]=
由表11-1查得，，由表11-5查得S=1.25
[σF1]= [σF1]=
2. 齿轮强度设计
1）按齿面接触强度设计

设计公式 mm

式中 载荷系数K＝1.1(表11-3) 齿宽系数φd＝0.8(表11-6)
小齿轮转矩T1=?Nm ZE＝189.8(表11-4) ZH＝2.5
齿数比u=3.487 Zb＝0.985

小齿轮分度圆直径 d1≥?mm
根据轴的结构设计，取高速级小齿轮分度圆直径d1=59.397mm

2）几何尺寸计算
参数选取：Z1＝? mn=? mm b=?º
Z2＝i12×Z1=? 取Z2＝?
1. 计算齿宽b
b1=φd·d1 =?mm 取 b1=? mm
b2= b1-5=? mm
2. 中心距
a=?mm 圆整后取?mm
3. 按圆整后的中心距修正螺旋角
β=arcos=?
因为β值改变不多，故各参数不必修正
4. 计算大、小齿轮的分度圆直径
d1=?mm
d2=?mm
5. 计算圆周速度
v===?m/s
3）按齿根弯曲强度校核
校核公式 sF1==75.64＜[σF1] =?MPa 安全。
sF2==77.34＜[σF2] =?Mpa 安全
齿形系数 齿根修正系数

五．轴的设计计算”以下给出一些数据以供参考”
1. 高速轴I的设计与计算
1）轴的材料及许用应力
轴的材料选用：45﹟钢+调质（热处理）
sB =640 MPa s-1 =275Mpa t-1 =155Mpa [s-1] =275Mpa
2）轴的最小直径的确定
d≥＝?mm C根据轴选材料取110
由于所选轴的轴端与大带轮相连接，故取 dmin＝f?mm
3）轴的结构设计
A. 轴上齿轮位置
齿轮1相对下箱体呈对称布置。
B. 阶梯轴各轴段直径的设计
由轴的最小直径开始，根据轴肩的定位性质不同，确定出下一轴段直径的大小。
原则：定位轴肩+ ～ ；非定位轴肩+ ～ ；

2. 低速轴Ⅱ的设计与计算
1）轴的材料及许用应力
轴的材料选用：45﹟钢+调质（热处理）
sB =640 MPa s-1 =275Mpa t-1 =155Mpa [s-1] =275Mpa
2）轴的最小直径的确定
d2≥＝29.97mm A0根据轴选材料取110
∴ 取 d2min＝30mm （考虑到与轴1等强度的设计）
3）轴的结构设计

3. 低速轴Ⅱ的强度校核计算
1）轴的计算简图（a）
计算齿轮2所传递的力
圆周力 其中：d1=59.397mm; T1=57.7Nm
径向力 d2=3.487×59.397=207.12mm
轴向力

2）求水平面的支承反力（b）

3）绘制水平面的弯矩图（b）

4）求垂直面的支承反力（C）

5）绘制垂直面面的弯矩图（C）

6）绘制合成弯矩图（d）

7）绘制扭矩图（e）

8）求危险截面当量弯矩
由合成弯矩图及扭矩图可看出，危险截面在a处。取折合系数a=0.6

9）校核轴的强度
轴的计算应力为：
强度符合要求。
六．轴承的选择及计算
1.轴承类型的选择
根据结构设计、轴承的工作环境及受力情况，轴I和轴Ⅱ上所用轴承均采用深沟球轴承，其型号均为 6208 。
2. 低速轴Ⅱ轴承的选择计算
1）深沟球轴承6208的额定动、静载荷
查表: C=29.5KN（额定动载荷） C0=18KN（额定静载荷）
2）预期计算寿命

3）计算轴承当量动载荷
1.计算轴承1与轴承2所承受的径向载荷Fr1和Fr2

2.计算轴承1与轴承2所承受的轴向载荷Fa1和Fa2

3.确定判断系数e及载荷分配系数X、Y

故取X1=1 Y1=0 ；X2=0.56 Y2=1.99
4.计算当量动载荷P

4）计算轴承实际寿命
两个轴承中，取当量动载荷计算值大者P2作为寿命计算依据。

满足寿命要求

七．键联接的选择及校核计算

1）低速轴Ⅱ键的类型及尺寸
在轴Ⅱ上，齿轮2与之相连接，连接的形式采用普通平键连接，键的尺寸要根据轴的直经及连接轴段的长度来选择。
在a-a位置处： 选用A型键 b=12 h=8 L=43 (轴径d=f43)
在b-b位置处： 选用A型键 b=8 h=7 L=50 (轴径d=f30)
2）键的强度校核（挤压强度）
在a-a位置处：
满足强度要求

在b-b位置处：
满足强度要求

八．联轴器的选择
联轴器是连接轴Ⅱ与工作机轴之间的一个部件，由于所连接的两轴之间传递的扭矩较大，并且对中性较差，因此选用滑块联轴器。
滑块联轴器的特点：
1.可以调节轴向位移；2.可以调节角度位移；3.可以调节径向位移。
计算依据： Tca=KAT=1.3*187.21=243.37Nm n=136.71r/min
故选择联轴器的参数为：滑块联轴器 许用转矩T=250 Nm，最高转速n=250r/min。
九．润滑与密封
1）齿轮的润滑
采用浸油润滑，由于齿轮传动的线速度为1.48m/s，所以浸油高度约为一个齿高。
2）滚动轴承的润滑
由于齿轮传动的线速度为1.48m/s小于2 m/s，所以轴承选用脂润滑。
3）润滑油的选择
齿轮所用润滑油，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。
4）密封方法的选取
选用凸缘式端盖易于调整，采用梯形槽油毡密封。
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。
参考资料目录
[1] 《机械设计基础》，高等教育出版社，杨可桢，程光蕴主编，2006年5月第五版；
[2] 《机械设计课程设计》，浙江大学出版社，陈秀宁，施高义主编，2004年10月第二版；
[3]《简明机械设计手册》，同济大学出版社，洪钟德主编，2002年5月第一版；
[4]《减速器选用手册》，化学工业出版社，周明衡主编，2002年6月第一版；
[5]《工程机械构造图册》，机械工业出版社，刘希平主编
[6]《机械制图（第四版）》，高等教育出版社，刘朝儒，彭福荫主编，2001年8月第四版；