机械设计课程设计二级圆柱直齿减速器课程设计说明书.doc

机械设计基础课程设计说明书题目：班级：姓名：学号：指导老师：完成日期：洛阳理工学院目 录一 课程设计书 二 设计要求 三 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 齿轮的设计 6. 联轴器、滚动轴承和传动轴的设计 7. 键联接设计 8. 箱体结构的设计 9.润滑密封设计 四 设计小结 五 参考资料 一. 课程设计书设计课题：设计带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器、1. 载荷情况：载荷平稳、单项运动 2.工作制度：单班制 3.使用年限：八年、大修期四年 4.设计参数：输送带工作拉力 F=2600N,输送带工作速度 V=1.2m/s 滚筒直径 D=300mm 5.输送带速度允许误差为 二. 设计要求1.减速器装配图一张(A1)。2.CAD绘制或手工绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 齿轮的设计6. 联轴器、滚动轴承和传动轴的设计7. 键联接设计8. 箱体结构设计9. 润滑密封设计1.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. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案：2. 电动机的选择1)选择电动机的类型 按工作要求和条件选择Y系列一般用途的全封闭自扇冷笼型三相异步电动机。2） 选择电动机容量工作机所需的功率：电动机的输出功率：其中为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率，=查课程设计书附表10-1得：因此，=，所以根据选取电动机的额定功率,并由附表10-112查的电动机的额定功率为=4kw。3） 选择电动机的转速 先计算工作机主轴的转速，也就是滚筒的转速 根据表3-1确定传动比的范围，取单级圆柱齿轮传动比为3-5,则总传动比范围为在这个范围内的电动机的同步转速有750r/min和1000r/min两种，综合考虑电动机和传动装置的情况再确定最后的转速，为降低电动机的重量和成本，选用同步转速为1000r/min。根据同步转速查表10-112确定电动机的型号为Y132M1-6，其中满载转速为=960r/min。此外，电动机的中心高、外形尺寸、轴伸尺寸等都可查表得出。3.确定传动装置的总传动比和分配传动比1)总传动比2）分配各级传动比，取高速级齿轮传动比为，则低速级齿轮传动比：4.计算传动装置的运动和动力参数1）各轴的转速 2) 各轴的功率 3） 各轴的转矩 最后，计算结果如下表：参数轴名电动机轴1轴2轴3轴滚动轴转速n/(r/min）96096024057.2857.28功率p/（km)43.923.763.613.51转矩T/（N.M)39.839149.6601.9585.2传动比i144.191效率0.980.960.960.975. 齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算 1）选定齿轮传动类型、精度等级、材料、热处理方式、确定许用应力按课本图11-37所示传动方案选用直齿轮圆柱齿轮传动。考虑此减速器功率较小，故大小齿轮都选用软齿面。材料选用高速级大、小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS .齿轮按7级精度制造2） 按轮齿弯曲疲劳强度设计 齿轮模数确定公式内数值：1. 初步选定齿轮参数：2. 小齿轮的名义转矩3. 计算载荷系数K 4. 查取复合齿形系数 5. 计算大、小齿轮的并进行比较 6. 计算重合度系数：7. 设计计算 mm3） 几何尺寸计算 故取4）校核齿面接触疲劳强度 5） 齿轮的实际圆周速度 因为初估值，所以对照表11-9可知选7级精度是合适的，且由于所选值差距不大，对K影响很小，故无需修正以上设计计算（一）低速级齿轮传动的设计计算 1）选定齿轮传动类型、精度等级、材料、热处理方式、确定许用应力按课本图11-37所示传动方案选用直齿轮圆柱齿轮传动。考虑此减速器功率较小，故大小齿轮都选用软齿面。材料选用高速级大、小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS .齿轮按7级精度制造3） 按轮齿弯曲疲劳强度设计 齿轮模数确定公式内数值：8. 初步选定齿轮参数：（表11-139. 小齿轮的名义转矩10. 计算载荷系数K 11. 查取复合齿形系数 12. 计算大、小齿轮的并进行比较 13. 计算重合度系数：14. 设计计算 mm4） 几何尺寸计算 故取4）校核齿面接触疲劳强度 6） 齿轮的实际圆周速度 因为初估值，所以对照表11-9可知选7级精度是合适的，且由于所选值差距不大，对K影响很小，故无需修正以上设计计算以上计算列表如下：齿轮组（mm）（mm）（mm）（mm）a（mm）m高速级72252807216224843低速级9027010090180309037. 联轴器、传动轴承和传动轴的设计（1）、中间轴的设计1)选择轴的材料、确定许用应力普通用途中、小功率减速器选用45钢，正火处理。查课本表15-2取，由表15-7的 选2）按扭转强度初估轴的最小直径由课本表15-5查得A=110，则 3） 确定齿轮和轴承的润滑 计算齿轮圆周速度 齿轮采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。4） 轴系初步设计 1.从轴段=30mm开始，逐段选取相邻轴段的直径。高度可在（0.070.1)d范围内按经验选取，故。，标准直径应取40mm。 与轴承内径配合，为便于轴承安装，故取。选定轴承型号为6009。 2.其余尺寸。轴承宽取挡油板厚1mm，齿轮端面与箱壁距离取10mm，轴承端面与箱体内壁的距离与轴承润滑有关，此为脂润滑，取5mm，则，高速级大齿轮齿宽B=72mm，取70mm，低速级小齿轮齿宽为100mm，取98mm，两齿轮中间取8mm。（2）、输出轴的设计1)选择轴的材料、确定许用应力普通用途中、小功率减速器选用45钢，正火处理。查课本表15-2取，由表15-7的 选2）按扭转强度初估轴的最小直径由课本表15-5查得A=110，则 轴伸安装联轴器、考虑补偿轴的可能位移，选用弹性柱销联轴器。由转速n和转矩 查GB/T 5014-2003选用LX3弹性柱销联轴器，标准孔径，即轴伸直径。3） 确定齿轮和轴承的润滑 计算齿轮圆周速度 齿轮采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。4） 轴系初步设计 1.从轴段=45mm开始，逐段选取相邻轴段的直径。起定位作用，定位周建高度可在（0.070.1)d范围内按经验选取，故。该直径处将安装密封垫圈，标准直径应取55mm。与轴承内径配合，为便于轴承安装，故取。选定轴承型号为6012.与齿轮孔经配合。为了便于安装，按标准直径系列，取=65mm.起定位作用，由h=（0.070.1）d=（0.070.1）65mm=4.556.5mm，取h=5mm，=70mm。与轴承配合，取 = =60mm。为轴承轴肩，查机械设计手册，取=65mm。 2.轴向尺寸的确定 与传动零件（如齿轮、带轮、联轴器等）配合的轴段长一般略小于传动零件的轮毂宽度。设计中的轮毂宽度=(1.21.5)=（1.21.5）65mm=7897.5mm，取=b=90mm，取轴段=88mm。联轴器LX3的J型轴孔=84mm,取轴段长=82mm。与轴承配合的轴段长度如,查轴承宽度为18mm，取挡油板厚1mm，d于是 =19mm。 3.其余尺寸 其他轴段的长度与箱体等设计有关，可由齿轮开始向两侧逐步确定，一般、齿轮端面与箱壁距离取1015mm，轴承端面与箱体内壁的距离与轴承的润滑有关，油润滑时取35mm，脂润滑时取510mm，此设计取=5mm，分箱面宽度与分箱面链接螺栓的装拆空间有关，对于常用的M16普通螺栓，分箱面宽=5565mm。考虑轴承盖螺钉至联轴器距离=1015mm，初步取=55mm.则.。轴环宽度=8mm。两轴承中间跨距L=130mm. 5)轴的强度校核1. 计算齿轮受力 分度圆直径 转矩T=601.9N.m齿轮切向力 齿轮径向力 齿轮轴向力 2. 绘制轴的受力简图 3. 计算支承反力 4. 绘制弯矩图 水平平面弯矩图 b截面 垂直平面弯矩图 合成弯矩图 5. 绘制转矩图 转矩T=601.9N.m6. 绘制当量弯矩图 单项运转，转矩为脉动循环， b截面 a截面和I截面 7. 分别校核a和b截面 考虑键槽， 实际直径分别是45mm，65mm，强度足够。 6)寿命校核 其中 取 =3，取X=1,Y=0=<C故所选轴承足够用（3）、输入轴的设计1)选择轴的材料、确定许用应力普通用途中、小功率减速器选用45钢，正火处理。查课本表15-2取，由表15-7的 选2）按扭转强度初估轴的最小直径由课本表15-5查得A=110，则 轴伸安装联轴器、考虑补偿轴的可能位移，选用弹性柱销联轴器。由转速n和转矩查GB/T 5014-2003选用LX1弹性柱销联轴器，标准孔径，即轴伸直径。 5） 确定齿轮和轴承的润滑 计算齿轮圆周速度 齿轮采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。6） 轴系初步设计 1.从轴段=20mm开始，逐段选取相邻轴段的直径。高度可在（0.070.1)d范围内按经验选取，故。，标准直径应取25mm。 与轴承内径配合，为便于轴承安装，故取。选定轴承型号为6006。取35mm 2.其余尺寸。联轴器LX3的Y型轴孔=52mm,取轴段长=50mm,轴承宽取挡油板厚1mm，齿轮端面与箱壁距离取10mm，轴承端面与箱体内壁的距离与轴承润滑有关，此为脂润滑，取5mm，则，高速级大齿轮齿宽B=80mm，取78mm，取8mm，则由以上计算总结轴承列表的：各轴输入轴中间轴输出轴联轴器型号LX1无LX3轴承型号600660096012 7.键的设计和计算 1)输出轴上键的设计1. 键的类型及其尺寸选择 齿轮传动要求轮与轴的对中性好，故选用A型平键连接。根据轴径d=65mm。由表4-1查得键宽b=18mm，键高h=11mm，因为轮毂长度为88mm，故取标准键长L=78mm2. 将=（78-18）mm=60mm，k=0.4h=4.4mm代入挤压应力式 由表4-1查得许用挤压应力 ，所以挤压足够！由普通平键标准查得轴槽深t=7.0mm，轮毂槽深=4.4mm 同上可选取其他轴上键的型号、列表得：键输出轴键输出轴键1中间轴键1中间轴键2输入轴键2输入轴键1型号18*1114*912*812*86*612*8轴t（mm）7.05.55.05.03.55.0轮毂（mm）4.43.83.33.32.83.38.箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1. 机体有足够的刚度 在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H为40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为10，圆角半径为R=3。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计 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M6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 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.G 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果箱座壁厚0.025a+810箱盖壁厚9箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M24地脚螺钉数目查手册6轴承旁联接螺栓直径M12机盖与机座联接螺栓直径=（0.50.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8，至外机壁距离查机械课程设计指导书表5-1342218，至凸缘边缘距离查机械课程设计指导书表5-12816外机壁至轴承座端面距离=+（812）50大齿轮顶圆与内机壁距离>1.215齿轮端面与内机壁距离>10机盖，机座肋厚9 8.5轴承端盖外径+（55.5）120（1轴）125（2轴）150（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）125（2轴）150（3轴）9. 润滑密封设计 对于二级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，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=30 =34所以H+=30+34=64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，选150mm。并匀均布置，保证部分面处的密封性。四 设计小结 五 参考资料