机械设计课程设计设计链板式输送机机传动装置的二级直齿圆柱齿轮减速器.doc

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1、目 录一、设计任务书2二、传动系统方案的分析与拟定2三、电动机的选择计算2四、计算传动装置分配各级传动比3五、传动装置运动及动力参数的计算4六、联轴器的择5七、传动零件的设计计算5八、轴的计算11九、轴承的选择和计算13十、键联接的选择和计算13十一、润滑方式、润滑油牌号、密封类型的选择和装油量计算14十三、减速器箱体设计16十四、设计小结17十五、参考文献19 计算及说明结果一、设计任务书1设计任务设计链板式输送机机传动装置的二级直齿圆柱齿轮减速器2原始数据(1).链条曳引力F=6000N(2).链条速度V=0.35m/s(3).链条节距p=125mm(4).链轮齿数Z=6(5).每日工作时

2、数 h=16h(6).传动工作年限 5年(7).开式齿轮的传动比i=43工作条件 传动不逆转，有轻微的振动，起动载荷为名义载荷的1.5倍， 主轴转速允许误差为。二、传动系统方案的分析与拟定由电动机带动高速级齿轮转动，再由低速级齿轮经联轴器将动力传递给开式齿轮，再由开式齿轮传给链轮。闭式齿轮传动瞬时速比稳定，传动效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑，外形尺寸小，用于速度较高或载荷较重的传动。三、电动机的选择计算1选择电动机的类型及原因：选择Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V。此类型电动机是按照国际电工委员会(IEC)标准设计的，具有国际互换性的特点，应用广泛。其结构简单、起动性能

3、好、工作可靠、价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合。2传动装置的总效率：按表2-3确定各部分效率： 联轴器的效率 轴承的效率 齿轮传动的效率 链轮效率 3电动机型号的选择： 根据题意要求选择同步转速720r/min，额定功率4kw,故选择Y160M1-8 ，查表2.1，电动机数据及计算出的总传动比列于下表方案电动机型号额定功率电机转速同步转速满载转速Y160M1-84750720由表2.3查取电动机轴外伸端尺寸：H=160mmm D=42mm E=110mm F=12mm G=37mm.四、计算传动装置分配各级传动比1传动装置的总传动比：2分配传动装置各级传

4、动比：由题目可知开式齿轮传动比则减速器内的传动比为 低速级传动比高速级传动比 五、传动装置的运动和动力参数的计算输入功率、转速和转矩(1)0轴（电机轴）： (2) 轴 (3)轴(4)轴(5) 轴 (6）输出轴 输出功率、转速和转矩将上述运动和动力参数的计算结果汇总下 轴名参数传动比i效率转速n(r/min)输入功率P(KW）输入转矩T() 轴0.957202.7937.01 轴30.952402.76109.83 轴2.240.94106.992.62233.86 轴0.94106.992.47220.47输出轴40.9426.752.32592.67六、 联轴器的选择 根据 用于高速轴查附表

5、3.1 和附表3.4弹性柱销HL3联轴器 轴孔直径 30 32 35 38mm根据 用于低速轴查附表3.1和附表3.5十字滑块联轴器 轴孔直经 20 25 30 mm七、减速器传动零件设计圆柱齿轮传动的设计计算：一、高速级：（1） 选择齿轮材料采用软齿面闭式齿轮传动 由表11.8查得：小齿轮选用40，调质处理，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度为217255HBS。 由表11.20 选8级精度 齿面粗糙度 （2） 确定许用应力 由表11.9查得： 由表11.25查得： 小齿轮接触疲劳极限 大齿轮接触疲劳极限 查图11.28得： 许用接触应力： 依据：当大小齿轮都

6、是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高2050HBS。硬齿面齿轮的承载能力较高，但需专门设备磨齿，常用于要求结构紧凑或生产批量大的齿轮。当大小齿轮都时硬齿面时，小齿轮的硬度应略高，也可和大齿轮相等。（3）齿面接触疲劳强度设计：设齿轮按8级精度选择齿宽系数 查表11.19得 =1 选择载荷系数K 查表11.10得 K=1.1小齿轮上的转矩小齿轮分度圆直径 齿轮的模数取,则 模数 根据表11.3取标准模数 m=2mm 齿轮几何尺寸的计算 取 中心距 (4) 验算轮齿弯曲强度 齿形系数 查表11.12得 应力修正系数 查

7、表11.13得 由表11.9查得 许用弯曲应力 查图11.26 查图11.27得： 许用弯曲应力： （5）齿轮的圆周速度 根据表11.21可知，选用8级精度实合适的。几何尺寸计算： 二、 低速级： 由表11.8得 材料： 小齿轮 45钢调质 硬度217-255HBS 大齿轮 45钢调质 硬度217-255HBS 由表11.20 选用8级精度 齿面粗糙度 查表11.10 载荷系数K=1.1 查表11.19 齿宽系数 小齿轮上转矩 齿数， 圆整 实际传动比 误差 许用接触应力 查图11.25得 查表11.9得 查图11.28得 小齿轮分度圆直径： 由表11.3 取标准模数 m=4mm 主要尺寸 取

8、 按齿根弯曲疲劳强度校核 齿形系数 查表11.12 应力修正系数 查表11.13 许用弯曲应力 由图11.26 得 由表11.9 得 由图11.27 得 齿轮的圆周速度 由表11.21 知 选8级精度最合理 几何尺寸计算： 八、 轴的计算功率kw转速r/min转矩NmI 轴2.9472037.01 轴2.76240109.83 轴2.62106.99233.86I轴1 材料的选择 由表16.1 查得 用45号钢，进行调质处理， 由表16.3得 2估算轴的最小直径 根据表11.6，=107-118为取值范围 估算轴的直径： 因为轴上开有一个键槽，考虑到键槽对轴强度的削落，应增大轴径，此时轴径应增

9、大3%-5% 查设计手册 轴段上有联轴器需要定位，因此轴段应有轴肩， 轴段安装轴承，必须满足内径标准，故 轴段 轴段轴段按弯扭合成强度校核轴颈圆周力 径向力水平 垂直 合成 当量弯矩 校核 九、轴承的选择和计算 因为考虑到轴承主要承受径向载荷及较小的轴向载荷，选取深沟球轴承。 根据初估轴承处的轴的直径，由表4.2进行轴承型号的选择高速轴：选取轴承类型6204 基本尺寸 6210 基本尺寸 低速轴：选取轴承类型6206 基本尺寸 计算轴承的径向力 高速轴 低速轴 轴承的寿命计算校核 查表17.8 X=1 查表17.9 附表4.2 高速轴 N 轴承工作时间 142356.7h 合格十、键联接的设计

10、和强度校核 轴I上零件的轴向固定：联轴器及齿轮处均采用A型普通平键连接，参考表5.25，GB/T1095、1096-2003。联轴器上键为；齿轮处键为。许用挤压应力 键、轴和轮毂的材料都是45钢，由表，查得许用挤压应力，取其平均值。校核联接大齿轮和低速轴的键 联接大齿轮和低速轴的键采用普通A型平键。尺寸为。键的工作长度为。键与轮毂键槽的接触高度 故满足挤压强度要求。3校核联接低速轴与联轴器的键 联接低速轴与联轴器的键采用普通A型平键。尺寸为。键的工作长度为。键与轮毂键槽的接触高度 故满足挤压强度要求。十一、减速器润滑方式、润滑油牌号、密封类型的选择和装油量计算轴承润滑方式和润滑油牌号的选择低速

11、轴上轴承：高速轴上轴承：轴承均采用脂润滑。选用通用锂基润滑脂（GB7324-87），牌号为ZGL1。其有良好的耐水性和耐热性。适用于-20至120宽温度范围内各种机械的滚动轴承、滑动轴承及其他摩擦部位的润滑。润滑脂的装填量不宜过多，一般不超过轴承内部空间容积的1/32/3。齿轮润滑方式、润滑油牌号的选择和装油量的计算闭式齿轮传动的润滑方法采用浸油润滑。在齿轮传动时，就把润滑油带到啮合的齿面上，同时也将油甩到箱壁上，借以散热。齿轮浸入油中油的深度不宜超过高速级大齿轮的一个齿高，亦不应小于10mm，不得超过低速级大齿轮分度圆半径的1/3。为避免齿轮转动时将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，应

12、使大齿轮齿顶距油池底面的距离不小于3050mm。现取为密封类型的选择（）轴外伸处的密封设计为防止润滑剂外漏及外界的灰尘、水分和其他杂质渗入，造成轴承磨损或腐蚀，应设置密封装置。轴承为脂润滑，选用毡圈油封，材料为半粗羊毛毡。（）剖分面的密封设计在剖分面上涂水玻璃，以防止漏油。十二、减速器箱体设计减速器箱体是支承和固定轴系部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础零件，因此，应具有足够的强度和刚度。为提高箱体强度，采用铸造的方法制造。为便于轴系部件的安装和拆卸，箱体采用剖分式结构，由箱座和箱盖组成，剖分面取轴的中心线所在平面,箱座和箱盖采用普通螺栓连接，圆柱销定位。减速器箱体是支承和固定轴系

13、部件、保证传动零件正常啮合、良好润滑和密封的基础零件，因此，应具有足够的强度和刚度。为提高箱体强度，采用铸造的方法制造。减速器箱体的结构设计 首先保证足够的箱体壁厚，箱座和箱盖的壁厚取。其次，为保证减速器箱体的支承刚度，箱体轴承座处要有足够的厚度，并设置加强肋，且选用外肋结构。为提高轴承座孔处的联接刚度，座孔两侧的连接螺栓应尽量靠近（以避免与箱体上固定轴承盖的螺纹孔干涉为原则）。为提高联接刚度，在轴承座旁联接螺栓处做出凸台，要有一定高度，以留出足够的扳手空间。由于减速器上各轴承盖的外径不等，各凸台高度设计一致。 另外，为保证箱座与箱盖的联接刚度，箱盖与箱座联接凸缘应有较大的厚度。为保证箱体密封

14、，除箱体剖分面联接凸缘要有足够的宽度外，合理布置箱体凸缘联接螺栓，采用对称均匀布置，并不与吊耳、吊钩和定位销等发生干涉。油面位置及箱座高度的确定对于圆柱齿轮，通常取浸油深度为一个齿高，对于多级传动中的低速级大齿轮，其浸油深度不得超过其分度圆半径的1/3。为避免传动零件传动时将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，应使大齿轮齿顶圆距油齿底面的的距离不小于3050mm。取45mm。箱体结构的工艺性由于采用铸造箱体，所以要注意铸造的工艺要求，例如注意力求壁厚均匀、过渡平缓，外形简单；考虑液态金属的流动性，箱体壁厚不应过薄，砂形铸造圆角半径取；为便于造型时取模，铸件表面沿拔模方向设计成的拔模斜度，以

15、便拔模方便。箱体与其他零件的结合处，如箱体轴承座端面与轴承盖、窥视孔与视孔盖、螺塞等处均做出凸台，以便于机加工。设计箱体结构形状时，应尽量减小机械加工面积，减少工件和刀锯的的调整次数。例如同一轴心线上的两轴承座孔的直径应尽量一致，以便镗孔并保证镗孔精度，取两轴承座孔的直径相同。箱体的加工面与非加工面必须严格分开,加工处做出凸台()。螺栓头部或螺母接触处做出沉头座坑。箱体形状力求均匀、美观。减速器附件的结构设计要设计启盖螺钉，其上的螺纹长度要大于箱盖联接凸缘的厚度，钉杆端部要做成圆柱形，加工成半圆形，以免顶坏螺纹。为了保证剖分式箱体轴承座孔的加工与装配精度，在箱体联接凸缘的长度方向两端各设一圆锥

16、定位销。两销间的距离尽量远，以提高定位精度。定位销直径一般取，取，长度应大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度，以利于装拆。为了拆卸及搬运减速器，在箱盖上装有吊环，吊环螺钉为标准件见表10-11；在箱座两端凸缘下面直接铸出吊钩，用于调运整台减速器。根据表4-1计算得铸铁减速器箱结构尺寸列于下表名 称符 号减 速 器 型 式及 尺 寸 关 系箱座壁厚箱盖壁厚箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱座底凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目4轴承旁联接螺栓直径 箱盖与箱座联接螺栓直径 联接螺栓的间距150-200轴承端盖螺栓的直径窥视孔盖螺钉直径 定位销直径 外箱壁至轴承座端面距离C1 +C2+(510)= 55mm大齿轮顶

17、圆与内箱壁距离1.2=12 mm，取齿轮端面与内箱壁距离=8 mm取10mm箱盖、箱座筋厚0.851=8.5mm0.85=8.5mm十三、 设计小结 本次设计主要分为两部分，首先是数据计算，然后是图形的绘制。课程设计是一个从无到有的过程，也让我对机械这门专业有的更加深刻的认识。同时，课程设计也让我对书本上的知识真正做到了融会贯通。 先从数据计算说起，老师只给了相当少的原始数据，而我要做的是根据数据和书上的公式再加上自己的判断制定合理的传动结构，传动比等。一开始接到课程设计的任务时看到数据就傻眼了，没有想到，那么多繁杂的数据，仅仅只是这几个数据所推算出来的。但我还是很快进入了状态，遵从老师的建议

18、照着书上的设计例题，一点一点把数据算了出来，第一次算了六个小时，只算出了两对齿轮的数据，后来经过老师的检查还有一组数据有问题。在经过指导老师的纠正之后我进行了第二次数据的演算，最终算出了正确的齿轮尺寸。但是在进行下一步工作的时候却遇到了麻烦，关于轴的校核运用到了理论力学的相关知识，由于对力学知识的不足，只能先去看书，把力学的知识补回来再进行计算，这让我深刻地体会到了课程设计不只关乎机械基础一门科目，它也贯穿了机械相关的其他科目，有一门知识的欠缺，课程设计都不能很好地完成。 再说到绘图，纵观整个绘图过程，怎一个艰辛了得，连续四天，每天作图十小时以上，腰疼，眼花，是我对绘图最直观的感受，另外绘图还需要严谨和持之以恒的耐心，在完成作图之后，对我这一次的课程设计用一句话总结就是：在困境中成长。十四、参考文献1 陈立德主编.机械设计基础课程设计第二版.高等教育出版社.2010年8月2张黎骅，郑严.新编机械设计手册.人民邮电出版社.2008年1月3陈立德主编.机械设计基础第二版.高等教育出版社.2007年7月 =1K=1.1