一级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计(23页).docx

-一级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计-第 19 页课 程 设 计 说 明 书题目： 一级斜齿圆柱齿轮减速器 二级学院年级专业学 号学生姓名指导教师教师职称 目 录 第一部分 绪论1 第二部分 课题题目及主要技术参数说明2 2.1 课题题目 2 2.2 主要技术参数说明 2 2.3 传动系统工作条件 2 2.4 传动系统方案的选择 2第三部分 减速器结构选择及相关性能参数计算3 3.1 减速器结构 3 3.2 电动机选择 3 3.3 传动比分配 4 3.4 动力运动参数计算 4第四部分 齿轮的设计计算6 4.1 齿轮材料和热处理的选择 6 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 7 4.3 齿轮的结构设计 8第五部分 轴的设计计算 11 5.1 轴的材料和热处理的选择11 5.2 轴几何尺寸的设计计算11 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径11 5.2.2 轴的结构设计11 5.2.3 轴的强度校核15第六部分 轴承、键和联轴器的选择 18 6.1 轴承的选择及校核18 6.2 键的选择计算及校核19 6.3 联轴器的选择20第七部分 减速器润滑及密封装置的选择 21 7.1 润滑的选择确定21 7.2 密封的选择确定21 第八部分 总结 22参考文献 23计 算 及 说 明计算结果第一部分 绪论机械设计课程设计是我们机械类、近机类专业学生独立完成的一次较为全面的机械设计综合训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合实践教学环节。本课程设计主要内容是进行一级斜齿圆柱齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计、机械制图、材料力学、公差与互换性等多门课程知识。第一，机械设计课程设计的目的是：通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关先修课程的理论和知识，结合生产实际知识，使学生所学的理论知识得到巩固，深化和扩展。第二、机械设计课程设计，通过设计实践，树立正确的设计思想，初步培养学生对机械工程设计的独立工作能力，使学生具有初步的机构选型与组合和确定传动方案的能力，为今后的设计工作打下良好的基础，培养团队协作，相互配合的工作作风。第三、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。第四、机械设计要注意的问题：独立思考，继承创新，强调实用经济性，使用标准和规范，及时检查和整理计算结果。机械设计课程设计的题目是一级斜齿圆柱齿轮传动装置的设计，设计内容包括：确定传动装置总体设计方案，选择电动机；计算传动装置运动和动力的参数；传动零件，轴的设计计算；轴承，联轴器，润滑，密封和联接件的选择与校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计说明书。计 算 及 说 明计算结果第二部分 课题题目及主要技术参数说明2.1 课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱斜齿齿轮减速器。2.2 主要技术参数说明 输送带的最大有效拉力F=2600N，输送带的工作速度V=1.5 m/s，输送机滚筒直径D=320 mm。2.3 传动系统工作条件 带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。2.4 传动系统方案的选择 图2-1 带式输送机传动系统简图计 算 及 说 明计算结果第三部分 减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构选择单级斜齿圆柱齿轮，适用于较高速场合，常用传动比6。3.2 电动机选择因为输送机连续单向运转，载荷较平稳，因此选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。工作所需的电动机输出功率为Pd 查参考文献7P9表2-1选出 带传动 轴承 齿轮 轴承 联轴器鼓轮传动总效率 根据主要参数 F=2.6k N V=1.5m/s D=320mm得出电动机输出功率卷筒的工作转速查参考文献2P6中表2-1，取V带传动常用的传动比范围，单级圆柱齿轮传动比范围，则总传动比的合理范围为，故电动机转速可选范围为：计 算 及 说 明计算结果查参考文献6P236表20-1，符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min，根据计算出的容量，查出两种型号适合的电动机如下： 电动机相关数据及其传动比方案电机型号额定功率/kW电动机转速r/min总传动比i同步转速满载转速1Y132S2-45.51500r/min1430r/min162Y132M2-65.51000r/min960r/min16 3Y160M2-85.5750r/min720r/min12综合考虑，电动机和传动装置尺寸以及带传动和减速器的传动比，可见选用Y132S2-4较为合适。3.3 传动比分配由选定的电动机满载转速作机主动轴转速，可得传动装置总传动比为：分配减速器各级传动比查参考文献2P6表2-1取V带传动的传动比 ，则减速器的传动比 为初定： （带传动） （单级减速器）3.4 动力运动参数计算电机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，低速轴为2轴。电机轴： 输入轴1： 输出轴2： 计 算 及 说 明计算结果3.4.1 各轴输入功率 电机功率： 输入轴功率： 输出轴功率： 3.4.2 各轴转矩 电机转矩： 输入轴转矩： 输出轴转矩： 运动和动力参数计算结果如下： 参 数电动机轴输入轴输出轴转速（r/min）1430476.789.9功率（KW）4.4984.324.23转矩（）3086.5450传动比35.3效率0.960.97计 算 及 说 明计算结果第四部分 齿轮的设计计算4.1 齿轮材料和热处理的选择查参考文献1P198表10-1,初选小齿轮的材料为45钢经调质处理,硬度为，初选大齿轮的材料为45钢经正火处理,硬度为，取，小齿轮硬度为，取，大齿轮硬度为，由查参考文献2P215表19-2,取齿轮等级精度为8级,初选计算齿面接触疲劳强度查参考文献1P200表10-14，取 ，查参考文献1P203表10-5，10-20，取, 则， 齿数取 ，则 齿形系数 查参考文献1 P200-201表10-17，表10-18得， 1，初选小齿轮的材料为45钢，调质处理。2，初选大齿轮的材料为45钢，正火处理。计 算 及 说 明计算结果 ， 查参考文献1P236得， ， 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 a.计算小齿传递转矩: 查参考文献5P264表10-7，取齿宽系数 查参考文献5P267表10-3，取载荷系数 b.确定中心距 为便于制造和测量,初定:. c.选定模数齿数和螺旋角 初选: 则. 由得: 初选: 计 算 及 说 明计算结果 取,则: 取,则: . 取,. 齿数比: 与的要求比较,误差为0.75%,可用，则: 满足要求.4.3 齿轮的结构设计 a.计算齿轮分度圆直径、大小齿轮中心距 小齿轮: 大齿轮: 中心距： b.齿轮宽度 取计 算 及 说 明计算结果 圆整得大齿轮宽度:取小齿轮宽度:c.校核齿轮弯曲疲劳强度 所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求,此种设计合理.名称符号公式齿1齿2齿数25132分度圆直径51.60272.42齿顶高22齿根高2.52.5齿顶圆直径55.60276.42齿根圆直径46.60267.42中心距162.01孔径b齿宽4641断面模数2.064螺旋角一般取14.27全齿高4.5顶隙0.5计 算 及 说 明所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求,此种设计合理.计算结果图4-1计 算 及 说 明计算结果第五部分 轴的设计计算5.1 轴的材料和热处理的选择选材45钢,调质处理.查参考文献1P358表15-1,得HBS为217255 .5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 查参考文献1 P366表15-3,取: 轴: 轴:取最大转矩轴进行计算,校核.考虑有键槽,将直径增大,则: . 5.2.2 轴的结构设计 输入轴的各段直径的确定 考虑有键槽,将直径增大,则: . 选凸缘联轴器，考虑到齿轮轴的直径大小，取其标准内孔直径d=40mm。 与联轴器相连的轴段是最小直径，取d4=40mm联轴器定位轴肩高度取h=5mm，则d3=d1=45mm；选6029型轴承，齿轮两端的轴承、轴肩取d=5mm，故d2=50mm。 轴承宽度B=19mm（查参考文献4P123表6-1），小齿轮宽度b=46mm。选材45钢,调质处理.计 算 及 说 明计算结果图5-1计 算 及 说 明计算结果 输出轴的各段直径的确定 考虑有键槽,将直径增大,则: 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，。 从动轴各段直径的确定。 齿轮由轴环、套筒固定，左端轴承采用嵌入式，轴承盖和套筒固定，右端轴承采用轴肩和嵌入式轴承盖固定。齿轮和左端轴承从左侧装拆，右端轴承从右侧装拆。 轴承宽度，齿轮宽度，轴承宽度。箱体内侧与轴承端面间隙，齿轮与箱体内侧的距离。与之对应的各轴长度分别为；。轴图如5-2所示。计 算 及 说 明计算结果图5-2计 算 及 说 明计算结果 5.2.3 轴的强度校核 按弯矩复合强度计算 大齿轮分度圆直径d =272mm 此段轴的直径d=65mm 齿轮所受的转矩T=450N·m图5-3计 算 及 说 明计算结果 圆周力 径向力 轴向力 (1)画水平平面的弯矩图5-3. 由上面受力分析可得： 1） 2） 求解上面1），2）方程组得： 则 （2）画竖直平面的弯矩图，通过列竖直水平面方程可得，如图5-3所示为竖直方向的受力分析。 (3)画合成弯矩图5-3，计算合成弯矩得：（4） 画转矩图，计算转矩得,如图5-3所示 （5）画当量弯矩图，转矩按脉动循环，取则： 计 算 及 说 明计算结果 由当量弯矩图可知C截面为危险截面，当量弯矩最大值为： （6）验算轴的直径 因为C截面有一键槽，所以需要将直径加大5%， 则 ，而C截面的设计直径为65mm,所以强度足够。 计 算 及 说 明计算结果第六部分 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核 1.轴承的选择 查参考文献2P165表15-1： 轴承1：深沟球轴承60211（GB/T 297-1994） 轴承2：深沟球轴承60209（GB/T 297-1994） 2.轴承2的校核 （1）深沟球轴承60209，查参考文献2表15-3： （2）计算径向载荷 查参考文献1表13-6，取 (3)求当量动载荷 由查参考文献1P326得， 则 则 因为,则按轴承计算轴承1：深沟球轴承60211轴承2：深沟球轴承60209 计 算 及 说 明计算结果 （4）寿命计算 查参考文献1P356表13-1得，滚子轴承 查参考文献1P360 表13-4， 查参考文献1P367 表13-6，因此满足要求，轴承校核合格6.2 键的选择计算及校核 1.输入轴： 键 2.大齿轮： 键 3.输出轴： 键 4.小齿轮： 键 查参考文献1表6-2， 强度条件: 键1： 键2： 键3： 键4： 所有键均符合要求. 键1：键2：键3：键4：所有键均符合要求.计 算 及 说 明计算结果 6.3 联轴器的选择 选择轴与轴联轴器为弹性柱销联轴器 型号为：型联轴器: 公称转矩:许用转速:质量:。计 算 及 说 明计算结果第七部分 减速器润滑及密封装置的选择7.1 润滑的选择确定 减数器的润滑方式：飞溅润滑方式 选择润滑油：工业闭式齿轮油（GB5903-95）中的一种。 7.2 密封的选择确定 密封类型的选择：密封件：毡圈1 50 JB/ZQ4606-86 毡圈2 40 JB/ZQ4606-86计 算 及 说 明计算结果第八部分 总结机械设计课程设计是机械设计课程当中一个很重要的环节，我们平时上课就是按部就搬地学习，学的比较散、知识掌握得不是很牢固、没有真正地联系贯通和通过实践检验过。此次设计课程将我们所学的知识系统地联系起来，让我们用自身所学的知识去处理实际生活中的问题，真正地做到“学以致用”。在2周的课程设计实践里，我不仅巩固了所学课程，比如互换性与测量技术，机械原理，还让我熟悉了减速器的设计过程和各个环节之间应注意的问题，提高了我的动手能力和大局思维能力。在设计方面我们没有经验，理论知识学的不够牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，例如轴承强度不够，可能强度够了，却引起了轴所受载荷的改变，以致要重新核算等。此过程还培养了我们综合运用所学课程理论知识解决实际问题的能力，同时让我们看到自己的不足，这些都是我们在以后的学习过程中应该注意和攻克的问题。本次课程设计我们学会了很多，也收获了很多，进一步巩固了Word、AutoCAD、Proe的基础学习；在今后的工作中我们会将本次课程设计中所学到的知识、品质和精神一同带进去，发挥其作用。在此过程中，老师的耐心讲解和指导也使我们在知识方面增长很多。在这里，真诚地说声，老师，谢谢，您辛苦了！希望学校以后能更多的组织类似的设计，让我们能够学到更多书本上没有但是很重要的知识。计 算 及 说 明计算结果参 考 文 献 1 濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计M.9版，北京：高等教育出版社，2015.2 吴宗泽，高志，罗圣国.机械设计课程设计手册S.4版,北京：高等教育出版社，2012.3 徐学林.互换性与测量技术基础M.长沙：湖南大学出版社，2005.4 范元勋，宋梅利，梁医.机械设计课程设计指导书M.南京：南京理工大学，2007.5 王昆，何小柏，汪信远.机械设计 机械设计基础课程设计. 北京：高等教育出版社，1995.6 王大康，卢颂峰.机械设计课程设计手册.4版.北京高等教育出版社，2012.7 朱文坚，黄平.机械设计课程设计。北京：工业大学出版社，2000.8 巩云鹏，田万禄，张伟华.机械设计课程设计.北京：科学出版社，2008.9 杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础.6版.北京：高等教育出版社，2013.10 成大先.机械设计手册.5版.北京:化学工业出版社，2008.11 郑文纬，吴克坚.机械原理.7版.北京：高等教育出版社，1997.12 何铭新，钱可强，徐祖茂.机械制图.6版.北京：高等教育出版社，2010.