本科毕业设计论文--机械设计课程设计单级圆柱斜齿轮减速器说明书.doc

19课程设计计算说明书课程设计任务：1、设计带式输送机的传动系统，采用一级齿轮减速器。2、原有数据运输带有效拉力 F = N运输带工作速度 v = m/s运输带卷筒直径 D = mm3、工作条件连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用年限10年，小批量生产，两班制工作，运输带允许误差为±5%。4、设计任务要求：（1）、减速器装配图纸一张（A1号图纸） 一张（2）、轴、齿轮零件图纸各一张（A3号图纸） 两张（3）、设计说明书 一份参 考 文 献1 杨可桢、程光蕴、李仲生等主编，机械设计基础第六版，高等教育出版社，2013年2 龚溎义主编，机械设计课程设计指导书第二版，高等教育出版社，1990年3 龚溎义主编，机械设计课程设计图册第三版，高等教育出版社，1987年4 蔡春原主编，机械零件设计手册上册，冶金工业出版社，1994年5 蔡春原主编，机械零件设计手册下册，冶金工业出版社，1994年目 录一、传动装置总体设计 11.1 选择电动机类型11.2 选择电动机容量11.3 确定电动机转速11.4 确定传动装置的总传动比和分配级传动比_1.5 传动装置的运动和动力参数计算_二、带传动设计 _普通V形带传动_三、齿轮的设计计算 _3.1 选定齿轮材料、确定许用应力和精度等级_3.2按齿面接触强度设计_3.3验算轮齿弯曲强度_3.4齿轮的圆周速度_3.4齿轮其它尺寸_四、轴的设计计算 _4.1选择轴的材料_4.2输出轴的功率、转速、转矩_4.3初步确定轴的最小直径_4.4轴的结构设计_4.4危险截面的强度校核_五、轴承的选择及校核 _5.1轴承的选择_5.2轴承的校核_六、键的选择及校核 _七、减速器润滑、密封 _6.1润滑的选择确定_6.2 密封的选择确定_ 七、箱体的主要结构尺寸计算 _计 算 及 说 明结果一 传动装置总体设计1.1 选择电动机类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。1.2 选择电动机容量（一）电动机所需工作功率为工作机所需工作功率为 因此 （二）由电动机至运输带的传动总效率为；根据机械设计课程设计手册表1-7查得：为V带的效率=0.96,为深沟球轴承效率=0.98为闭式齿轮传动效率=0.97，为联轴器的效率=0.99,卷筒效率=0.96(包括其支承轴承效率的损失)。（三）所需电动机功率1.3 确定电动机转速 卷筒工作转速为： 根据机械设计课程设计指导书P7表1推荐的传动比合理范围，取带传动比，取一级圆柱齿轮减速器传动比=36，则总传动比合理范围为： =624，故电动机转速的可选范为 =×=（624）× = r/min则符合这一范围的同步转速有： 、 和 r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有 种适用的电动机型号。方案电动机型号额定功率kw电动机转速r/min电动机重量N参考价格元传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器综合考虑电动机和传动装置的尺寸、价格、结构和带传动、减速器传动比,可见第_方案比较适合。因此选定电动机型号为_，其主要性能如下表。型号额定功率kw满载时起动 电流 额定电流起动 转矩 额定转矩最大 转矩 额定转矩转速r/min电流(380V时)A效率%功率因数1.4确定传动装置的总传动比和分配级传动比1、总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为2、分配传动装置传动比： ×式中分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取_，则减速器传动比为电机轴1.5 动力运动参数计算卷筒轴轴 （1）各轴转速 轴：_/_r/min 轴：_/_r/min  卷筒轴：=_r/min（2）各轴输入功率轴：×_×_kw轴：×2×_×_×_kw卷筒轴：=×2×4=_×_×_kw各轴输出功率轴：=×=_×_kw轴：×_×_kw卷筒轴：=×5=_×_kw（3）各轴输入转矩 =×× N·m电动机轴的输出转矩=9550 =9550×=_N·m各轴输入转矩轴： ×× =_×_×_=_N·m轴：×××=_×_×_×_= _N·m 卷筒轴：=××=_×_×_=_N·m 各轴输出转矩轴： ×=_×_=_N·m轴：×=_×_=_ N·m卷筒轴：=×=_×_=_ N·m运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名功率 P(Kw)转距T(N·M)转速n(r/min)转动比i效率输入输出输入输出电机轴轴轴卷筒轴电动机功率Pd = _ kw选定电动机型号为_= _=_r/min=_r/min=_r/min=_Kw=_Kw=_Kw=_Kw=_Kw=_Kw= _N·m= _N·m= _N·m= _N·m= _N·m= _N·m二、带传动设计减速器外部零件的设计计算-普通V形带传动设计普通V形带传动须确定的内容是：带的型号、长度、根数，带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方向1、求计算功率PC查机械设计基础表13-8得KA=_, 则计算功率为PC=KA·P=_×_= _KW2、选择带型号根据=_、=_查机械设计基础图1315，选取_型带。3、确定带轮基准直径查机械设计基础图1315，小带轮直径d1 = _mm，选取d1=_mm大带轮基准直径mm选取大带轮基准直径，取整值为 d2=_mm 4、验算带速_m/s带速介于525m/s范围内，故合适5、确定带长和中心距a： 初选中心距 a0 = 1.5（d1+d2）= 1.5×（_+_）=_mm取a0 = _mm符合 0.7·（d1+d2） a0 2·（d1+d2）则带长为 mm 查表132，选取带的基准长度Ld=_mm。实际中心距 = _mm 6、验算小带轮上的包角 _> 120°小轮包角合适7、确定带的根数由式确定V带根数，式中 P0单根V带的基本额定功率； P0功率增量； K包角修正系数； KL带长修正系数。查表134得P0_kW，查表136得P0_kW，查表138得K0.99，查表132得KL0.89。则=_ 带根数取整，故要取_根V带选_型带d1=_mmd2=_mm带中心距a=_mm小轮包角合适选_根V带三 齿轮的设计计算输入的转速_ r/min，传动比_计算，传动功率_kw，连续单向运转，载荷中等冲击，采用软齿面。3.1 选定齿轮材料、确定许用应力和精度等级3.2按齿面接触强度设计 3.3验算轮齿弯曲强度 3.4齿轮的圆周速度 3.5 齿轮其它尺寸齿顶圆直径:da1= d1+2ha*m= _ mm da2= d2+2ha*m= _ mm齿根圆直径: df1= d1 2（ha*+C*）m= _ mmdf2= d2 （2ha*+C*）m= _ mm 名称符号公式齿1齿2齿数分度圆直径分度圆齿距PP= m齿顶高=* m齿根高齿顶圆直径齿根圆直径中心距齿宽小齿轮:齿面硬度: HBS，大齿轮:齿面硬度:HBSz1=_z2=_b2=_mmb1=_mmm=_mmd1=_mmd2=_mma=_mm强度满足da1=_mmda2=_mmdf1=_mmdf2=_mm计 算 及 说 明结果四 轴的设计计算4.1选择轴的材料选用45号钢调质，查表14-1得，B=650MPa，查表14-3得-1b=60MPa。4.2输出轴的功率、转速、转矩轴的输入功率为P2=_ kW，转速为n2=_ r/min，转矩T2=_ N·m。4.3初步确定轴的最小直径先按机械设计基础式（14-2）初步估算轴的最小直径。（根据表14-2选C=110）dmin=_=_mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径,为了使所选的轴与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。4.4轴的结构设计（1）拟定输出轴上零件的装配方案选用机械设计课程设计指导书P75，图121的装配方案，详见见装配图。（2）确定输出轴的各段直径和长度1段：长_mm，直径_mm2段：长_mm，直径_mm3段：长_mm，直径_mm4段：长_mm，直径_mm5段：长_mm，直径_mm6段：长_mm，直径_mm4.5危险截面的强度校核已知大齿轮的分度圆直径为d2=_mm， 轴的转矩=_ N·m圆周力Ft2=2T2/d2=_=_N径向力Fr2=Ft2·tan=_×tan20°=_N由于为直齿轮，轴向力Fa=0L=_mm，K=_mm垂直面支承反力FV1=FV2=Fr/2=_/2=_ Nm水平面支承反力FH1=FH2=Ft/2=_/2=_ N垂直面弯矩图MV= FV1× =_ =_ Nm水平面弯矩图MH= FH1× =_ =_ Nm合成弯矩图MC = =_ Nm最危险截面的当量弯矩认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数=0.6Me =_ Nm最危险截面处轴的直径轴的材料选45钢，调质处理，由表14-1查得B=650MPa，由表14-3查得-1b=60 MPa，则de=_ mm对于有键槽的轴截面，应将计算出的直径增大5%左右，计算截面直径d=de×（1+5%）=_ mm < 设计的第四段轴颈值_ mm则强度足够。齿轮轴选用45号钢调质，dmin=_mmFt2=_NFr2=_NFV1=FV2=_ NFH1=FH2=_ NMV=_ NmMH=_ NmMC=_ NmMe=_ Nmde_ mmd=_ mm< _ mm满足强度要求 计 算 及 说 明结果五 轴承的选择及校核5.1 轴承的选择因轴转速较高，且只承受径向载荷，故选取深沟球轴承。根据初算轴径，考虑轴上零件轴向定位和固定，估计初装轴承处的轴径，查表定出滚动轴承型号列表如下：轴号轴承型号基本尺寸 mm内径d外径D宽B小齿轮轴大齿轮轴5.2 轴承的校核根据条件，轴承预计寿命：10年×365×24=87600小时大齿轮轴承选用轴承的代号_，深沟球轴承的基本额定动载荷C为径向基本额定动载荷Cr，根据机械设计手册查得：C = Cr =_ kN，大齿轮轴的径向力Fr=_ N，大齿轮轴转速=_r/min 根据表16-8查得，温度系数=1， 根据表16-9查得，载荷系数=1.2， 当量动载荷 P= XFr + YFa 根据表16-11查得，X=1，Y=0=_>87600 故满足寿命要求六 键的选择及校核大齿轮轴上1段和4段选用A型平键，根据轴颈和结构尺寸，查机械设计手册，选取键的尺寸为 轴段轴颈bhL1段4段 大轴轴承型号为_轴承满足寿命要求计 算 及 说 明结果七 减速器润滑、密封7.1 润滑的选择确定 7.1.1润滑方式 1.因为减速器为闭式齿轮传动，且齿轮圆周速度v 12 m/s，所以采用将大齿轮浸入油池中的浸油润滑,因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离为3050mm。浸油深度约为一个齿高 。2. 对于滚动轴承来说，根据速度因数dn值，来选择脂润滑或油润滑，d代表轴承内径，mm；n代表轴承套圈的转速，r/min。dn值直接反应了轴颈的圆周速度，当dn < (1.52)×105mm·r/min时，采用润滑脂润滑；当dn > (1.52)×105mm·r/min时，采用润滑油润滑，此减速器齿轮轴滚动轴承的dn = _×_=_mm·r/min，所以采用_润滑。7.1.2润滑油牌号及用量1.该减速器 属于一般减速器，查机械设计手册，可选用工业齿轮油SH0357-92中的50号润滑。2.轴承润滑选用（润滑油/润滑脂+标号）润滑。 7.2密封的选择与确定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.观察孔和油孔等处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.轴承孔的密封端盖与轴的外伸端之间采用毛毡密封。端盖与透盖之间采用密封圈密封。齿轮浸油润滑轴承_润滑计 算 及 说 明结果八 箱体主要结构尺寸计算箱体用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成，箱体主要尺寸计算参看机械设计课程设计指导书表3.箱体结构尺寸选择如下表： 名称符号计算尺寸（mm）机座壁厚0.025a+18尺寸（mm）机盖壁厚10.02a+18_机座凸缘厚度b1.5_机盖凸缘厚度b 11.5_机座底凸缘厚度b 22.5_地脚螺钉直径df0.036a+12_地脚螺钉数目Na_250，n= _查教材10-1，取M 轴承旁联结螺栓直径d10.75 df_机盖与机座联接螺栓直径d2(0.5-0.6) df _联接螺栓d2的间距l150-200_轴承端盖螺钉直径d3(0.4-0.5)df_窥视孔盖螺钉直径d4(0.3-0.4) df _定位销直径D(0.7-0.8) df_df、d1、d2至外机壁距离c1指导书表4_df、d2至凸缘边缘距离c2指导书表4_轴承旁凸台半径R1_凸台高度h 指导书图33_箱体外壁至轴承座端面距离l1 +(8-12)_大齿轮顶圆与内机壁距离1>1.2_齿轮端面与内机壁距离2 >_机盖、机座肋厚m1 ,mm10.85,m0.85_轴承端盖外径（凸缘式）D21.25D+10，D轴承外径_轴承端盖凸缘厚度t(1-1.2)d3_轴承旁联接螺栓距离sD2_=_mm1=_mmb=_mmb1=_mmb2=_mmdf=_mmN=_个d1=_mmd2=_mml=_mmd3=_mmd4=_mmD=_mmc1=_mmc2=_mmR1=_mmh=_mml1=_mm1=_mm2=_mmm1= _mm m2=_mmD2=_mmt=_mms=_mm