单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计计算说明书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计计算说明书.精品文档.XXXX大学X学院课程设计说明书 课程名称： 机械零件课程设计 题目名称： 带式运输机的齿轮减速器 班 级：2008级机械设计制造及其自动化专业四班姓 名： 侯文恒 学 号： 200841914412 指导教师： 高英武 评定成绩：教师评语： 指导老师签名： 20 年 月 日成绩评阅教师日期目录一、设计任务书 2二、设计目的4三、运动参数的计算，原动机选择4四、链条传动的设计计算5五、齿轮传动的设计计算5六、轴的设计计算低速轴的设计8高速轴的设计与校核8七滚动轴承的选择校核11八键的选择和校核

2、12九联轴器的选择和计算13十一润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择14十二.设计小结15十三.参考资料15一. 设计任务书1.设计题目：带式运输机的齿轮减速器2.传动装置简图1.电动机 2.联轴器 3.单级斜齿圆柱论减速器 4.链传动 5.驱动滚轮 6.运动带3.工作条件1）使用期限10年，二班制（每年按300天计算）;2）载荷有轻微冲击;3）运输物品，货物;4）传动不可逆.4.原始条件1)工作机输入功率4.5KW; 2)工作机输入转速160r/min.二.设计目的（1）培养理论联系实际的设计思想，分析和解决机械设计、选型和校核计算等方面的知识。（2）培养学生对机械设计的技能以及独立分析问题

3、、解决问题能力。树立正确的设计思想，重点掌握典型齿轮减速器的工作原理和动力计算特点，为今后的实际工作奠定基础。（3）进行设计基本技能的训练，例如查阅设计资料（手册、标准和规范等）、计算、运用以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。进一步培养学生的CAD制图能力和编写设计说明书等基本技能。完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设计能力的训练。三、运动参数的计算，原动机选择一、电动机的选择1 运动参数的计算，电动机的选择。 （1）查表可得各传动机构的传动效率如下表：效率齿轮键联轴器轴承卷筒0.970.960.990.990.96所以由上表计算出机构的总的传动效率总=0.9920.99

4、0.970.960.970.96=0.84计算电动机功率P电=4.5/0.84=5.36(kw)(2)选择电动机a)根据电机转速、电机所需的工作功率Pd考虑到传动装置尺寸、重量传动比与价格等因素，根据机械设计手册167页表12-1查得电动机型号为Y132S1-2， 额定功率为5.5KW，满载转速为2900r/min.b)分析电动机选择：同一功率的电动机通常有几种同步转速可供选用，同步转速高的电动机,级数越少,成本越低,所以应尽量选用同步转速高的电动机.2.传动比的分配总传动比：i总=n电动/n筒=2900/150=18.125 i 总=i齿 i链 i链（2-7）i齿（4-6） 取i链=4.1

5、; i齿=4.73.计算轴的转速，功率，转矩项目电动机轴轴轴转速n29002900644160功率p5.55.395.184.62转矩T18.1117.7576.7275.72传动比i14.74.1效率0.990.960.95四 链条传动的设计计算 计算及说明 结果 1.由上面步骤可知；i链=4.1链轮齿数；表13-12选 Z1 =23-25 大齿轮的齿数: Z2 =i链Z1 =94.3实际传动比:i=Z2/Z1 =95/23=4.13(误差小于5% 可用)2. 链条节数：初定中心距a0=40Pa ，由式下式可得：Lp =2a0/P + (Z1+Z2)/2 + P/a0 (Z2-Z1)2/(2

6、)2=142.3节3.计算功率：KA =1.2Pc =KAP =5.181.2=6.27KW4.链条节距：P0 =Pc/KzKm =5.09KW 结合小链轮的转速(n=644r/min)，查图可知：Kz =(Z1/19)1.08 =1.23 采用单排链 Km =1.0 ,节距P=15.875mm5.实际中心距：a =a0 =30P =635mm6.计算链速：v =Z1Pn1/60000 =3.92m/s7.作用在轴上的压力： FQ =（1.21.3）F ；取FQ =1.3FF =1000Pc/v =1586.7NFQ =2062.8N取Z1 =23取Z2=95取Lp=142节选用10A单排链五

7、 齿传动的设计计算 计算及说明结果一 齿轮的设计1.选择齿轮类型，材料及齿数1)按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2)材料选择：分析选择小齿轮材料为45钢（表面淬火），硬度为4050HRC，大齿轮材料为45钢（表面淬火），硬度为4050HRC，二者材料选取一致。3)取小齿轮齿数为Z1=19，大齿轮齿数为Z2=4.519=85.5，取Z2=862.按齿根弯曲强度设计计算1）查得大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE=680MPa，大、小齿轮接触疲劳极限Hlim =1150Mpa,最小安全系数SH=1,SF=1.25,弹性系数ZE=188.0,ZH=2.5,计算弯曲疲劳许用应力:F1= F2=

8、0.7FE/SF=380.8Mpa H1= H2=SHlim./SH=1150MPa2）计算载荷系数K齿轮按8级精度制造。查表取载荷系数K=1.3，齿宽系数d=0.8，计算齿轮转矩初选螺旋角实际传动比以及齿形系数。小齿轮上的转矩 T1 = 9.55106（P/ n） = 1.77104 Nmm初选螺旋角 = 15齿形系数 ZV1=Z1/=21.08 ZV2=Z2/=95.43查图118得 YFa1=2.88 YFa2=2.23查图119得 YSa1=1.57 YSa2= 1.783)计算大、小齿轮的并加以比较= 0.01187 = 0.01042故应对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数 mn =

9、1.38取mn= 24)计算中心距a= 108.71mma圆整后取110mm5)按圆整后的中心距修正螺旋角= arcos= 17。2048”6)计算大、小齿轮的分度圆直径d1=39.81mmd2=180.2mm7)计算齿轮宽度 b=dd1= 0.839.81= 31.848mm取b1= 32mm，b2= 37mm3.按齿面接触强度设计H1= ZEZHZ = 126.7MPa H1= 380.8MPa H2= ZEZHZ=111.23 MPa H2 = 380.8MPa 安全齿轮的圆周速度V= = 6.04 m/s对照表可知，选8级制造精度是合宜的。各参数如下图项目结果齿数Z1=19Z2=86分

10、度圆直径d1=39.81mmd2= 180.2mm中心距a= 110mm齿轮宽度b1= 32mmb2= 37mm六 轴的计算计算及说明结果1. 计算各轴的最小直径 根据公式 得： d113.5mm ;d222mm 考虑到第轴与联轴器相接，第轴与齿轮相接，由于链轮和联轴器是标准件，查表确定第轴最小径为16mm; 第轴最小直径为 24 mm2. 确定齿轮和轴承的润滑 计算齿轮圆周速度 =6.04m/s 齿轮采用油池润滑3. 轴材料的选择 根据轴的受力分析查表15-1 选择45钢，正火处理4. 轴的结构设计(1) 高速轴拟订轴上的零件装配方案，根据受力分析选择角接触球轴承，根据最小直径和安装轴承盖和

11、齿轮的要求，初步定轴长和轴肩，轴端倒角为245,各轴间处的倒角半径为R4。选择圆锥磙子轴承 30205 d = 25 mm D = 52mm B = 15 mm T=16.25mm。这根高速轴为齿轮轴，m = 2 z = 19,分度圆 d =40mm (2) 低速轴拟订轴上的零件装配方案，根据受力分析选择角接触球轴承，根据最小直径和安装轴承盖和齿轮的要求，初步定轴长和轴肩，轴端倒角为245,各轴间处的倒角半径为R4。选择圆锥磙子轴承 30206 d = 35 mm D = 72 mm B = 17mm T=17.25由于D1和D4出需要装配轴承，所以D1=D4=30 mm ,与轴承内壁配合。D

12、3处为齿轮定位作用根据结构定D3=36 mm。根据轴的最小直径所以D6=22mm 与链轮配合。根据轴肩的要求D2=42 mm。根据齿宽B和轴承标准件的宽度以及箱座的的结构，定L1=17mm;L2=10 mm;L3=33mm ;L4=30 mm; L5=53 mm ；总长L = 200mm ；轴的公差:根据表18-5得，D2=42 H7/js6 D1=D4=30 H7/h6 D6=22H7/h6 ；以上配合都选用7级精度标准。即IT7。5.轴的校核（低速轴） 低速轴的圆周力 N 径向力 320N 轴向力 265N1)求垂直面的支承反力 -180.7N 501N2)求水平面的支承反力 425N3）

13、F力在支点产生的反力 3593N 5655N 外力F作用方向与链传动方向的布置有关，在具体布置尚未确定前，可按最不利的情况考虑4）绘垂直面的弯矩图（轴的载荷分析图） 17.5Nm -6.3Nm5)绘水平面的弯矩图（轴的载荷分析图） 14.9Nm6）F力产生的弯矩图（轴的载荷分析图） 251.7 Nma- a截面F力产生的弯矩为 125.8 Nm7）求合成弯矩图（轴的载荷分析图） 考虑到最不利的情况，把 与直接相加 148.8Nm 142 Nm8）求轴传递的转矩 76.5 Nm9）求危险截面的当量弯矩由图可见，a-a截面最危险，其当量弯矩为轴的载荷分析图如下 如认为轴的扭切应力是脉动循环应力，取

14、折合系数=0.6，代入上式可得 155.7Nm10）计算危险截面处的直径轴的材料选用45钢，调质处理，查的B= 650MPa,查的-1b= 60MPa,则 29.6 mm考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%，故 d= 1.0529.6= 31mm d3=36mm所以轴合格d1=16mmd2=20mmd3=25mmd4=30mmd6=25mmd1=30mmd2=42mmd3=36mmd4=30mmd5=26mmd6=22mmT2=76700Nmmd2=180mmn=20=17.34L=70mmK=122mmF=2062.8 N七 滚动轴承的选择及计算计算及说明结果分析低速轴上的受力情况，初选用圆

15、锥滚子轴承302061.径向力Fr1=461.3NFr2=657N2.内部轴向力 查表有Y=1.6 FS1=FR1/2Y=144.2NFS2=FR2/2Y=205.3N3.轴向力由于FS1+Fa=409.6FS2所以轴向力为Fa1 =409.6; Fa2 =205.3N且轴承1紧压，轴承2放松4.当量载荷查表可知e=1.5=0.402由于Fa1/ Fr1=0.880.402 Fa2/ Fr2=0.310.402所以X1=0.4 Y1=0.4=1.49; X2=1 Y2=0故当量动载荷为 P1=X1 Fr1+ Y1 Fa1=794.8 N P2=X2 Fr2+ Y2 Fa2=657N5. 基本额

16、定动载荷Cr因轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承，今P1P2，故应以轴承1的径向当量动载荷P1为计算依据。因受中等冲击载荷，查表有fp=1.5,工作温度正常，查表有ft=1，所以Cr1=fp P1/ft=14.6KN查手册可知，轴承的径向基本额定动载荷Cr=43.2KN。因为Cr1Cr。故选用30206轴承合适。由前面内容可知FV1=180.7NFV2=501NFNI=FH2=425NFa=265.4NLh=3001016=48000(h)八 键连接的选择及校核计算计算及说明结果1高速轴上用于和联轴器相配合的键轴径d1=16mm,L1=50mm查手册选用A型平键，得：键A 5550 GB/T1

17、096-2003 T1=17.75Nm h=5mm l=40mm根据课本得 = =22.19Mpa2低速轴上用于和链轮相配合的键轴径d2=22mm L2=50mm 查手册选用A型平键,得：键A 5550 GB/T1096-2003 T2=76.7Nm h=5mm l=40mm据课本得 =69.7MPa3、输出轴与大齿轮联接用平键联接轴径d3=36mm L3=28mm T3=76.7Nm查手册选用A型平键键128 GB1096-79l=L3-b=28-10=18mm h=8mm据课本得 =59.2MPa由上可知，选用的键均符合条件A型平键 55 x50110MPaA型平键 55 x50110MP

18、aA型平键10x8 x28=110Mpa九 联轴器的选择根据轴设计中的相关数据，查表8-5（机械设计基础课程设计），轴伸安装联轴器，考虑到该轴传递的扭矩较大，选用弹性柱销联器，选用联轴器的型号为LT2, 其主要参数如下：型号LT3公称转矩Tn/(Nm)31.5许用转速n|钢(r/min)6300轴孔直径d1、d2、dz|钢(mm)16、18、19轴孔长度|Y型|L(mm)42轴孔长度|J,J1,Z型|L1(mm)30轴孔长度|J,J1,Z型|L(mm)42轴孔长度|L(mm)推荐42D|(mm)95A|(mm)35重量|(kg)2.2转动惯量|(kgm2)0.0023许用安装补偿|Y(mm)0

19、.2许用安装补偿|1.30GB/T4323-2002十 减速器附件的选择通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M121.5油面指示器:选用游标尺M6起吊装置:采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞:选用外六角油塞及垫片M81.5十一 润滑与密封1.传动件的润滑（油池润滑）：适用于齿轮圆周速度V12m/s的减速器。为了减小齿轮的阻力和油的升温，齿轮浸入油中的深度以12个齿高为宜，速度高时还应浅些，在0.7个齿高上下，但至少要有10mm,速度低时，允许浸入深度达1/61/3的大齿轮顶圆半径。油池保持一定深度，一般大齿轮齿顶圆到油池底面的距离不应小于3050mm。以免太浅会激起沉积在箱底的油泥，

20、油池中应保持一定的油量，油量可按每千瓦约350700cm3来确定，在大功率时用较小值。2.滚动轴承的润滑：减速器中滚动轴承的润滑应尽可能利用传动件的润滑油来实现，通常根据齿轮的圆周速度来选择润滑方式，本设计采用润滑脂润滑，并在轴承内侧设置挡油环，以免油池中的稀油进入舟车功能而使润滑脂稀释。3.润滑剂的选择：润滑剂的选择与传动类型、载荷性质、工作条件、转动速度等多种因素有关。轴承负荷大、温度高、应选用粘度较大的润滑油。而轴承负荷较小、温度低、转速高时，应选用粘度较小的润滑油，一般减速器常采用HT-40,HT-50号机械油，也可采用HL-20,HL-30齿轮油。当采用润滑脂润滑时，轴承中润滑脂装入

21、量可占轴承室空间的1/31/2。4.减速器的密封：减速器的密封是为了防止漏油和外界灰尘和水等进入常见的漏油部位有分箱面、轴头、盖端及视孔盖等。5.分箱面的密封，可在箱体剖分面上开回油槽，轴伸出处密封的装置有垫圈，O型橡胶圈和唇形密封圈。十二 设计小结回想刚开始怀着的雄心壮志，以为当完成一幅幅由自己亲身设计出来的图纸时会有无法比拟的成就感，可，当完成零件图的最后一个标注，居然丝毫感受不到成就，只觉得身心轻松。半个多月的设计，让我们把机械设计中要联系到的东西都熟悉了一遍，恍然大悟，原来自己学过的东西如此不牢固。翻书，查表，看手册，开始时并没有找到好的方法，像只无头苍蝇找不到方向，渐渐的，不再盲目，

22、找到了自己好的方法，不好高骛远，不心浮气躁，确保尺寸的精确性和布局的合理性。我始终相信，付出就有回报。就算重复机械式的简单操作，对CAD的熟练程度也明显加深；不断的查阅机械设计手册，让我对各零件的尺寸标准有进一步的认识。总之，这两个星期的学习让我进步了许多，也为以后的各种课程设计打下基础，学习可以随时随地。十三 参考资料目录1 吴宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计手册.高等教育出版社， 2006.52孙桓、陈作模主编.机械原理.高等教育出版社出版,2000.83刘鸿文主编.材料力学.高等教育出版社,2004.14徐学林主编.互换性与测量技术基础.湖南大学出版社,2005.85 刘希平主编.工程机械构造图册.机械工业出版社,2007.56 刘朝儒，彭福荫，高治一主编.机械制图（第四版）.高等教育出版社. 2001年8月第四版,2002.67 主东梅主编.画法几何及机械制图.高等教育出版社, 2000.12