2022年机械设计课程设计---一级圆柱齿轮减速器设计说明书. .pdf

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1、机 械 设 计 课 程 设 计 课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算系别电子与制造系专业模具设计与制造班级 07模具四 (4) 班姓名学号指导老师完成日期2010年 04 月 24 日目录精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 23 页第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明2.1 课题题目2.2 主要技术参数说明2.3 传动系统工作条件2.4 传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构3.2 电动机选择3.3 传动比分配3.4 动力运动参数计算第四章齿轮的设计计算 (包括小齿轮和大齿轮) 4.

2、1 齿轮材料和热处理的选择4.2 齿轮几何尺寸的设计计算按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸齿轮弯曲强度校核齿轮几何尺寸确实定4.3 齿轮的结构设计第五章轴的设计计算 ( 从动轴 ) 5.1 轴的材料和热处理的选择5.2 轴几何尺寸的设计计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 23 页按照扭转强度初步设计轴的最小直径轴的结构设计轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核6.2 键的选择计算及校核6.3 联轴器的选择第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1 润滑的选择确定7.2

3、密封的选择确定7.4 箱体主要结构尺寸计算第八章总结参考文献精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 23 页第一章 绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、 机械制图、 工程力学、 公差与互换性等多门课程知识，并运用 AUTOCAD 软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、标准的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要表达在如下几个方面：1培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行

4、分析和解决工程实际问题的能力，稳固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。2通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。3另外培养了我们查阅和使用标准、标准、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、电脑辅助设计方面的能力。4加强了我们对 Office软件中 Word功能的认识和运用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 23 页第二章 课题题目及主要技术参数说明带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统

5、中含有单级圆柱齿轮减速器及 V带传动。2.2 主要技术参数说明输送带的最大有效拉力 F=1150N，输送带的工作速度 V m/s，输送机滚筒直径D=260 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 1 带式输送机传动系统简图计算及说明结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 23 页第三章减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减

6、速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。3.2 电动机选择一工作机的功率Pw wP =FV/1000=1150二总效率总总=带齿轮联轴器滚筒2轴承=20.960.980.990.960.990.876三所需电动机功率dP)(2.1001.84/0.876/KWPPwd总查机械零件设计手册得Ped = 3 kw 电动机选用Y112M-4 n满= 1420 r/min 3.3 传动比分配工作机的转速 n=601000v/ D =601000260) min)/(076.12589.117/1420/rnni满总取3带i则4.02512.076/3/带总齿iii3.4 动力运动参数计算一转速

7、n电动机选用：Y100L2-4 3带i齿i计算及说明结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 23 页0n=满n=1420r/min In=0n/带i=满n/带i=1420/3=473.333 r/minIIn=In/齿ir/min IIIn=IInr/min（二） 功率 P )(612. 10kwPPd)(1.9740.942.10001kwPP带)(1.9160.990.981.97412kwPP轴承齿轮)(1.8750.990.99916. 123kwPP轴承联轴器（三）转矩 T 2.100/14209550/95500

8、00nPT精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 23 页=14.126(N m)(40.68430.9614.12601mNiTT带带025. 40.990.98684.4012齿轴承齿轮iTT= 158.872(Nm)10.990.99872.15823齿带轴承联轴器iTT= 155.710(N m ) 计算及说明结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 23 页将上述数据列表如下：轴号功率P/kW N /(-1)T/ (Nm)i 0 1420 3 1 2

9、3 1 第四章 齿轮的设计计算4.1 齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用 45 号钢，调质处理， HB236 大齿轮选用 45 号钢，正火处理， HB190 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得aHaHMPMP530,5802lim1lim,SHlim = 1 1,200,215lim2lim1limFaFaFSMPMP025.4589.117/333.473/21nn由机械零件设计手册查得ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 由aHNHHMPSZ58011580lim11lim1aHNHHMPSZ53011530lim22lim2计算及

10、说明结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 23 页aFNFFMPSY24411 .1215lim11lim1aFNFFMPSY20411 .1200lim22lim2一小齿轮的转矩IT)(42.3793771.974/473.9550/9550111mNnPT（二） 选载荷系数 K （三）计算尺数比（四）选择齿宽系数d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取d1 （五）计算小齿轮分度圆直径1d1d 计算及说明结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

11、- - -第 10 页，共 23 页1d 766uuKTHdI223)1(=766025. 45301) 1025.4(684.401. 123= 44.714( mm) （六）确定齿轮模数m mmda343.1124.0251244.7121m7)取 m=2 （七）确定齿轮的齿数1Z 和2z36.223714.4411mdZ取Z1 = 24 6 .96244.02512ZZ取Z2 = 96 八实际齿数比4249612ZZ齿数比相对误差006.02FY/2F计算大齿轮齿根弯曲应力为a=120mm B1=57mm B2=48mmV (m/s) 定为 IT7 计算及说明结果精选学习资料 - - -

12、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 23 页2236663. 2741.101200020002222111ZmBYKTFF1)(952.40FMPa齿轮的弯曲强度足够齿轮几何尺寸确实定齿顶圆直径ad由机械零件设计手册得h*a =1 c*)(542) 1224(221111mmmhZhddaaa)(1962) 1296(222222mmmhZhddaaa齿距P = 23.14=6.28(mm)齿根高)(5. 2mmmchhaf齿顶高)(221mmmhhaa齿根圆直径fd)(435. 2248211mmhddff)(1875.22192222mmh

13、ddff强度足够1ad=54mm 2ad=196mm h= S= P= hf= ha=2mm df1=43mm df2=187mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 23 页4.3 齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径d=50)(mm轮毂直径1D 50=80)(mm轮毂长度)(662mmBL轮缘厚度0 = (34)m = 68(mm)取0=8 轮缘内径2D=2ad-2h-20=196-28 计算及说明结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归

14、纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 23 页= 171(mm) 取 D2 = 170(mm) 2B 48=14.4 取c=15(mm) 腹板中心孔直径0D=0.5(1D +2D )=0.5(170+80)=125(mm) 腹板孔直径0d=0.252D -1D =0.25170-80=22.5(mm) 取0d=20(mm) 齿轮倒角 n=0.5m=0.52=1齿轮工作如图 2 所示：计算及说明结果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 23 页第五章 轴的设计计算5.1 轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中

15、的图表查得选 45 号钢，调质处理， HB217255b=650MPas=360MPa 1=280MPa5.2 轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径从动轴2d =c223nP=115587.117955.13考虑键槽2d 选取标准直径2d =32 mm轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力tF=222000dT=2000径向力rF=tFtan20由于为直齿轮，轴向力aF =0 作从动轴受力简图：如图 3 所示D2=32mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

16、结 - - - - - - -第 16 页，共 23 页从动轴RARBRHARHBFtFtFrRvARvBFt水平面弯矩垂直面弯矩合力弯矩扭矩危险截面当量弯矩从动轴受力简图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 23 页计算及说明结果L=110mm HAR=HBRtF)(NHCM=HAR110)(mNVAR=VBRrF)(mNVCM=VAR 110)(mN)(mN校核CM=22VCHCMM=2282.1872.51)(mNeM=22aTMC=22872.1586.004.55)(mN由图表查得，b1=55MPa d10beM1

17、31.0=1055*1 .042.1183=29.21(mm) 考虑键槽 d= 45mm则强度足够第六章 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6207 2 个GB/T276-1993从动轴承 6209 2 个GB/T276-1993寿命计划：从 动 轴承2 个精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 23 页计算及说明结果两轴承受纯径向载荷P=rF=602.34 X=1 Y=0 从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209，基本额定功负荷r

18、C =25.6KN tf =1 =3 hL10=PCfnrt266010=3634.602100016.25589.1176010=10881201 预期寿命为： 8 年，两班制L=830016=38400hL10轴承寿命合格6.2 键的选择计算及校核一从动轴外伸端d=42，考虑键在轴中部安装故选键1040 GB/T10962003，b=16，L=50，h=10，选 45 号钢，其许用挤压力p=100MPa p=lhFt=hldTI4000=32308872.1584000=82.75p则强度足够，合格二与齿轮联接处d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键 1452 GB/T

19、10962003， b=10mm，L=45mm， h=8mm， 选 45 号 钢 ，其 许 用 挤 压 应力p=100MPa p=lhFt=hldTI4000=50358872.1584000=45.392p则强度足够，合格从 动 轴外 伸 端键1040 GB/10962003与 齿 轮联 接 处键1452 GB/T10962003精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 23 页计算及说明结果6.3 联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器CT =9550IIIInKP=

20、9550589.117916.13.1选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩nT=250，CTnT。 采用 Y 型轴孔，A 型键轴孔直径 d=3240， 选 d=35，轴孔长度 L=82 TL8 型弹性套住联轴器有关参数选用 TL8型 弹 性套 住 联轴器型号公称转矩T/(N m)许用转速n/r1min轴孔直径d/mm 轴孔长度L/mm 外径D/mm 材料轴孔类型键槽类型TL6 250 3300 35 82 160 HT200 Y 型A 型第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图7.1 润滑的选择确定润滑方式1. 齿轮 V=1.212 m/s 应用喷油润滑，

21、但考虑成本及需要，选用浸油润滑润滑油牌号及用量齿 轮 浸 油润滑轴 承 脂润滑精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 23 页计算及说明结果1. 齿轮润滑选用 150 号机械油，最低最高油面距1020mm ，2L3 型润滑脂，用油量为轴承间隙的 1/31/2 为宜密封形式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.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于V3m/s ，故选用半粗羊毛毡加以

22、密封4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部列表说明如下：齿 轮 用150 号机械油轴 承 用2L3 型润滑脂精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 23 页计算及说明结果箱座壁厚=10mm 箱座凸缘厚度 b=1.5 ,=15mm 箱盖厚度1=8mm 箱盖凸缘厚度1b=1.5 ,1=12mm 箱底座凸缘厚度2b=2.5 ,=25mm ,轴承旁凸台高度 h=45， 凸台半径 R=20mm 齿轮轴端面与内机壁距离1l=18mm 大齿轮顶与内机壁距离1=12mm 小齿端面到内机壁距离2=15mm 上下机体筋板厚

23、度1m=6.8mm , 2m主动轴承端盖外径1D=105mm 从动轴承端盖外径2D=130mm 地脚螺栓 M16，数量 6 根名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12 Q235 M616 GB 57821986螺栓安装端盖24 Q235 M825 GB 57821986销定位2 35 A640 GB 117 1986垫圈调整安装3 65Mn 10 GB 931987螺母安装3 3AM10 GB 61701986油标尺测量油面高度1 组合件通气器透气1 3A精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 23 页第八章 总结通过本次毕业设计

24、， 使自己对所学的各门课程进一步加深了理解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。 同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续学习和实践。本设计由于时间紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，假设想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨。但作为一次练习， 确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到机械、电气等多方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、 控制系统设计及步进电动机的选用等方面的认识和应用能力。总之，本次设计让我受益非浅，各方面的能力得到了一定的提高。参考文献1、机械设计课程设计 ，孙岩等主编，北京理工大学出版社。2、机械设计课程设计 ，银金光等主编， 中国林业出版社； 北京希望电子出版社。3、机械制图教材4、机械设计基础教材5、工程力学教材6、其它机械类专业课程教材精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 23 页