(单级减速器)机械设计基础课程设计说明书

机械设计课程设计计算说明书设计题目：设计者：指导老师设计时间：设计单位：第1页目录一课程设计任务书.......................2二设计要求.............................2三设计步骤..............................21.传动装置总体设计方案........................22.电动机的选择.................................33.确定传动装置的总传动比和分配传动比..........44.齿轮的设计..................................65.滚动轴承和传动轴的设计.......................8附：两根轴的装配草图..........................166.键联接设计....................................187.箱体结构的设计...............................198.润滑密封设计.................................20四设计小结.....................................20五参考资料.....................................21第2页一课程设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）1——输送带2——滚筒3——联轴器4——减速器5——V带传动6——电动机1.设计条件：1）机器功用由输送带运送物料，如：沙石，砖，煤炭，谷物等；2）工作情况单项运输，载荷轻度振动，环境温度不超过40℃；3）运动要求输送带运动速度误差不超过7%；4）使用寿命8年，每年350天，每天8小时；5）检修周期一年小修，三年大修；6）生产厂型中小型机械制造厂；7）生产批量单件小批量生产；2.原始数据：运送带工作拉力F/KN运输带工作速度v/(m/s)卷筒直径D/mm51.2190二.设计要求1.减速器装配图一张。（三视图，A1图纸）2.绘制轴、齿轮零件图各一张。（A3图纸）3.设计计算说明书一份。三.设计步骤1.传动装置总体设计方案1）外传动机构为V带传动。第3页2）减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。3)方案简图如下图：1——输送带；2——滚筒；3——联轴器；4——减速器；5——V带传动；6——电动机4）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为kwvPw6F从电动机到工作机传送带间的总效率为543321第4页由《机械设计课程上机与设计》表9-1可知：1：V带传动效率0.962：滚动轴承效率0.99（球轴承）3：齿轮传动效率0.97（7级精度一般齿轮传动）4：联轴器传动效率0.99（弹性联轴器）5：卷筒传动效率0.96所以电动机所需工作功率为kwPPwd98.686.063）确定电动机转速按表5-1推荐的传动比合理范围，一级圆柱齿轮减速器传动比8~1'i而工作机卷筒轴的转速为sDvnw/rad219.02.1所以电动机转速的可选范围为：min)960~120(min120)8~1('rrninwd综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为750minr的电动机。根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程上机与设计》表16-2选定电动机型号为Y160L-8。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)额定转矩启动转矩额定转矩最大转矩Y160L-87.57202.02.03.计算传动装置的总传动比i并分配传动比(1).总传动比i为6120720wmnni第5页(2).分配传动比iii考虑润滑条件等因素，初定2i3i1).各轴的转速错误!未找到引用源。轴min720rnnm错误!未找到引用源。轴min360rinn错误!未找到引用源。轴min120rinn卷筒轴min120rnnw2).各轴的输入功率错误!未找到引用源。轴kwPPd98.6错误!未找到引用源。轴kwPP63.621错误!未找到引用源。轴kwPP37.623卷筒轴kwPP24.624卷3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩dT为：mmNnPTmdd4661026.972098.61055.91055.9错误!未找到引用源。轴mmNTTd41026.9错误!未找到引用源。轴mmNiTT5211076.1错误!未找到引用源。轴mmNiTT5231007.5卷筒轴mmNTT5241097.4卷第6页将上述计算结果汇总与下表，以备查用轴名功率P/kw转矩T/(N·mm)转速n/(r/min)传动比i效率错误!未找到引用源。轴6.9841026.972020.95错误!未找到引用源。轴6.6351076.136030.96错误!未找到引用源。轴6.3751007.512010.98卷筒轴6.2451097.41204.齿轮的设计1）选定材料及确定许用应力(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)材料选择。由《机械设计基础》表11-1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为280HBS，MPa6001limH,MPa450FE,大齿轮为45钢（正火），硬度为240HBS，MPa3801limH,MPa320FE,二者材料硬度差为60HBS。(3)由《机械设计基础》表11-5,取25.1SH，6.1SF，MPaPa480M25.1600S][HHlim1H1第7页MPaPa304M25.1380S][HHlim2H2MPaPa25.281M6.1450S][FFE1F1MPaPa200M6.1320S][FFE2F22）按齿面接触强度设计设齿轮按7既精度制造，取载荷系数为1.3。齿宽系数8.0d(《机械设计基础》表11-6)小齿轮上的转矩mmNnPT552511076.136063.6105.95105.95取Z=188(《机械设计基础》表11-4)mm90)4805.2188(3138.01076.13.12)][Z(1223523H11HEdZuuKTd齿数取25z1，则75z3z12模数mmmmz6.32590dm11齿宽mmmmdd72908.0b1取mm75b,mm80b21,按《机械设计基础》表4-1取m=3.75mm,实际的mmmz75.9375.325d1mmmm25.28175.375d2中心距mmmmdd5.187225.28175.932a213）验算齿轮弯曲强度齿形系数（由《机械设计基础》图11-8和图11-9可得）75.2Y1Fa，6.1Y1Sa26.2Y2Fa，75.1Y2Sa第8页校验：MPaMPaaMzbmYYKTFSa25.281][5.79P2575.3726.175.21076.13.1221251211Fa11FMPaMPaMPaYYYYSaFasaFaF200][45.716.175.275.126.25.79F211221F2校验合格4）计算齿轮圆周速度vsndv/m7.110006036090100060115）齿顶高、齿根高和齿高等计算mmmmm4375.875.325.225.2hmmmhaa75.3h*mmmmmha6875.475.3)25.01()ch**f（6）基圆直径''1122cos72cos2067.7,cos360cos20338.3ddmmddmm汇总计算结果如下表：5.滚动轴承和传动轴的设计(一).高速轴的设计小齿轮(mm)大齿轮(mm)分度圆直径d93.75281.25齿顶高ah3.753.75齿根高fd4.68754.6875齿全高h8.43758.4375齿顶圆直径ad101.25288.75齿根圆直径fd84.375271.875基圆直径bd88.1264.3中心距a187.5传动比i3第9页Ⅰ.输在轴上的功率ⅡP、转速Ⅱn和转矩ⅡT由上可知：kwP63.6，min360rn，mmNT51076.1Ⅱ.求作用在齿轮上的力因已知高速小齿轮的分度圆直径mmmz605.224d1圆周力：NdTFt3.187721Ⅱ径向力：NNFFtr3.68320tan3.1877tan轴向力:0FaⅢ.初步确定轴的最小直径材料为45钢，正火处理。根据《机械设计基础》表14-2，取110C，于是mm05.2936063.611033'minmmnPdⅡⅡＣ，由于键槽的影响，故mmdd9.2903.1'minmin输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径1d，取mmd351，根据带轮结构和尺寸，取mml501。Ⅳ.齿轮轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1).为了满足带轮的轴向定位要求，1段右端需制出一轴肩，故取2段的直径第10页mmd422；2).初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。按照工作要求并根据mmd422，查手册选取单列角接触球轴承7009AC，其尺寸为mmmmmmBDd167545，故mmdd4573。3).由小齿轮尺寸可知，齿轮处的轴端4的直径mmd504，mm773804mml。轴肩高度dh07.0，故取mmh4，则轴肩处的直径mm58d5。4).轴承端盖的总宽度为mm23(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离mml18，故mml412。5).根据安装时齿轮中心要在一条线上，可得mm333l至此，已初步确定了轴的各段和长度。1段d1=35mmL1=50mm2段:d2=d1+7=42mmL2=41mm3段d3=d2+3=45mmL3=33mm4段d4=d3+5=50mmL4=77mm5段d5=d4+5=58mm.L5=7.5mm6段d6=51mmL6=7mm7段d7=d3=45mmL7=14mm(2).轴上零件的周向定位由《机械设计课程上机与设计》表11-1查得带轮与轴的周向定位采用平键连第11页FrFtxyzFAYFAZFAZFAYMC1MC2MCT接。按1d平键截面mmmmmmhb36810L。齿轮与轴的连接，选用平键截面mmmmmmhb63914L，滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为6m。(3).确定轴上圆角和倒角尺寸参考《机械设计》表15-2，取轴端圆角452。Ⅴ.求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。L=124.5mm1)求垂直面的支撑反力N64.