一级圆柱齿轮减速器》 设计说明书汇编

机械设计课程设计1《一级圆柱齿轮减速器》设计说明书姓名学号学院机械电气化工程学院专业机械设计及其自动化班级指导教师张涵机械设计课程设计机械设计课程设计2机械设计基础课程设计任务书目录一前言……………………………………………3二设计题目………………………………………5三电动机的选择…………………………………6四传动装置动力和运动参数……………………7五传动零件的设计计算…………………………9六减速器轴的设计………………………………17七滚动轴承的验算………………………………24八键的选择的验算………………………………26九联轴器的选择………………………………26十铸铁减速器结构主要尺寸……………………28十一小结……………………………………………29十二致谢…………………………………………29十三参考文献……………………………………30机械设计课程设计3机械设计基础课程设计任务书一、机械设计课程的目的和意义机械设计基础课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是：(1)通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2)学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3)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。（4）机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。二、机械设计课程的内容选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；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及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。在设计中完成了以下工作：①减速器装配图1张（A0或A1图纸）；②零件工作图2～3张（传动零件、轴、箱体等）；③设计计算说明书1份，6000～8000字。三、机械设计课程设计的步骤机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表示设计依据。机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行：机械设计课程设计41设计准备①分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。②了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。③浮系课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。④准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。2传动装置总体设计①确定传动方案——圆柱斜齿齿轮传动，画出传动装置简图。②计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。③确定总传动比和分配各级传动比。④计算各轴的功率、转速和转矩。3各级传动零件设计①减速器外的传动零件设计（带传动、链传动、开式齿轮传动等）。②减速器内的传动零件设计（齿轮传动、蜗杆传动等）。4减速器装配草图设计①选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。②选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。③确定轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承及键的校核计算。④分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。5减速器装配图设计①标注尺寸、配合及零件序号。②编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。③完成装配图。6零件工作图设计①轴类零件工作图。②齿轮类零件工作图。③箱体类零件工作图。四、课程设计的基本要求1、认真、仔细、整洁。2、理论联系实际，综合考虑问题，力求设计合理、实用、经济、工艺性好。机械设计课程设计53、正确处理继承与创新的关系，正确使用标准和规范。4、学会正确处理设计计算和结构设计间的关系，要统筹兼顾。5、所绘图纸要求准确、表达清晰、图面整洁，符合机械制图标准；说明书要求计算准确、书写工整，并保证要求的书写格式。五、减速器的设计计算、校核、说明和结果机械设计课程设计61.设计任务书1.1设计任务设计一用于带式运输机上的三角带——单级圆柱齿轮减速器，传动系统为采用两级圆柱齿轮减速器和圆柱齿轮传动。1.2原始数据运输带拉力：F=4750N运输带速度：V=1.6m/s卷筒直径：D=390mm1.3工作条件工作机空载启动，载荷变化不大，单向运转使用期限10年，每天工作8小时，每年工作300天。运输带允许速度误差±5%。2.传动系统的方案拟定传动方案如图：vF机械设计课程设计73.电动机的选择3.1选择电动机类型按按工作要求和条件，选用三相笼形异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。3.2选择电动机的容量电动机所需工作功率为Pd=wpKW因为Pw=1000FVKW因此Pd=1000FVKW由电动机至运输带的传动总效率为η=η1322η4式中：η1，η2，η3，η4分别为带传动、轴承、齿轮传动和联轴器的传动效率。取η1=0.96，η2=0.98，η3=0.97，η4=0.96则η=0.96×0.98³×0.97×0.96=0.85所以Pd=1000FV=10006.14750=8.94kW3.3确定电动机转速卷筒机工作转速：n=DV100060=35.7839014.36.1100060r/min.按表1推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比i1=2~4，一级圆柱减速器传动比i2=3~6,则总传动比合理范围为：ia=6~24，故电动机转速可选范围为：nd=ia×n=（6~24）×78.35=（470~1880.4）r/min.符合这一范围的同步转速有：750，1000和1500r/min.性能如下页表1根据容量和转速，由有关手册查出，列表如下表，综合考虑选第二方案较合适，因此选型号Y160L—6，见《机械设计课程设计手册》第12页Pd=8.94KWn=78.35r/min机械设计课程设计8表1方案电动机型号额定功率Pedkw电动机转速r/min电动机重量N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1Y160M—4111500146012318.633.55.322Y160L—611100097014712.382.84.423Y180L—8117507301849.322.53.734.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比4.1总传动比由式（7）ia=nnm=38.1235.789704.2分配传动装置传动比由式（8）ia=io×i式中io,i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io=2.8，则i=oaii=42.48.238.12n=87.31r/min.4.3分配减速器的各级传动比因为为一级齿轮，故齿轮传动比为：i=4.425.计算传动装置的运动和动力参数5.1各级轴转速Ⅰ轴nⅠ=omin=43.3468.2970r/minⅡ轴nⅡ=1inⅠ=inⅠ=38.7842.443.346r/min卷筒轴nⅢ=nⅡ=78.38r/min5.2各轴输入功率Ⅰ轴PⅠ=Pd×η01=Pd×η1=8.94×0.96=8.5824KWⅡ轴PⅡ=PⅠ×η12　=PⅠ×η2×η3=8.5824×0.98×0.97=8.158KW电动机的选择见《机械设计课程设计手册》第167页ia=12.38io=2.8i=4.42n=78.38r/min.见《机械设计课程设计指导书》第15页nⅠ=346.43r/minnⅡ=78.38r/minnⅢ=78.38r/min机械设计课程设计9卷筒轴PⅢ=PⅡ×η23=PⅡ×η2×η4=8.158×0.98×0.96=7.84KW其输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98。Ⅰ轴PⅠ'=PⅠ×0.98=8.5824×0.98=8.41kwⅡ轴PⅡ'=PⅡ×0.98=8.158×0.98=7.99kw卷筒轴PⅢ'=PⅢ×0.98=7.84×0.98=7.68kw5.3各轴输入转矩电动机输出转矩：Td=mdnp9550=9550×8897094.8NmⅠ、Ⅱ轴输入转矩：Ⅰ轴：TⅠ=Td×io×η01=Td×io×η1=54.23696.08.288NmⅡ轴：TⅡ=TⅠ×iη12　=TⅠ×i×η2×η3=85.99397.098.042.454.236Nm卷筒轴输入转矩：TⅢ=TⅡ×η2×η4=5.95498.098.085.993Nm各轴输出转矩Ⅰ轴：TⅠ'=TⅠ×0.98=236.54×0.98=231.8mⅡ轴：TⅡ'=TⅡ×0.98=993.85×0.98=973.97Nm卷筒轴输出转矩：TⅢ'=TⅢ×0.98=954.5×0.98=935.41NmⅠ——Ⅱ的输出转矩则分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.98.6.传动零件的设计计算6.1V带的设计6.1.1已知：电动机转速nm=970r/min,Ⅰ轴nⅠ=346.43r/min,电动机输出功率Pd=8.94KW。查表13-8得KA=1.1，故Pc=KA×P=1.1×8.94=9.83Kw6.1.2选V带型号由Pc=9.83KW，nm=970r/min,由图13-15查知，选V.带B型带。6.1.3求大小带轮基准直径1dd，2ddPⅠ=8.5824KWPⅡ=8.158KWPⅢ=7.84KWPⅠ'=8.41KWPⅡ'=7.99KWPⅢ'=7.68KWTd=88NmTⅠ=236.54NmTⅡ=993.85NmTⅢ=954.5NmTⅠ'=231.8NmTⅡ'=973.97NmTⅢ'=935.41Nm机械设计课程设计10由表13-9，取小带轮的基准直径1dd=160mm，现取160mm由式表13-9得，2dd=21nnd1（1-）=2.8×160×(1-0.02)=448mm由表（13-9）取2dd=450mm（虽使nⅠ略有减小，但其范围小于5％，允许）。6.1.4验算带速VV=11.81000609701601000601mdndm/sV在5~25m/s范围内，合适。6.1.5求V带基准长度Ld和中心距a初步选取中心距a0=1.5（1dd+2dd）=1.5（160+450）=915mm取a0=600mm，符合0.7（1dd+2dd）＜a0＜2(1dd+2dd)式（13-2）得带长L=2a0+600416045045016026002422021221）（）（）（）（adddddddd=2158mm查表13-2，对A型带选用Ld=2240mm，再由式（13-16）计算实际中心距：a≈a0+6412215822406002LLdmm。6.1.6验算小带轮包角α1由式（13-1）得α1=180°—1543.576411604501803.5712adddd120°，合适。6.1.7求V带根数由式（13—15）得z=lcKKPPP)(00令nm=970r/m，1dd=160mm，i=2.8查表（13-3）得P0=2.67KW表13-8见《机械设计基础》第218页Pc=9.83KW表13-9见《机械设计基础》第219页1dd=160mm2dd=450mmV=8.11m/s式（13-2）见《机械设计基础》第205页a0=600mm式（13-16）见《机械设计基础》第220页Ld=2240mma≈641mm机械设计课程设计11查表（13-5）得0P=0.33KW由α1=77.157查表（13-7）得K=0.925查表（13-2）得Kl=1.0，由此可得Z=0.1925.0)33.067.2(834.9=3.54取4根6.1.8求作用在带轮轴上的压力minF表（