机械设计课程设计_一级圆柱齿轮减速器说明书1分解

目录一课题题目及主要技术参数说明1.1课题题目1.2主要技术参数说明1.3传动系统工作条件1.4传动系统方案的选择二减速器结构选择及相关性能参数计算2.1减速器结构2.2电动机选择2.3传动比分配2.4动力运动参数计算三V带传动设计3.1确定计算功率3.2确定V带型号3.3确定带轮直径3.4确定带长及中心距3.5验算包角3.6确定V带根数Z3.7确定粗拉力F03.8计算带轮轴所受压力Q四齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)4.1齿轮材料和热处理的选择4.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2齿轮弯曲强度校核4.2.3齿轮几何尺寸的确定4.3齿轮的结构设计五轴的设计计算(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5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2轴的结构设计5.2.3轴的强度校核六轴承、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联轴器的选择七减速器润滑、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密封的选择确定7.3减速器附件的选择确定7.4箱体主要结构尺寸计算参考文献第一章课题题目及主要技术参数说明1.1课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。1.2主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=1.8KN，输送带的工作速度V=1.1m/s，输送机滚筒直径D=240mm。1.3传动系统工作条件带式输动机工作时有轻微的震动，单向运转，双班制工作（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为5年(每年按365天计算)，机器的工作环境清洁，机器的年产量为大批量。1.4传动系统方案的选择图1带式输送机传动系统简图第二章减速器结构选择及相关性能参数计算2.1减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。2.2电动机选择（一）工作机的功率PwwP=FV/1000=1800×1.1/1000=1.98kw（二）总效率总总=带齿轮联轴器滚筒3轴承=0.96×0.97×0.99×0.955×0.93=0.8412≈0.82其中，联轴器选择的是凸缘联轴器，效率用1表示；轴承选择的是深沟球轴承，效率用2表示；齿轮传动选择的是8级精度的一般齿轮传动，效率用3表示；卷筒的效率用4；V带效率用5表示。（三）所需电动机功率dP/1.98/0.842.35()dwPPKW总查《机械零件设计手册》得Ped=3kw电动机选用Y132S-6n满=960r/min2.3传动比分配工作机的转速n=60×1000v/（D）=60×1000×1.0/(3.14×240)=79.58r/min1.1258.79/960/nni电动机选用：Y132S1-684.21i26.42i取84.21i则26.4/2.841.12/12iii计算及说明结果2.4动力运动参数计算（一）转速n0n=满n=960（r/min）In=0n/带i=满n/带i=960/2.84=338（r/min）IIn=In/齿i=338/4.26=79.34（r/min）Ⅲn=IIn=79.34（r/min）（二）功率P)(54.20kwPPd)(44.20.962.54501kwPP)(2.340.970.992.443212kwPP)(2.270.990.9834.22123kwPP（三）转矩T2.54/9609550/9550000nPT=25300(N﹒mm)84.20.990.962530012501iTT)(68300mmN26.40.970.996830023212iTT=279400(N﹒mm)0.980.992794001223TT=271000(N﹒mm)计算及说明结果将上述数据列表如下：轴号功率P/kWN/(r.min-1)T/(N﹒mm)i02.54960253002.840.9612.443386830022.3479.342794004.260.9632.2779.3427100010.97第三章V带传动设计3.1确定计算功率查表得KA=1.1，则PC=KAP=1.1×2.54=2.794KW3.2确定V带型号按照任务书得要求，选择普通V带。根据PC=2.794KW及n1=960r/min，查图确定选用A型普通V带。3.3确定带轮直径（1）确定小带轮基准直径根据图推荐，小带轮选用直径范围为112—140mm，选择dd1=100mm。（2）验算带速v=10006011ndd=60000960100=5.03m/s5m/s＜v＜25m/s,带速合适。（3）计算大带轮直径PC=2.794KW选用A型普通V带dd1=100mmv=5.03m/s,带速合适dd2=idd1（1-ε）=2.84×100×（1-0.02）=311.7mm根据GB/T13575.1-9规定，选取dd2=300mm（4）验算传动比误差理论传动比：3实际传动比：i=300/(100×(1-0.02))=3.06传动比误差=（3.06-2.84）/2.84=0.04=4%5%符合要求3.4确定带长及中心距（1）初取中心距a02102127.0ddddddadd得280≤a0≤800，根据总体布局，取ao=400mm(2)确定带长Ld：根据几何关系计算带长得0221210422addddaLdddddo=4004100300300100240022=1453.3mm根据标准手册，取Ld=1400mm。(3)计算实际中心距2L-Ld0d0aa=21450-1453.3400=373.75mm3.5.验算包角3.57180121adddd=3.5775.373100300180=149.34°＞120°，包角合适。3.6.确定V带根数ZZ≥LcKKPPP)(00根据dd1=100mm及n1=960r/min，查表得P0=0.96KW,ΔP0=0.11KWdd2=311.7m取ao=400mm取Ld=1453.3mm中心距a=373.75mm包角α=149.34包角合适中心距a=373.75mm包角α=149.34°包角合适查表得：Kα=0.92KL=0.96则Z≥96.092.0)11.096.0(794.2=2.96，取Z=33.7.确定粗拉力F0F0=5002)15.2(qvKvZPc查表得q=0.1㎏/m,则F0=500203.51.0)192.05.2(303.5794.2=147.69N3.8.计算带轮轴所受压力QQ=2ZF0sin21=2×3×147.69×sin234.149=855.95N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，HB＝236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB＝1904.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1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aHaHMPMP390,5702lim1lim,SHlim=125.1,170,220lim2lim1limFaFaFSMPMP26.434.79/338/21nn由aHHHMPS5701570lim1lim1aHHHMPS3901390lim2lim2计算及说明结果aFFFMPS17625.1220lim1lim1aFFFMPS13625.1170lim2lim2按接触疲劳强度设计（一）小齿轮的转矩IT)(683002.44/3389550/9550111mNnPT（二）选载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查《机械设计基础》教材中表得，取K＝1.1（三）计算齿数比=4.26取Z1=18，则Z2=76.68取Z2=76，则齿数比u=4.22（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d＝1.2（五）计算小齿轮分度圆直径1dZ1=18Z2=76计算及说明结果1d≥76.6uuKTHdI223][)1(=76.622.43902.1)122.4(683001.123=61.17(mm)（六）计算模数m=61.17/18=3.39取标准模数3.5（七）计算齿轮的主要尺寸)(63185.311mmmZd)(266765.322mmmZd中心距,5.16426663212121mmdda齿轮宽度)(6.74632.112mmdBd取B2=75(mm)B1=B2+(5～10)取B1=80（mm）1d=63mm2d=266mma=164.5mmB1=80mmB2=75mm计算及说明结果（八）计算圆周转速vsmndv/11.11000603386314.3100060114.2.2齿轮弯曲强度校核（一）由3.2.1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力aFMP2201aFMP1702（二）计算两齿轮齿根的弯曲应力由《机械零件设计手册》得1FY=3.022FY=2.25比较FFY/的值1FY/[1F]=0.0137〉2FY/[2F]=0.0132计算小齿轮齿根弯曲应力为V=1.11(m/s)计算及说明结果2665.37502.3683001.122222111ZmBYKTFF2)(72.25FMPa齿轮的弯曲强度足够4.2.3齿轮几何尺寸的确定由《机械零件设计手册》得h*a=1c*=0.25齿顶圆直径ad)(705.3)1218(221111mmmhZhddaaa)(2735.3)1276(222222mmmhZhddaaa齿根圆直径fd)(25.545.325.1263211mmhddff)(25.2575.325.12266222mmhddff4.3齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径d=55)(mm轮毂直径1d=1.6d=1.6×55=88)(mm轮毂长度)(752mmBl轮缘内径1D=2ad10mn=2663.5=262.5mm0D=0.5(1D+1d)=175mm0d=20mm1c=20mm齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1强度足够1ad=70mm2ad=273mm计算及说明结果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》中的图表查得选45号钢，正火处理，HB217～255b=600MPac=110-1185.2轴几何尺寸的设计计算5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径主动轴1d=c113nP=11833844.23=22.15从动轴2d=c223nP=11834.7934.23=36.46考虑键槽1d=22.15×1.03=22.81考虑键槽2d=36.46×1.03=37.55选取标准直径1d=25mm选取标准直径2d=38mm5.2.2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。各段分开考虑高速轴（轴1）直径设计链轮处d=25油封处由a=（0.07-0.1）d链轮，取a=2.5，d=30轴承处选6207由比油封处略大，查标准值，取d=34齿轮轴d=d齿顶=70轴肩处d=42宽度设计链轮处带轮宽度-2，L=40-50，取b=42油封处20mm端盖，25mm空余，取b=45轴承处17+甩油环15=32轴肩处b=1.4a=1.4×2.5=3.5，取b=8齿轮处b=b1=80低速轴（轴2）直径设计联轴器处d=dmin