2010年最新《单级圆柱齿轮减速器课程设计说明书》[1]

机械设计基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器2010最新设计目录第一章绪论…………………………………………………………………………………………………2第二章课题题目及主要技术参数说明…………....…………………………………………………….32.1课题题目2.2传动方案分析及原始数据第三章减速器结构选择及相关性能参数计算…………………………………………………………53.1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)……………………………………………………….94.1闭式齿轮传动设计4.1.1闭式齿轮选材4.1.2闭式齿轮的设计计算与强度校核4.1.3闭式齿轮的结构设计数据：4.2开式齿轮传动4.2.1齿轮选材4.2.2齿轮的设计计算与强度校核第五章轴的设计计算(从动轴)…………………………………………………………………………….185.1Ⅰ轴（电动机轴）的尺寸设计5.1.1Ⅰ轴的材料和热处理的选择5.1.2Ⅰ轴几何尺寸的设计计算5.2Ⅱ轴（输出轴）的尺寸设计和强度校核5.2.1Ⅱ轴的材料和热处理的选择5.2.2Ⅱ轴几何尺寸的设计计算5.2.3Ⅱ轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择……………………………………………………………………….326.1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…………...387.1润滑的选择确定7.2密封的选择确定7.3箱体主要结构尺寸计算7.4减速器附件的选择确定机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-2-第八章总结……………………………………………………………………………………………………42参考文献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、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（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分析和解决工程实际问题的能力，巩固、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、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机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。第二章课题题目及主要技术参数说明2.1课题题目：一级闭式圆柱齿轮减速器机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-3-2.2传动方案分析及原始数据：设计要求：带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带速允许误差为50%。使用期限为10年，大修期三年，小批量生产，两班制工作。原始数据：A11运输带卷筒所需功率P/(kW)：5.8；运输带卷筒工作转速n(r/min)：88卷筒中心高H(mm)：300设计任务：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，A3图纸）；3)设计计算说明书1份，6000～8000字。说明书内容应包括：拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（许用应力法和安全系数法）、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、参考文献、设计小结等内容。结构设计简图：图1带式输送机传动系统简图机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-4-设计计算说明书第三章减速器结构选择及相关性能参数计算减速器的结构与性能介绍3.1结构形式3.2电动机选择按照设计任务要求，本减速器采用水平剖分、封闭结构（1）运输带卷筒所需功率P卷筒=5.8Kw（2）从电动机到卷筒间各个运动副的总机械效率总21234总1=0.99—联轴器效率；2=0.98—闭式齿轮传动效率；3=0.95—开式齿轮传动效率；4=0.99—轴承效率；所以：2123420.99总（3）电动机所需功率为：查《机械零件设计手册》附录表F1-7Y系列电动机的技术数据《机械零件设计手册》P997表4.1-2结果及依据机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-5-取7.5KwP电动机可见有三种Y系列三相异步电动机可用，分别为：Y132M-4、Y160M-6、Y160L-8，三者参数比较如下：型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩尺寸《机械零件设计手册》附录表F1-7电动机选用Y160M-6型Y132M-47.5150014402.22.2中Y160M-610009702.02.0中Y160L-87507202.02.0长综合考虑总传动比及尺寸大小，选取Y160M-6型3.3传动比分配3.4动力运动参数计算运输带卷筒的转速为：n=88（r/min）所以：取.04闭i，则（1）转速n0n=n1=n满=970（r/min）闭i=4.0开i=2.756机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-6-IIn=0n/闭i=970/4=242.5（r/min）IIIn=IIn/开i=242.5/2.756=87.990（r/min）（２）功率Ｐ)(23.460kwPPd)(596.30.99236.4101kwPP)(706.10.990.98596.34212kwPP)(035.80.990.9570.164323kwPP（3）转矩Tm)63.237(N=/970236.49550/9550000﹒nPT)(05.6260.9937.236101mNTT)(242.958=0.40.990.9805.6624212mNiTT齿闭2.7560.990.95958.2424323开齿iTT=629.752(N﹒m)将上述数据列表如下：设计计算内容计算及说明结果及依据轴号功率P/kWn/(r/min)T(N.m)iη06.42397063.23710.99Ⅰ6.35997062.6054.00.97机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-7-Ⅱ6.170242.5242.9582.7560.94Ⅲ5.80387.990629.752机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-8-第四章齿轮的设计计算齿轮的设计计算及结构说明4.1闭式齿轮传动设计4.1.1闭式齿轮选材4.1.2闭式齿轮的设计计算与强度校核闭式齿轮选用：直齿圆柱硬齿面齿轮（1）选择材料及确定需用应力小齿轮选用45号钢，调质处理，HB＝236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB＝190由《机械零件设计手册》查得lim1lim2580,370SHlim1.0HaHaMPMP，25.1,320,450lim2lim1limFaFaFSMPMP（2）确定各种参数齿轮按9等级精度制造由于原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对成布置，一般按照中等冲击载荷计算。查《机械设计基础》教材中表11—3得：取K=1.3查《机械设计基础》教材中表11—4取：区域系数ZH=2.5弹性系数ZE=188.0查《机械设计基础》教材中表11—6取：齿宽系数由aHHHMPS5801580lim1lim1《机械设计基础》教材P166表11—1《机械设计基础》教材P171表11-5《机械设计基础》教材P168表11—2《机械设计基础》教材十一章表11-3、表11-6、表11-4机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-9-aHHHMPS3701370lim2lim2aFFFMPS3605.21450lim1lim1aFFFMPS2565.21320lim2lim2（3）按齿面接触强度设计计算)(37.236/970236.49550/9550111mNnPT33221.363.2371041188.02.50.8437074.56mm（）齿数取Z1=21，则Z2=21×4=84。故实际传动比模数齿宽，取b2=65mm，b1=70mm按表4-1取m=4mm，实际的d1=zm=214mm=84mm，d2=844mm=336mm1Z=212Z=84《机械设计基础》教材P171公式（11-3）d1=74.56mm实际：d1=84mmd2=336mm查《机械设计基础》教材图11—8、11—9齿轮强度校核安全。V=3.785m/s机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-10-4.1.3闭式齿轮的结构设计数据：中心距（4）验算齿轮弯曲强度齿形系数YFa1=2.56，YSa1=1.63YFa2=2.24，YSa2=1.76由式（11-5），安全。（5）计算齿轮圆周转速v并选择齿轮精度113.1474.569703.785/601000601000dnvms对照表11-2可知选用9级精度是合宜的。其他计算从略。齿轮结构设计：齿顶圆直径da机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-11-'1111228421492aaaddhdhmmm'222222336214344aaaddhdhmmm齿全高h（c‘=0.25）''(2)(210.25)49ahhcmmm齿厚S3.1446.28222PmSmmπ齿根高''().25fahhcmmm（1+05）4=齿顶高'4aahhmmm齿根圆直径df1128422.579ffddhmm22233622.5331ffddhmm由于小齿轮d1=84mm，可采用齿轮轴结构；大齿轮因为分度圆半径较大采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的有关尺寸计算如下（需要根据后面轴的设计来确定大齿轮的详细参数）：轴孔直径d=50mm轮毂直径D1=1.6d=1.6×50=80mm；取D1=80mm轮毂长度L=B2=1.5d=60mm轮缘厚度δ0=（3~4）m=12~16mm；取δ0=16mm轮缘内径D2=da2-2h-2δ0=344-2×9-2×16=294mm取D2=300mm腹板厚度c=0.3B2=0.3×65=19.5mm；取c=20mm机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-12-腹板中心孔直径D0=0.5（D2+D1）=190mm腹板孔直径d0=0.25（D2-D1）=0.25×（300-80）=55mm；取d0=55mm齿轮倒角n=0.5m=2mm齿轮结构图如下：图2：从动轴上大齿轮设计计算内容计算及说明结果及依据4.2开式齿轮传动4.2.1齿轮选材开式齿轮选用：斜齿圆柱硬齿面齿轮小齿轮：40Cr表面淬火硬度48~55HBC，lim11150~1210HMPaσ，1700~740aFEMPσ大齿轮：40Cr表面淬火硬度48~55HBC，lim11150~1210HMPaσ，1700~740FEMPσ《机械设计基础》教材P166表11—1机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器-13-4.2.2齿轮的设计计算与强度校核对于一般工业用齿轮，采用一般可靠度计算取最小安全系数：HS=1.0，FS=1.25；因此lim1121150~1210[][]1150~12101.0HHHHMPaSσσσ1120.7700~740[][]560~5921.25FEFFFMPaSσσσ（1）小齿轮上的转矩26.17095509550242.98.242.5