机械设计课程设计-一级圆柱齿轮减速器说明书

浙江农林大学天目学院机械设计课程设计设计说明书课题名称一级圆柱齿轮减速器专业工程技术机械制造及其自动化083姓名王仁源学号200808310229指导老师严建敏学期2010学年第一学期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=2KN，输送带的工作速度V=0.9m/s，输送机滚筒直径D=300mm。1.3传动系统工作条件带式输动机工作时有轻微震动，经常满载。空载起订，单向运转，单班制工作（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为5年(每年按300天计算)三相交流电源的电压为380/220V。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=2000×0.9/1000=1.8kw（二）总效率总总=带齿轮联轴器滚筒3轴承=0.96×0.98×0.99×0.96×0.99×0.99×0.99=0.868（三）所需电动机功率dP)(2.0731.8/0.8686/KWPPwd总查《机械零件设计手册》得Ped=3kw电动机选用Y2-132S-8n满=705r/min2.3传动比分配工作机的转速n=60×1000v/（D）=60×1000×0.9/(3.14×300)=57.325r/min298.12325.57/935/nni满总取3带i则099.4/3771.42/带总齿iii电动机选用：Y2-132S-83带i齿i=4.099计算及说明结果2.4动力运动参数计算（一）转速n0n=满n=705（r/min）In=0n/带i=满n/带i=705/3=235（r/min）IIn=In/齿i=235/4.099=57.331（r/min）IIIn=IIn=57.331（r/min）（二）功率P)(073.20kwPPd)(990.10.962.07301kwPP带)(1.9310.990.981.99012kwPP轴承齿轮)(1.8930.990.99931.123kwPP轴承联轴器（三）转矩T2.073/14209550/9550000nPT=13.942(N﹒m))(40.15330.9613.94201mNiTT带带099.40.990.98153.4012齿轴承齿轮iTT=161.182(N﹒m)10.990.99182.16123齿带轴承联轴器iTT=157.974(N﹒m)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﹒m)i02.07370513.94230.9611.99023590.15321.93157.331161.1824.0990.9731.89357.3331157.97410.98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=1.1×3=3.3KW3.2确定V带型号按照任务书得要求，选择普通V带。根据PC=3.3KW及n1=235r/min，查图确定选用B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=140mm。（2）验算带速v=10006011ndd=60000705140=5.17m/s5m/s＜v＜25m/s,带速合适。（3）计算大带轮直径dd2=idd1（1-ε）=3×140×（1-0.02）=411.6mmPC=3.3KW选用B型普通V带dd1=140mmv=5.17m/s,带速合适dd2=411.根据GB/T13575.1-9规定，选取dd2=400mm3.4确定带长及中心距（1）初取中心距a02102127.0ddddddadd得378≤a0≤1080，根据总体布局，取ao=800mm(2)确定带长Ld：根据几何关系计算带长得0221210422addddaLdddddo=8004400140400140280022=2469.36mm根据标准手册，取Ld=2500mm。(3)计算实际中心距2L-Ld0d0aa=22469.36-2500800=815.32mm3.5.验算包角3.57180121adddd=3.5732.815140400180=161.73°＞120°，包角合适。3.6.确定V带根数ZZ≥LcKKPPP)(00根据dd1=140mm及n1=705r/min，查表得P0=1.64KW,ΔP0=0.22KW中心距a=815.32mm包角α=161.73°包角合适Kα=)51(25.118073.161=0.9566mm取ao=800mm取Ld=2500mm中心距a=815.32mm包角α=161.73°包角合适KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.024则Z≥024.1956.0)86.1(3.3=1.737，取Z=23.7.确定粗拉力F0F0=5002)15.2(qvKvZPc查表得q=0.17㎏/m,则F0=500217.517.0)1956.05.2(517.53=98.26N3.8.计算带轮轴所受压力QQ=2ZF0sin21=2×2×98.26×sin273.161=388N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aHaHMPMP530,5802lim1lim,SHlim=11,200,215lim2lim1limFaFaFSMPMP099.4331.57/235/21nn由《机械零件设计手册》查得ZN1=ZN2=1YN1=YN2=1.1由aHNHHMPSZ58011580lim11lim1aHNHHMPSZ53011530lim22lim2计算及说明结果aFNFFMPSY24411.1215lim11lim1aFNFFMPSY20411.1200lim22lim2（一）小齿轮的转矩IT)(870.801.990/2359550/9550111mNnPT（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《机械原理与机械零件》教材中表得，取K＝1.1（三）计算尺数比=4.099（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（五）计算小齿轮分度圆直径1d计算及说明结果1d≥766uuKTHdI223][)1(=766099.45301)1099.4(153.901.123=47.103(mm)（六）确定齿轮模数mmmda089.120099.41247.103121m=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)×198.764取m=2（七）确定齿轮的齿数1Z和2z552.232103.4711mdZ取Z1=24376.9824099.412ZZ取Z2=100（八）实际齿数比'167.42410012'ZZ齿数比相对误差017.0'Δ±2.5%允许（九）计算齿轮的主要尺寸)(4824211mmmZd)(200100222mmmZdZ1=24Z2=1001d=48mm2d=200mm计算及说明结果中心距mmdda12820048212121齿轮宽度)(4848112mmdBdB1=B2+(5～10)=53～58(mm)取B1=57(mm)（十）计算圆周转速v并选择齿轮精度smndv/590.01000602354814.310006011根据设计要求齿轮的精度等级为7级。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aFMP2441aFMP2042（二）计算两齿轮齿根的弯曲应力由《机械零件设计手册》得1FY=2.652FY=2.18比较FFY/的值1FY/[1F]=2.65/244=0.01092FY/[2F]=2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应力为a=128mmB1=57mmB2=48mmV=0.590(m/s)定为IT7计算及说明结果2424865.2153.90200020002122111ZmBYKTFF1)(692.103FMPa齿轮的弯曲强度足够4.2.3齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径ad由《机械零件设计手册》得h*a=1c*=0.25)(542)1224(221111mmmhZhddaaa)(2042)12100(222222mmmhZhddaaa齿距P=2×3.14=6.28(mm)齿根高)(5.2mmmchhaf齿顶高)(221mmmhhaa齿根圆直径fd)(435.2248211mmhddff)(1995.22204222mmhddff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=1.6d=1.6×50=80)(mm轮毂长度)(482mmBL轮缘厚度δ0=(3～4)m=6～8(mm)取0=8轮缘内径2D=2ad-2h-20=204-2×4.5-2×8强度足够1ad=54mm2ad=204mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=199mm计算及说明结果=179(mm)取D2=180(mm)腹板厚度c=0.32B=0.3×48=14.4取c=15(mm)腹板中心孔直径0D=0.5(1D+2D)=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直径0d=0.25（2D-1D）=0.25（180-80）=25(mm)取0d=25(mm)齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1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，调质处理，HB217～2