机械设计课程设计单级圆柱齿轮减速器

1机械设计基础课程设计设计题目单级圆柱齿轮减速器内装1设计书一份2装配图一份3零件图两份机械与材料工程学院B1161班级设计者廖伟程指导老师陈枭完成日期2013年5月30日成绩九江学院2目录第一章绪论…………………………………………………………………5第二章课题题目及主要技术参数说明……………………………62.1课题题目……………………………………………………………62.2主要技术参数说明…………………………………………………62.3传动系统工作条件…………………………………………………62.4传动系统方案的选择………………………………………………6第三章减速器结构选择及相关性能参数计算…………………73.1减速器结构…………………………………………………………73.2电动机选择…………………………………………………………73.3传动比分配…………………………………………………………83.4动力运动参数计算…………………………………………………9第四章V带传动设计………………………………………………….114.1确定计算功率………………………………………………………114.2确定V带型号………………………………………………………114.3确定带轮直径………………………………………………………114.4确定带长及中心距…………………………………………………124.5验算包角……………………………………………………………124.6确定V带根数Z……………………………………………………124.7确定粗拉力F………………………………………………………1334.8计算带轮轴所受压力Q……………………………………………13第五章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)...........145.1齿轮材料和热处理的选择…………………………………………145.2齿轮几何尺寸的设计计算…………………………………………145.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸……………………145.2.2齿轮弯曲强度校核…………………………………………175.2.3齿轮几何尺寸的确定………………………………………185.3齿轮的结构设计……………………………………………………19第六章轴的设计计算(从动轴)………………………………………216.1轴的材料和热处理的选择…………………………………………216.2轴几何尺寸的设计计算……………………………………………216.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径……………………216.2.2轴的结构设计………………………………………………216.2.3轴的强度校核………………………………………………21第七章轴承、键和联轴器的选择……………………………………257.1轴承的选择及校核.......................................257.2键的选择计算及校核…………………………………………………267.3联轴器的选择…………………………………………………………26第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算…………………………………………………288.1润滑的选择确定………………………………………………………288.2密封的选择确定………………………………………………………2848.3减速器附件的选择确定………………………………………………288.4箱体主要结构尺寸计算………………………………………………29第九章总结…………………………………………………………305第一章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。6第二章课题题目及主要技术参数说明2.1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。2.2主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=3000N，输送带的工作速度V=1.5m/s，输送机滚筒直径D=400mm。2.3传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；使用年限５年，每日工作24小时，载荷平稳，环境清洁2.4传动系统方案的选择采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。结构设计简图：图1带式输送机传动系统7第三章减速器结构选择及相关性能参数计算3.1减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。3.2电动机选择（一）工作机的功率PwwP=FV/1000=3000×1.5/1000=4.5kw（二）总效率总总=带齿轮联轴器滚筒2轴承=0.96×0.98３×0.97×0.99×0.96=0.83（三）所需电动机功率dPPd=FV/1000η总=(3000×1.5)/(1000×0.876)=5.42(kw)(四)确定电动机转速卷筒工作转速为：n卷筒＝60×1000·V/（π·D）=(60×1000×1.5)/（400·π）=71.7r/min此选定电动机型号为Y132M2-6。电动机主要外形和安装尺寸：中心高H外形尺寸LX(AC/2+AD)×HD底角安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺F×GD电动机选用：Y132M2-68132520×345×315216×1781228×810×41计算及说明3.3传动比分配由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速nia=nm/n==960/71.7=13.40取i0=2.8（普通V带i=2～4）则i=4.443.4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=960/2.8=342.86（r/min）IIn=In/齿i=342.86/4.44=77.22（r/min）IIIn=IIn=77.22（r/min）9（二）功率PPⅠ=Pd×η01=Pd×η1=4.5×0.96=4.32（KW）PⅡ=PⅠ×η12=PⅠ×η2×η3=4.32×0.98×0.97=4.41（KW)PⅢ=PⅡ·η23=PⅡ·η2·η4=4.11×0.98×0.99=4.07（KW)（三）转矩TTd=9550·Pd/nm=9550×4.5/960=44.77N·mTⅠ=Td·i0·η1=44.77×2.8×0.96=120.33N·mTⅡ=TⅠ·i1·η2·η4=120.33×4.44×0.98×0.99=518.34N·mTⅢ=TⅡ·η2·η4=502.90N·m由指导书的表1得到：η1=0.96η2=0.98η3=0.97η4=0.9910将上述数据列表如下：轴号功率P/kWN/(r.min-1)T/(N﹒m)i04.596044.772.80.9614.32342.86120.3324.1177.22518.344.440.9534.0777.22292.8410.9711第四章V带传动设计4.1确定计算功率查表得KA=1.1，则PC=KAP=1.1×5.5=6.05KW4.2确定V带型号按照任务书得要求，选择普通V带。根据PC=6.05KW及n1=342.86r/min，查图确定选用B型普通V带。4.3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=V=n1·d1·π/（1000×60）=960×140·π/（1000×60）=7.03m/s介于5~25m/s范围内，故合适（3）计算大带轮直径dd2=idd1（1-ε）=2.8×140×（1-0.02）=384.16mm根据GB/T13575.1-9规定，选取dd2=384mm4.4确定带长及中心距12（1）初取中心距a0()()210212≤≤7.0ddddddadd++得366.8≤a0≤1048，根据总体布局，取ao=700mm(2)确定带长Ld：根据几何关系计算带长得()()022121042π2addddaLdddddo+++==2×700+π·（140+384）/2+（384-140）2/(4×700)=2244.2mm根据标准手册，取Ld=2244mm。(3)计算实际中心距2L-Ld0d0aa=700+(2244-2244.2)/2=697.9mm4.5.验算包角α1=180-(d2-d1)×57.3/a=180-(384-140)×57.3/697.9=160.0120合适4.6.确定V带根数Z根据dd1=140mm及n1=705r/min，查表得P0=1.64KW,ΔP0=0.22KW中心距a=815.32mm13Z=PC/（(P0+△P0)·KL·Kα）=6.05/（（2.08+0.30）×1.00×0.95）=2.684.7.确定粗拉力F0F0=5002)15.2(qvKvZPc查表得q=0.17㎏/m,查得Kα=0.95查得KL=1.00F0=500·PC·（2.5/Kα-1）/z·c+q·v2=500×6.05×（2.5/0.95-1）/（3×7.03）+0.17×7.032=242.42N4.8.计算带轮轴所受压力QQ=2ZF0sin21=2×3×242.42×sin(160.0/2)=1432.42N带轮示意图如下：d0dHL14第五章齿轮的设计计5.1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＝1905.2齿轮几何尺寸的设计计算5.2.1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aHaHMPMP530σ,580σ2lim1lim==,SHlim=11,200σ,215σlim2lim1lim===FaFaFSMPMP由《机械零件设计手册》查得ZN1=ZN2=1YN1=YN2=1.1由[]aHNHHMPSZ58011580σσlim11lim1=×==[]aHNHHMPSZ53011530σσlim22lim2=×==[]aFNFFMPSY24411.1215σσlim11lim1=×==15[]aFNFFMPSY20411.1200σσlim22lim2=×==（一）小齿轮的转矩ITT1=9550×P/n1=9.55×106×4.23/342.86=1.18×105N·mm（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μ=4.5（四）选择齿宽系数dψ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1d16d1≥21123+］［σΨεHHEZZZuudkT=2556077.05.28.1895.415.411018.12.123××+×××=52.82mm（六）确定齿轮模数mm=d1/Z1≥52.82/20=2.641取标准模数值m=3（七）确定齿轮的齿数1Z和2z取Z1=20Z2=Z1·u=20×4.5=90（八）实际齿数比'μ'μ=Z2/Z1=4.83（九）