单级斜齿圆柱齿轮减速器说明书例题.doc

北方民族大学机械设计基础课程设计说明书北 方 民 族 大 学机械设计基础课程设计（论文）题目： XXXXXXX的传动装置 院（系）： 化学与化学工程学院_专业班级：_过程装备与控制 071 学 号： XXXXXXXX 学生姓名： XXXXXXX 指导教师： 高 阳 起止时间： 2011.03.12010.05.07 过程机械系过程装备与控制工程专业25目 录l 设计任务.2 电动机的选择计算.3 传动装置的运动和动力参数计算.4 传动零件的设计计算.5 齿轮的设计计算.6 轴的设计计算.7 减速器高速轴的校核.8 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.9 高速键联接的选择和验算.10 联轴器的选择.11 润滑与密封.12 参考文献.13 设计体会. .一 设计任务1总体布置简图 1电动机；2皮带；3齿轮减速器；4带式运输机；5鼓轮；6联轴器2 工作情况：载荷平稳、单向旋转3 原始数据鼓轮的扭矩T（Nm）：850鼓轮的直径D（mm）：350运输带速度V（m/s）：0.7带速允许偏差（）：5使用年限（年）：5工作制度（班/日）：24 设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写5设计任务a) 减速器总装配图一张b) 齿轮、轴零件图各一张c) 设计说明书一份6 设计进度为保证课程设计能够如期的完成，同时保证设计质量，制定本计划，在每周、每一个阶段完成后，指导教师要认真检查学生课程设计的完成情况，无原则性问题，经指导教师同意方可进行下一阶段的设计。请各位老师及全体同学遵照执行：序号阶 段内 容时间1传动装置总体设计、传动件计算选择电动机、计算轴功率和扭矩、转速，分配传动比，设计齿轮。2周2轴的结构设计和轴的强度设计及轴上其它零件的设计轴的结构设计和轴的强度设计，轴承的设计、联轴器的设计、键的的设计。3减速器的机体和附件结构设计减速器的机体形式、附件、润滑方式的设计、减速器装配图草图1周4装配图设计CAD辅助设计作图3周作标题栏明细表减速器的技术特性、和技术要求5零件图设计CAD辅助设计作图1周6编写计算说明书设计任务书、零件设计计算、结构设计、参考资料7答辩课程设计过程中的相关问题1周二、电动机的选择计算如图2-1所示的胶带运输带的有效拉力F=3500N，工作速度v=1.10m/s,传动滚动直径D=280mm,载荷有轻度冲击，电源为三相交流，电压为380/220V,带速允许误差 Pr。3.选取电动机的转速滚筒转速 =75.1r/min根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为5.5KW，同步转速分别为1500r/min和1000r/min两种型号的电动机。电动机数据及传动比方案号电机型号额定功率/KW同步转速/（r/min）满载转速/(r/min)总传动比1Y132S-45.51500144019.172Y132M2-65.5100096012.78通过比较决定选择第2种方案，电动机型号为Y132M2-6, 同步转速为1000r/min，所选电动机的数据和安装尺寸如下表额定功率P0/kw5.5电动机外伸轴直径D/mm38满载转速n0（r/min）960电动机外伸轴长度E/mm80额定扭矩2.0电动机中心高H/mm132三、传动装置的运动及动力参数计算1、分配传动比电动机的满载转数n0=960r/min总传动比 i总 = n0/nw = 960/75.1=12.78取i带 =2.5 则减速器的传动比 i齿轮= i总/i带=12.78/2.5=5.1122、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴P0=Pr=4.58kwn0=960r/minT0=9550P0/n0=95504.58/960=45.56轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带 =2.5，带传动效率带=0.95， P1= P001= P0带 =4.580.95=4.35kwn1= n0/i 01=960/2.5=384r/minT1=9550P1/n1=95504.35/384=108.18轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为轴承=0.98 闭式齿轮传动的效率为齿轮=0.97则12=0.97=0.980.97=0.95P=P12=4.350.95=4.13kwn=n/i=384/5.112=75.12r/minT=9550P/n=95504.13/75.12=525.05轴：即传动滚筒轴 轴承=0.98 联轴器=0.99 齿轮=0.97 23=0.980.990.97=0.94P=P23=4.130.94=3.88kwn= n/i=78.12/1=78.12r/minT3=9550P/n=95503.88/78.12=474.32各轴运动及动力参数轴序号功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率04.5896045.56V带传动2.50.9514.35384108.18闭式齿轮传动5.1120.9724.1378.12525.05弹性联轴器1.00.9933.8878.12474.32四、传动零件的设计计算1、V带传动的设计算(1)确定设计功率PC , 载荷有轻度冲击， 2班制， =1.2（书218）PC=P=1.25.5=6.6kw(2)选取V带的型号 根据PC和n0，因工作点处于B型区，故选B型带。（课本图13-15）(3)确定带轮基准直径、选择小带轮直径由表10-4（书P214页）确定=140mm验算带速V（书P211）V=7.03m/s在5m/s25m/s之间，故合乎要求。（书P220）确定从动轮基准直径(书P211)=(1-)=140(1-0.02)=343mm按表10-5（书215页）取从动轮基准直径为=355mm (4)确定中心距a和带的基准长度Ld初定中心a（书P220）0. 取初定中心距7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a=1.8(+)=1.8(140+355)=891mm确定带的计算基准长度Ld按式 L=2a+( +)+=2=2572.12由表10-2（书213页）取标准Ld =2500确定实际中心距=+=891+=855(5)验算包角180-57.3=180-57.3=1651200 符合要求(6)确定带根数z根据电机的转速n=960和小带轮直径140mm，由图10-7（书P214页）查得 P=2.2kw P=0.3 (i=2.5)由表10-6（书P218页）查得 K=0.96由表10-2（书P212页）查得K=1.03Z=2.22根取Z=3根 （7）、计算作用于轴上的载荷F单根V带的初拉力：F0=500(-1)+q=500=217.57N式中q由表10-1（指导书140页）查得q=0.17Kg/m。F=2F=2217.573=1294N（8） 带轮结构设计 带速V30m/s 材料用灰铸铁 用HT150或HT200 300mm 用轮辐式（9） 带轮轮槽尺寸由表4-2（指导书224页）得 h=15mm,h=3.5mm,e=19mm,f=11.5mm Bd=14mm,=7.5mmB=(z -1)e+2f=(3-1)19+211.5=61mm图4-1 小带轮结构图图4-2 大带轮结构图五、齿轮的设计计算：1.选择齿轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理， 小齿轮45调质,=650MPa,=360Mpa，硬度217255HB； 大齿轮45正火, =580MPa, =290MPa,硬度162217HB。齿轮精度等级为8级.计算循环次数NN=60nj=603841(536516)=6.7310（工作五年，两班制）N=1.3110由图11-14（指导书187页）查得接触疲劳的寿命系数 =1.05 Z=1.13由图11-15（指导书187页）查得接触疲劳的寿命系数 Z=Z=1.0取载荷系数S=1.0由图11-13（b）（指导书186页）查得 =690Mpa ， =560MPa计算许用接触应力= Z Z =1.051.0=724.5Mpa= Z Z=1.131.0=632.8Mpa因 计算中取=632.8MPa2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距 TT=9.5510=9.5510=108183Nm初定螺旋角=11 由图11-20（指导书193页）查得Z=0.98.初取kZ=1.0取=0.35由表11-5（指导书181页）查得Z=188.9由图11-7（指导书181页）查得Z=2.45减速传动 u=i=5.112.计算中心距aa(u+1) =( 5.112+1) =154.6mm取中心距a=155mm估计模数m=(0.0070.02)a=1.093.1取标准模数 m=2mm 小轮齿数Z=24.89在允许范围内修正螺旋角与初选=11相近，Z ,Z可不修正齿轮分度圆直径3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11-3得k=1.25由图11-2（b）（指导书177页）按8级精度和vZ/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.024 校核齿根弯曲疲劳强度=414MPa=314MPa=258MPa=414MPa安全=239MPa=314MPa安全5.齿轮主要参数及几何尺寸计算=25 =127 m=2mm u=5.08 六 轴的设计计算1减速器高速轴的设计计算（1）选择轴的材料轴的材料为45号钢，调质处理（2）按扭矩初步估算轴端直径按公式 其中=110160，取=110=考虑轴端有一个键槽d1=26mm该段轴长ll=50mm（3）初选滚动轴承 该轴设计为斜齿齿轮轴，考虑到强度要求，选用圆锥滚子轴承。根据轴端尺寸，带轮的定位方式和轴承的大概安装位置，初选单列圆锥滚子轴承30207（4）设计轴的结构图6-1 轴的结构尺寸设计示意图a.轴的径向（轴径）尺寸的确定根据定位方式和轴承的大概安装位置等初选d1=26mm,d2=30mm,d3=d4=35mm,齿轮轴的分度圆直径d=51mm 。b.轴的轴向尺寸的确定各轴段如图6-1所示 ，根据各轴段上安装的零件宽度等结构确定各段长分别为：d1段50mm,d2段48mm,d3、d4段均29mm,轴环均8mm c确定轴承的润滑方式与密封方式齿轮轴的最大圆周速度： 由于V2m/s所以滚动轴承采用脂润滑高速轴密封处的圆周速度V由于V2m/s，所以采用毡圈密封。低速轴密封处的圆周速度V由于V 计算轴承B的寿命= 预期寿命满足要求九.高速轴键联接的选择和验算大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知：V带带轮材料为钢 ，轴的材料为45钢，V带与轴的配合直径为26mm，V带轮毂长为50mm，传递转矩T=45.56Nm1.选择键的材料、类型和尺寸。a.键的材料选用45钢，b.选择最常用的A型普通平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。c.键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d=26mm由标准中选定，键的长度由轮毂长确定，查表得bh=8*7,L=45mm.2.键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三个零件中较弱零件的压溃。由于带轮材料是钢，许用挤压应力由表9-7（指导书135页）查得=100MPa。键的计算长度l=L-b=45-8=37mm =100Mpa安全十 联轴器的选择在减速器低速轴与工作机之间需采用联轴器联接。由于工作机和减速器之间可能产生一定的径向位移和角位移。故选用弹性柱销联轴器。由式Tc=T=1.5474.32=711.48Nm n=78.12r/min由表2-14-1(课设指导书114页) LH4联轴器4084 GB/T50142003其公称转矩 Tn=1250 Nm711.48 Nm，许用转矩n=2800r/min78.12r/min 十一 减速器箱体的结构设计参照参考文献机械设计课程设计（修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992年第19页表1.5-1可计算得，箱体的结构尺寸如表8.1： 表8.1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计 算 公 式计算结果箱座壁厚度=0.04225+3=12mma为蜗轮蜗杆中心距取=12mm箱盖壁厚度1=0.8512=10mm取1=10mm机座凸缘厚度bb=1.5=1.512=18mmb=18mm机盖凸缘厚度b1b1=1.51=1.510=15mmb1=18mm机盖凸缘厚度PP=2.5=2.512=30mmP=30mm地脚螺钉直径dd=20mmd=20mm地脚螺钉直径dd=20mmd=20mm地脚沉头座直径D0D0=48mmD0=48mm地脚螺钉数目n取n=4个取n=4底脚凸缘尺寸（扳手空间）L1=32mmL1=32mmL2=30mmL2=30mm轴承旁连接螺栓直径d1d1= 16mmd1=16mm轴承旁连接螺栓通孔直径d1d1=17.5d1=17.5轴承旁连接螺栓沉头座直径D0D0=32mmD0=32mm剖分面凸缘尺寸（扳手空间）C1=24mmC1=24mmC2=20mmC2=20mm上下箱连接螺栓直径d2d2 =12mmd2=12mm上下箱连接螺栓通孔直径d2d2=13.5mmd2=13.5mm上下箱连接螺栓沉头座直径D0=26mmD0=26mm箱缘尺寸（扳手空间）C1=20mmC1=20mmC2=16mmC2=16mm轴承盖螺钉直径和数目n,d3n=4, d3=10mmn=4d3=10mm检查孔盖螺钉直径d4d4=0.4d=8mmd4=8mm圆锥定位销直径d5d5= 0.8 d2=9mmd5=9mm减速器中心高HH=340mmH=340mm轴承旁凸台半径RR=C2=16mmR1=16mm轴承旁凸台高度h由低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。取50mm轴承端盖外径D2D2=轴承孔直径+(55.5) d3取D2=180mm箱体外壁至轴承座端面距离KK= C1+ C2+(810)=44mmK=54mm轴承旁连接螺栓的距离S以Md1螺栓和Md3螺钉互不干涉为准尽量靠近一般取S=D2S=180蜗轮轴承座长度（箱体内壁至轴承座外端面的距离）L1=K+=56mmL1=56mm蜗轮外圆与箱体内壁之间的距离=15mm取=15mm蜗轮端面与箱体内壁之间的距离=12mm取=12mm机盖、机座肋厚m1,mm1=0.851=8.5mm, m=0.85=10mmm1=8.5mm, m=10mm以下尺寸以参考文献机械设计、机械设计基础课程设计 王昆等主编 高等教育出版社 1995年表6-1为依据蜗杆顶圆与箱座内壁的距离=40mm轴承端面至箱体内壁的距离=4mm箱底的厚度20mm轴承盖凸缘厚度e=1.2 d3=12mm箱盖高度220mm箱盖长度（不包括凸台）440mm蜗杆中心线与箱底的距离115mm箱座的长度（不包括凸台）444mm装蜗杆轴部分的长度460mm箱体宽度（不包括凸台）180mm箱底座宽度304mm蜗杆轴承座孔外伸长度8mm蜗杆轴承座长度81mm蜗杆轴承座内端面与箱体内壁距离61mm十二 减速器其他零件的选择经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡油盘、联轴器、定位销的组合设计，经校核确定以下零件： 表9-1键 单位：mm安装位置类型b（h9）h（h11）L9（h14）蜗杆轴、联轴器以及电动机联接处GB1096-90键107010870蜗轮与蜗轮轴联接处GB1096-90键251102514110蜗轮轴、联轴器及传动滚筒联接处GB1096-90键201102012110表9-2圆锥滚动轴承单位：mm安装位置轴承型号外 形 尺 寸dDTBC蜗 杆GB297-847312（30312）6013033.53126蜗轮轴GB/T297-94302168014028.252622表9-3密封圈（GB9877.1-88）单位：mm安装位置类型轴径d基本外径D基本宽度蜗杆B5580855808蜗轮轴B75100107510010表9-4弹簧垫圈（GB93-87）安装位置类型内径d宽度（厚度）材料为65Mn，表面氧化的标准弹簧垫圈轴承旁连接螺栓GB93-87-16164上下箱联接螺栓GB93-87-12123表9-5挡油盘安装位置外径厚度边缘厚度材料蜗杆129mm12mm9mmQ235 定位销为GB117-86 销838 材料为45钢参考文献机械设计课程设计（修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992年第132页表2.8-7十三 减速器附件的选择表10-1视孔盖（Q235）单位mmAA1A。B1BB0d4h150190170150100125M 81.5表10-2吊耳单位mm箱盖吊耳dR eb42424220箱座吊耳BHhb3619.29.6924表10-3起重螺栓单位mmdDLSd1Cd2hM1635622716328422226表10-4通气器单位mmDd1d2d3d 4DabsM181.5M331.583164012722Chh1D1Rkef1640825.440622表10-5轴承盖（HT150）单位mm安 装位 置d3Dd 0D0D2ee1mD4D5D6b1d1蜗