机械设计基础课程设计之减速器(附图).

1、徐刪工程摩院 机电工程学院 机械设计基础课程设计 说明书 课题名称：精压机传动系统设计 学生姓名： 薛 傲学号： 20110601132 专 业：材料成型及其控制工程班级: 11材控1 成 绩：指导教师签字： 2013年 6月 28日 徐州工程学院机电工程学院课程设计说明书 目录 一. 传动系统方案设计与分析2 二. 传动装置的总体设计3 1. 电动机的选择3 2. 传动比的分配4 3计算传动装置运动和动力参数4 三. 传动零件设计计算5 1带传动的设计5 2齿轮传动的设计7 四. 轴系结构部件的设计11 1轴的设计与弯扭合成强度计算11 2. 滚动轴承的选用与验算13 3. 联轴器的选用15

2、 4. 键连接的选择15 五. 润滑方式的选择16 六. 箱体的设计17 七. 减速器装配图和零件图21 八. 总结23 九. 参考文献24 28 1、 计算说明 r 4 电动机；2、三角带传动；3、减速器；4、联轴器；5、传动滚筒；6、皮带运输机 传动系统方案设计与分析 设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 （1）工作条件：使用年限8年，工作为2班工作班制，载荷变动较大，运 输带速度允许误差5%。 （2） 原始数据：滚筒圆周力F=1500N;输送带速度 V=1.8m/s;滚筒直径 D=250mm。 二.传动装置的总体设计 1电动机的选择 电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机 电动机功率选择；

3、 (1) 传动装置的总功率： n总二n带*门轴承*n轴承*n齿轮*n联轴器*n滚筒 =0.96*0.98*0.98*0.97*0.99*0.96 =0.885 (2) 电机所需的工作功率： P 工作二PV/(1000n 总) = 1500*1.8/(1000*0.885) =3.05KW 确定电动机转速： 计算滚动工作转速 n 筒=60*1000V/(3.14D) =60*1000*1.8/(3.14*250) = 137.51r/mi n 根据书中推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范 围I a=35取V带传动比 |1=24,则总传动比理时范围为I a=620.故电动机转速的

4、可选范围为 ld=la* n 筒二(620)*137.51 = 825.062750.2r/min符合这一范围的同步转速有 1000和1500r/mi n. 根据容量和转速，由有关书籍查出有三种适用的电动机型号：因此有 三种传支比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸重量价格和带传动减 速器的传动比，可见应选 n=1000r/min。 确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机 型号为Y132M1-6 其主要性能：额定功率：4KW，满载转速960r/min。 2.传动比的分配 （1） 总传动比:i总=门电动/n筒=960/137.51=6.98 （2）分配各级传

5、动比 取齿轮i齿轮=3 （单级减速器i=36合理） 因为i总=）齿轮*i带 所以i带二i总/i齿轮=6.98/3=2.33 3传动装置运动和动力参数 （1）计算各轴转速 no=n 电机=960r/min ni=no/i 带=960/2.33=412.02（r/min） niI=ni/i 齿轮=137.34（ r/min） nm= nn=137.34（ r/min） 计算各轴的功率 H=p 工作=3.05KW P=Pon 带=3.05*0.96=2.928KW PII=PI*n 齿* n 承=2.783KW Pm二Ph*n 承*n 联=2.7okw (3)计算各轴扭矩 To = 9550 X P

6、o/no=9550X 3.05/960 =30.34 N m Ti = 9550 X P /n I =9550X 2.928/412.02 =67.87 N m Ti =9550X Ri /n ii =9550X 2.783/137.34=193.52 N m Tii =9550X Pm /n iii =9550X 2.70/137.34=187.75 N m 三.传动零件设计计算 .V带传动的设计计算 1) .确定计算功率Pc 8.21查得工作 由于每天工作时间T=24h，运输装置载荷变动大，由表 情况系数 Ka=1.4,故 Pea二KaXR 1=1.4 X.05kW =4.27kW 2)

7、.选择V带的带型 根据Pean由图8-12选择A型V带。 3) .确定带轮的基准直径dd1 由表8-12,取小带轮的基准直径dd1=100mm。 按式(8-13)验算带速：u =nd/(60 1000) =nX00 X960/60000 =5.03m/s 因为5m/s u 30m/s故带速合适。 4) .计算大带轮的基准直径dd2根据式(8-15a)则 dd2 =n n2*dd1 = 960/412.02 X100=233mm 按表8.3选取标准值dd2=236mm 5) .确定V带的中心距a和基准长度Lo 根据式 0.7(ddi+dd2)a2(dd什dd2)算得 235.2a120 7) .

8、计算带的根数z 单根V带传递的额定功率.据dd1和n1,查课本1表8.18得 dd1=100mmn=960r/mi n,查表得 P0=2.47+ (2.83-2.47) (960-800)/(980-800)=2.79KW i工1时单根 V带的额定功率增量. P0= Kbn 1(1-1/Ki)=0.0010275KW 查1表，得 Ki=1.1373,贝U P0= 0.0010275 X960X (1-1/1.1373) =0.119KW 由表8.4得，带长修正系数Kl=0.99，表8.11包角系数Ka=0.97 Z= PC/(P0+ P0)Ka KL =4.27/(2.79+0.119) X

9、0.97X 0.99 =1.53 取Z= 2根 8) 计算轴上压力 由课本8.6表查得q = 0.10kg/m，单根V带的初拉力： F0 = 500FC/ZV (2.5/K a-1 ) +qZ =500 x4.27/2x5.03(2.5/0.97-1)+0.10 x5.032 =337.28N 则作用在轴承的压力FQ FQ= 2ZF0sin( a 1/2) =2X 2X 337.28sin(164.13 /2) =1336.203N 9) 计算带轮的宽度B B=( Z-1)e+2f =(2-1 ) X 15+2X10 =35 mm 10) 结构设计结果 选用A型V带，中心距a=500mm,带轮

10、直径dd1=100mm , dd2=236mm,轴上压 力 Fq= 1241.48N .齿轮传动设计计算 (1) 选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿 轮采用软齿面。选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质， 齿面硬度229-286HBW大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为 169-217HBW 精度等级：精压机是一般机器，速度不高，故选8级精度 (2) 按齿面接触疲劳强度设计 该传动为闭式软齿面，主要失效形式为疲劳点蚀，故按齿面接触疲劳 强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。 设计公式为：d1 76.43 K(U+1)/ du c H2) 1/3 表10.11

11、载荷系数K查课本1表K = 1.1 转矩 TIT1 = 9550 X Pi/n i=9550X 2.928/412.02 =67870 N mm 解除疲劳许用应力 (T H(T Hlim Zn/Sh 按齿面硬度中间值查1 T Hlim1 = 600Mpa (7 Hlim2 = 550Mpa 接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天24h计算，由公式N= 60njL h计 N1 = 60X 412.02 X 10X 300X 24 =1.779x109 N2= N1/i 齿=1.779x109 /2.33 = 7.635 X 108 查1课本图曲线1,得 Z NT1= 1Z NT2= 1

12、.06 按一般可靠度要求选取安全系数 SH= 1.0 7 H1 =7 Hlim1 Znt/SH =600 x1/1 =600 Mpa 7 H2 = 7 Hlim2ZNT2/SH =550 x1.06/1 =583Mpa 故得：7 H = 583Mpa 计算小齿轮分度圆直径d1 由1课本表13-9按齿轮相对轴承对称布置， 取 d= 1.0U = 2.33 将上述参数代入下式 d1 76.43 K(U+1)/ du 7 H2) 1/3 =51.94mm 取 d1 = 56.25 mm 计算圆周速度 V= nl n d1/( 60X 1000) =412.02 X 3.14 X 56.25 /(60

13、X 1000) =1.21m/ s Vv 6m/ s故取8级精度合适 (3)确定主要参数 齿数取Z1= 25 Z2= Z1Xi 齿=25X 2.33 = 58.25=59 模数m= d1/Z1 = 56.25 /25 = 2.25 分度圆直径 di = m Z2= 25X 2.25 = 56.25mm d2= m Z2= 59X 2.25 = 132.75mm 中心距 a=( d1+ d2)/2 =(56.25+132.75 )/ 2 =94.5mm 齿宽 b= d*d1 = 1.0 X 56.25 = 56.25mm 取 b2 = 60mm bi = b2+5 mm= 65 mm (4) 校

14、核齿根弯曲疲劳强度 齿形系数Yf 查1课本表10.13 Yfi = 2.65Yf2= 2.18 应力修正系数Ys 查1课本表10.14 Ys 1.59Ys2= 1.80 许用弯曲应力(T F T F =T Flim Ynt/Sf 由课本1图10.25 按齿面硬度中间值得 T Flim1 = 210MpaT Flim2 = 190Mpa 由课本1图 得弯曲疲劳寿命系数Ynt： YnT1 YnT2 1 按一般可靠性要求，取弯曲疲劳安全系数Sf 1.3 计算得弯曲疲劳许用应力为 t F1 t Fiim1 Ynti/S f 210X 1/1.3 162Mpa (T F2 = (T Flim2 Y NT

15、S F = 190 X 1/1 .3 = 146Mpa 校核计算 T F1 = 2kT1WYsi/(bmzi) =2X 1. 1 X 67870X 2.65 X 1.59/ ( 60X 2.252X 25)= 82.85Mpa t f| 2 t F2= 2kT1YYs2/(bmZ1) =82.85 X 1.8 X 2. 18/(1.59 X 2.65) =77.16Mpa Ao(P/n1)1/3=( 103126)(2.928/412.02严=(19.824.2)mm d2 Ao(P/n2)1/3=( 103126)(2.783/137.34)1/3=(28.134.4mm d3 Ao(P/n

16、3)1/3=( 103126)(2.7/137.34)1/3= (27.834)mm 选取联轴器类型 联轴器的孔径，由表查得Ka=1.3,则联轴器的计算转矩 Tca=KaTIII=1.3 X 187.75=244.075 N- mm. 按计算转矩Tea应小于联轴器公称转矩条件，查GB/T 5014-2003 选用TL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1000 N- mm半联轴器 孔径d=50mm故取d I - II =50mm半联轴器长度L=112mm由于半联轴器 与轴配合的毂孔长度L1应该小于L,所以取L I - I =110mm 右段需要制一个轴肩，高约未4故取d I -皿=50+4X 2m

17、m=58mm 根据课程设计，当轴肩用于轴上零件定位和承受内力时，应具有一 定高度，轴肩差一般可取 610mm用作滚动轴承内圈定位时，轴肩的直 径应按轴承的安装尺寸取。如果两相邻轴段直径的变化仅是为了轴上零件 装拆方便或区分加工表面时两直径略有差值即可，例如取15mm也可以采 用相同公称直径而不同的公差数值。 考虑滚动轴承的装拆，选用深沟球滚动轴承型号为“ 6212”，由标准查 得装滚动轴承D直径为110mm宽为22mm取齿轮距箱体内壁距离a=15mm, 考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承 位置时,应距箱体内壁一段距离s,取s=8mm则 因此输入轴由小端到大端可以设计出各段轴的直径，考虑齿轮端

18、面和 箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为15mm通过密 封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离 而定，所以 输出轴由小端到大端可以设计出各段轴的直径分别为： 42mm 50m, 55mm 60mm 68mm 55mm 根据课程设计表3-1，表4-1以及图4-1，得 5 取 10mm, 5 1 取 8mm, 齿轮顶圆至箱体内壁的距离：仁10mm 齿轮端面至箱体内壁的距离： 2=10mm 因为齿轮的圆周速度 V=1.21m/s1.52.0 m/s 选用弹性套柱联轴器查表得可算得 m=22mm e=12mm 所以可以设计出各段轴的长度，分别为 65mm 6

19、6mm 37mm 58m 12mm 20mm 轴上零件的周向固定 齿轮、大带轮与轴的周向定位采用平键连接齿轮处轴由表查得平键 bx h=18x 11mm键槽用键槽铣刀加工，长为63mm为了保证齿轮与轴配 合 有良好的对中性，故选择配合为H7/n6,同样,大带轮与轴的连接选用 平键bx h=14x 9mm长32mm配合为过渡配合 H7/k6 确定轴上圆角与倒角尺寸 查表,轴左端倒角为2x 45o,右端倒角为2x 45o. 轴肩处圆角半径见图纸标注 轴的校核计算 Mei Mm （F） _TrTrnTm H 1111 Il 黙牖皿 绘制合弯矩图（d） MC=（MC12+MC22）1/2=72.54N

20、m 绘制扭矩图（e） T=9.55（ P1/n1）=61.16Nm 绘制当量弯矩图（f） Mec=Mc2+（ a T） 2 1/2=168.36Nm 校核危险截面C的强度 对于输入轴校核： Tiii =9550PIII/n III =9550X 2.7 0/137.34 =187.75N-m Ft=2Tm /d仁375.49/=3080.8N Fr= Fttan a =1150N - 绘制轴受力简图（a） 绘制垂直面弯矩图（b） FAY=FBY=Fr/2=593N MC1=FAYL/2=36.194Nm 绘制水平面弯矩图（C ） FAZ=FBZ=Ft/2=1614.4N MC2=FAZL/2=

21、56.22Nm （T e=Mec/0.1d3=49.8MPa57600h 预期寿命足够。 计算输出轴承 初选轴承为深沟球轴承，型号为 6211，基本额定动载荷Cr= 43.2KN 计算当量载荷 由于是深沟球轴承，且只承受径向载荷，则P= Fr=Ft tana =2965 轴承寿命计算lh二 106 60n ftC 根据条件ft=1,fp=1.2 ;由于是球轴 承，；=3,贝S Lh=23269172000h,预期寿命足够。 3联轴器的选择 轴H是通过联轴器与轴皿相连接的轴，轴H的直径最小处与联轴器 连接，d=45mm转矩T=446N?M因带式直运输机中齿轮的单向传动， 有微 量冲击结合此条件，

22、选用弹性联轴器。查表(机械设计基础17-3) 得出，选用HL4型弹性套柱联轴器，其主要参数如下：公称扭矩Tn = 710N。主动轴孔直径45mm从动轴轴也选用45mm.Y型轴孔长度 L=112mm,A=65 型号 公称转矩 T(N m) 许用转速 n(r/mi n) 轴孔直 径 d(mm) 轴孔长度 L(mm) 材料 轴孔类 型 YLD10 710 3600 45 112 HT200 Y 4.键的选择校核计算 (1) 主动轴外伸端d=30mm考虑到键在轴中部安装，故选键 10 x70 (GB/T1096-2003) b=10mm h=8mm L=70mm 选择45钢，其许用挤压应力(T p=1

23、00 MPa (T p= 4TI/dhL =4x104.45x1000/34x8x(70-10) =25.6 MPa(T p 故所选键联接强度足够。 (2) 从动轴外伸端d=45mm考虑到键在轴中部安装，故选键 14x100 (GB/T1096-2003) b=14mm h=9mm L=100mm 选择45钢，其许用挤压应力(T p=100 MPa (T p= 4TI/dhL =4x402.92x1000/45x9x(100-14) =46.3 MPa (T p 故所选键联接强度足够。 (3) 与齿轮联接处d=60mm考虑到键在轴中部安装，故在同一方为母 线上。选键 16x63 (GB/T10

24、96-2003) b=16mm h=11mm L=63mm 选择45钢，其许用挤压应力(T p=100 MPa (T p= 4TI/dhL =4x402.92x1000/60 x11x(63-16) =52 MPa(T p 故所选键联接强度足够。 五.润滑方式的选择 1) 润滑方式 1. 齿轮V =1.21m/s 0.856 = 0.85 汉 8= 6.8 7 箱盖上的肋厚 m1 K 0.85 =0.858=6.8 7 轴承旁凸台高度h 56 轴承旁凸台半径 Ri Ri = C2 =16 16 轴承座的外径 D2 D 小 55.5d3 =725 5.58=112116 D中 55.5 d3 =

25、8055.58 =120 124 D大 55.5d3 =1305 5.58 =170174 114 122 172 地 脚 螺 钉 直径和数目 df n 1 通孔直径 df 沉头座直径 D0 底座凸缘尺 C1m in 寸 C2m in a1 - a2 =145 180 =325 ： 350 轴承旁连接螺 栓直径d1 通孔直径d 轴承旁连接 螺栓直径 d1 0.75df =0.75 16=12 16 6 20 45 25 23 12 13.5 连 接 螺 栓 箱座、箱盖连 接螺栓直径 0.5 0.6 df 二 0.5 0.616 =8 9.6 凸缘 尺寸 C1m in 20 C2min 16 轴

26、承旁连接螺 栓直径d2 8 通孔直径d 9 沉头座直径D 18 凸缘 尺寸 C1m in 15 沉头座直径D 26 C2min 12 定位销直径 d （0.7 0.8 p2 = （0.7 0.8 8 =5.6 6.4 6 轴承盖螺钉直径 d3 （0.4 0.5 df =（0.4 0.5）1. =1.2x8 = 9.6 10 齿轮端面与箱体内 壁的距离 A2 5 =8（或兰 10 15 ） 主动齿轮端面距箱体 内壁距离 11.5 从动齿轮端面距箱体 内壁距离 14 油面咼度 齿轮浸入油中至少一个齿高，且不得小于10mm , 这样确定最低油面。考虑油的损耗，中小型减速 器至少还有咼出 510mm。

27、 58 箱座咼度 H pl 色专 +（3050 ）+5 +（35） 279 1 =-+（3050）+8+（35） 2 = 180.55 203.55 190 2、减速器附件 （1）窥视孔和视孔盖 在传动啮合区上方的箱盖上开设检查孔，用于检查传动件的啮合情况 和润滑情况等，还可以由该孔向箱内注入润滑油。 （2）通气器 安装在窥视孔板上，用于保证箱内和外气压的平衡，一面润滑油眼相 体结合面、轴伸处及其他缝隙渗漏出来。 （3）轴承盖 轴向固定轴及轴上零件，调整轴承间隙。这里使用凸缘式轴承盖，因 其密封性能好，易于调节轴向间隙。 （4）定位销 为了保证箱体轴承孔的镗削精度和装配精度，在减速器的两端分别

28、设 置一个定位销孔。 （5）油面指示装置 在箱座高速级端靠上的位置设置油面指示装置，用于观察润滑油的高 度是否符合要求。 （6）油塞 用于更换润滑油，设在与设置油面指示装置同一个面上，位于最低处 （7）起盖螺钉 设置在箱盖的凸缘上，数量为2个，一边一个。用于方便开启箱盖。 （8）起吊装置 在箱盖的两头分别设置一个吊耳，用于箱盖的起吊；而减速器的整体 起吊使用箱座上的吊钩，在箱座的两头分别设置两个吊钩。 七.减速器装配图和零件图 人徒 ttftfi，仝臨 ( - i Tli. 即111 A4ra 童 ：* AiL BUriR 巧匸帚 “ 1 1 tXM* dadalet hl 一 P* ucw i fc 丰 ; 9 JE OJ5 rgt 汁一 i EJ Pf J M It J W5 11KJI4- iriiEKU 外乂“ - B4-rtg H -MV it ItBN- H 1 砂 I UH M 1 IQ I 1 AiH鼻 ： All j n 1 hITH F -J