机械设计课程设计报告书螺旋运输机单机圆柱齿轮减速器

1、 重庆理工大学机械设计课程设计报告书课程设计题目：螺旋运输机单机圆柱齿轮减速器专业班级： 学生学号： 指导老师：学生姓名：联系电话：完成日期：2012年 月 日目录一、课题任务2二、传动方案的拟定及说明 3三、电动机的选择 3四、传动件的设计计算 7五、轴的设计和轴承,键的选择校核 8六、减速器机体结构尺寸16七、装配图设计17八、零件图设计19九、设计小结21计 算 项 目 及 内 容计算结果一、课题任务(一) 课程设计的目的1、综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；2、学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养

2、学生工程设计能力、分析问题及解决问题的能力；3、提高学生在计算、制图、运用设计资料（手册、 图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能和机械cad技术。(二) 具体任务：1、传动方案的分析和拟定；2、电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；3、传动件的设计（齿轮传动（单极）；4、轴的设计（所有轴的结构设计，低速轴的弯、扭组合强度校核及安全系数校核）；5、轴承的设计（所有轴承的组合设计，低速轴上轴承的寿命计算）；6、键的选择及强度校核（高速轴上键的校核）；7、联轴器的选择；8、减速器的润滑与密封；9、减速器装配图设计（箱体、箱盖、附件设计等）；10、零件工作图设计；11、编写

3、设计计算说明书；12、总结及答辩。(三) 已知条件：1、输送机螺旋轴功率：=4kw。2、输送机螺旋轴转速n50r/min3、工作条件：螺旋运输机单向运转，有轻微振动，输送机螺旋轴转速的容许误差为5、使用期：两班制工作，使用期5年6、产量：小批量生产。(四) 工作要求1、减速器装配草图：a0号图纸，m 1：1 2、减速器总装图一张：a0号 图纸 m 1：13、输出齿轮轴图一张：a3号 图纸 m 1：1 4、大小齿轮图各一张：a3号图纸 m 1：15、设计计算说明书一份：20页以上二、传动方案的拟定和及说明1、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，

4、在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。2、分析传动方案：此传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。电机不会与箱体发生干涉。二、电动机的选择1、选择电动机系列 按工作要求及工作条件，选用y系列三相异步电动机，封闭式结构，电压为380v，。2、选电动机功率（1）传动装置总效率 （3）电动机功率 从设计手册表22-1中可选额定功率为5.5kw的电动机3、确定电动机转速 按设计手册表14-8推荐的传动比范围，单级减速器圆柱齿轮传动的传动比,开式园锥齿轮传动的传动比，则总传动比为范围，转速可选范围： 可见，电动机同步转速可选750r/min，1000r/min,1500

5、r/min三种，根据相同功率的三种转速，从表22-1中查出三个电动机型号方案电动机型号额定功kw同步转速满载转速电动机重量总传动比1y132s-45.5150014406826.182y132m2-65.510009608417.453y160m2-85.5kw75072011913.09综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和传动比等各要素，可见第2种方案比较合适，因此选用电动机型号为y132m2-6，其主要参数和安装尺寸如下：型号额定功率kw满载时启动电流/额定电流启动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩转速r/min电流a效率%功率因素y132m2-65.5100096.52.22.2kbh

6、dadefghlab15178315216388010331325152804、传动比分配总传动比，综合分配传动比，得：圆柱齿轮传动比，圆锥齿轮传动比 5、运动条件及运动参数分析计算（1）、各轴输入功率 高速轴输入功率低速轴的输入功率 圆锥齿轮轴的输入功率 螺旋轴的输入功率 各轴输出功率高速轴输出功率 低速轴的输出功率 圆锥齿轮轴的输出功率 螺旋轴的输出功率（2）、各轴输入转速 高速轴输入转速 中间轴的输入转速 圆锥齿轮轴的输入转速 螺旋轴的转速 （3）、各轴输入扭矩 电动机轴输出转矩 高速轴输入扭矩 低速轴输入扭矩 圆锥齿轮轴输入扭矩 螺旋轴的输入转矩 各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩的0

7、.99（球轴承的效率）综上可列出下表：轴名功率p（kw）转矩t（knm）转速r/min传动比i效率y输入输出输入输出电动机轴4.8848.5596010.992轴4.844.7948.1547.679604.50.96轴4.654.60208.49206.4121310.98轴4.574.52204.90202.852134.260.93轴4.254.21811.75779.2850三、 传动件的设计计算1、 选材 小齿轮选用40号钢调质，齿面硬度为260hbs。大齿轮选用40号钢调质，齿面硬度为210hbs。 2、确定需用应力 查课本第166页表11-1得到查课本第171页表11-5得：。=

8、1.1, =1.25查课本表11-4得：则 3、按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造，按课本11-3取载荷系数k=1.2，从课本表11-6中查得齿宽系数，小齿轮上的转矩为则齿数取 取标准值m=2由=232=64mm, 2144=288mm中心距 齿宽 所以取验算轮齿弯曲强度：查课本图11-8可得查课本图11-9可得 按最小齿宽计算 安全，故强度校核符合要求4、齿轮的圆周速度对照课本表11-2，可知选8级制造精度是合宜的。 5、其他参数四、 减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果机座厚度10机盖厚度10机盖凸缘厚度15机座凸缘厚度15机座底凸缘厚度25地脚螺钉直径18地脚螺钉数目查手册

9、4轴承旁联结螺栓直径14机盖与座联结螺栓直径=（0.50.6）12轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8定位销直径=（0.70.8）8，至外箱壁的距离查手册表4122，至凸缘边缘距离查手册表4120外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离1.214齿轮端面与内箱壁距离14箱盖，箱座肋厚10轴承端盖外径+（55.5）110（1轴）92（2轴）130（3轴）轴承旁联结螺栓距离110（1轴）92（2轴）130（3轴）五、 轴的设计和轴承,键的选择校核（一）高速轴的结构设计1、选 材 选用45号钢调质处理。查课本第245页表14-2取=35mpa,

10、 =110。2、 初估直径 式中：p轴所传递的功率，kw n轴的转速，r/min 由轴的许用切应力所确定的系数得：=18.86mm轴上有单个键槽，轴径应增加3 所以18.86（13）19.47mm 圆整取d=20，且该段轴径与联轴器相连，查课程设计课本第273页得到电动机轴径d=38，所以取=38mm；查课程设计课本第210页联接器型号结合考虑得第一段轴长为80mm，l1=82mm。 取40mm，查课程设计课本第282页结合计算得 取45mm，查课程设计本第173页表17-1，选用6209轴承，轴承宽度为b=16mm所以取=45mm， 取50mm， 取68mm，因为高速轴为齿轮轴，故取其直径为

11、齿轮齿顶直径， 取48mm， 取45mm，为装轴承和轴套段3、校核该轴和轴承作用在齿轮上的圆周力为：径向力为法向力=求垂直面的支反力：求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求水平面的支承力：由得 求并绘制水平面弯矩图：求f在支点产生的反力=求并绘制f力产生的弯矩图：=f在a处产生的弯矩：=求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。=求轴传递的转矩求危险截面当量弯矩：最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）=计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45号钢调质，查课本第241页表14-1得，许用弯曲应力，则：,因为所以该轴是安全的。轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以

12、，查课本279页表16-8,9，10取取按最不利考虑，则有=取e=0.68，有可由课本表16-11查x=0.41,y=0.87=因此所该轴承符合要求。4）、弯矩及轴的受力分析图如下：3、键的设计与校核: 参考课程设计课本第161页表16-28,由于公称直径d=20mm,在1722mm范围内，故d轴段上采用键：66,采用a型普通键:键校核：l=36mm,综合考虑取=20得=所以，所选键为：键620（一） 低速轴的结构设计1. 确定各轴段直径 各轴段直径的确定：根据课本第245页式14-2mm 式中：p轴所传递的功率，kw n轴的转速，r/min 由轴的许用切应力所确定的系数得： 取第一段轴径d=

13、30mm,l取80mm。第二段轴径=33mm, 取56mm。 取37mm，查课程设计课第180页表17-5，选用6008号轴承，轴承宽度为b=14mm所以取=40mm，取50mm，故取44mm，由于齿宽为45m m， 取40mm，2、校核该轴和轴承作用在齿轮上的圆周力为：=2264.61000/60=8820n径向力为=88200.36=3210n轴向力=求垂直面的支反力=3210-1840=1370n计算垂直弯矩：= =137090=123.3nm=184067=123.3nm求水平面的支承力。=8820-5056=3764n计算、绘制水平面弯矩图。=求f在支点产生的反力=563+2947=

14、3510n求f力产生的弯矩图=f在a处产生的弯矩：=求合成弯矩图。考虑最不利的情况，把与直接相加。=求危险截面当量弯矩：最危险截面其当量弯矩为：（取折合系数）=因为材料选择45号调质，查课本第241页表14-1得，许用弯曲应力，则：,因为所以该轴是安全的轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本279页表16-8,9，10取取取e=0.68，有可由课本表16-11查x=0.41,y=0.87=因此所该轴承符合要求。4）、弯矩及轴的受力分析图如下：3、键的设计与校核: 参考课程设计课本第161页表16-28,由于公称直径d=50mm,在4450mm范围内，

15、故d轴段上采用键：149采用a型普通键:键校核：l=58mm,综合考虑取=40得=六减速器机体结构尺寸名称符号计算公式结果箱座厚度10箱盖厚度10箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径m18地脚螺钉数目n查手册4轴承旁联结螺栓直径m14盖与座联结螺栓直径=（0.50.6）m10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）m8视孔盖螺钉直径=（0.30.4）m8定位销直径=（0.70.8）8，至外箱壁的距离查手册表112242018，至凸缘边缘距离查手册表1122216外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离1.215齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚99轴

16、承端盖外径+（55.5）118（1轴）114（2轴）轴承旁联结螺栓距离118（1轴）114（2轴）七、装配图设计（一）、装配图的作用作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。（二）、减速器装配图的绘制1、装备图的总体规划：（1）、视图布局：、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视

17、图上。布置视图时应注意：a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。（2）、尺寸的标注：、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。查文献【3】表34、表35、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合

18、长度及中心高等。（3）、标题栏、序号和明细表：、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。（4）、技术特性表和技术要求：、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式可查文献【2】例题，布置在装配图右下方空白处。、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。2、绘制过程：（1）、画三视图：、绘制装配图时注意问题： a先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。b、先画轮廓，后画细节，先

19、用淡线最后加深。c、3个视图中以俯视图作基本视图为主。d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。e、对零件剖面宽度的剖视图，剖面允许涂黑表示。f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。、轴系的固定：a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采用过盈配合还采用圆头普通平键。可查文献【2】p85（2）、润滑与密封、润滑：齿轮采用浸油润滑。当齿轮圆周速度时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为

20、轴承空隙体积的采用稠度较小润滑脂。、密封：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。（3）、减速器的箱体和附件：、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。、附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。3、完成装配图：（1）、标注尺寸：可参考文献【3】，标注尺寸包括的特性尺寸、配合尺寸、安装尺寸、外形尺寸、其他重要尺寸。（2）、零件编号（序号）：装配图中所有零部件，按顺时针方向依次编号，并对齐。（3）、技术要求：参考文献【3】（4）、审

21、图（5）、加深八、零件图设计（一）、零件图的作用：作用：1、 反映设计者的意图，是设计生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 2、表达机器（或部件）对零件的要求，同时还要考虑到结构和制造的可能性与合理性，是制造、检验和制定技术规程的依据。（二）、零件图的内容及绘制：1、用一组视图，完整、准确、清楚地表示出零件各部分的结构形状：（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。（2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本形状；侧视图反映轮廓、辐板、键槽等。2、正确、完整、清晰、合理地标注零件结构形状及相对位置尺寸：（1）、轴：参考文献【3】，径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。（2）、齿轮：参考文献【3】：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸偏