机械设计方案课程设计方案说明书单圆柱减速器

1、主要结果计算项目及内容汕头职业技术学院机械设计 课程设计任务书题目带式输送机传动装置的设计院系:汕头职业技术学院专业:机电一体化班级:机电一体化2班学号:0930603208姓名:谢少江起讫日期： 2018.12.28指导教师： _蒋燕老师教研室主任： 审核日期：汕职院机电系教研室2018年12月 目录第一章设计任务书. 3第二章传动方案的拟定. 4第三章电动机的选取计算.4第四章V带选择.7第五章齿轮设计. 9第六章轴的设计.11第七章轴承的校核 . 22第八章键的选择.23第九章联轴器的选择.24第十章润滑与密封.24第一章设计小节.25第十二章参考资料.28第一章设计任务书：一、课程设计

2、题目工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平缓，室 内工作，有粉尘，环境最高温度 35C;使用折旧年限：8年检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一 次小修；动力来源：电力，三相交流，电压 380/220V;运输带速度允许误差：士 5%;制造条件及生产批量：一般机械制造，小批量生产原始数据：第 1组：运输带拉力F=1.5x103，运输带速度V=1.1m/s，卷筒直径 D=220mm。原始数据运输带拉力FN）运输带速度Vm/s）卷筒直径Dmm）第2组1.5I031 .1220二、课程设计内容1、 电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算；2、 传动零件 如齿轮、带传动）的设计；3、 轴的

3、设计；4、 轴承及组合部件设计；5、 键联接的选择及校核6、 箱体、润滑及附件的设计；7、 装配图和零件图的设计；8、 设计计算说明书的编写。三、课程设计的要求1、减速器装配图一张 1号图纸）；2、 零件工作图两张 中间传动轴零件图，齿轮零件图）；3、 设计计算说明书一份 包括总结）；Pw =1.65kw二 0.874、时间：12月281月8号。课程设计完成后进行答辩。 第二章传动方案的分析与拟定本设计采用带传动和单级圆柱齿轮传动，传动见图如图2 -1。第三章电动机的选取计算一、电动机的选取： 电动机如何选取：涉及手册187页；电动机 的各种型号：机械设计手册167-181页）1、选择电动机类

4、型：按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三项异步电动机，电压380V2、选择电动机容量：运输带拉力F=1.5x103，运输带速度 V=1.1m/s,工作机所需功率为：Pw=旦10001.5 103 1.1=1.65kw1000传动装置的总效率：也=“1小22卅小4V带传动效率“0.96 ,深沟球轴承传动效率 一对）电动机940 i -95.54= 9.84选取” =2.5带传动比）二、各级转速计算：，则i2=4齿轮传动比）2.5i4m = 367r /min n2 = 95.53r / min“0.99 ,直齿圆柱齿轮传动效率3 =0.97 ,联轴器传动效率4=0.99，卷筒传动效率5=0.

5、96.设计手册第5页）= 0.96 x 0.99? x 0.97 x 0.99 x 0.96 =0.87电动机输出功率为：PwR 二 a =1.65=l.90kw0.87Pcd = K Pd因载荷变化不大，K=1.0， Pcd=1.90kw，所选电动机额定功率 为2.2kw型号Y112M-6满足要求，额定功率p=2.2kw，机械设计 手册167页表12-1）3、确定电动机转速：滚筒轴工作转速：60I000V60 汇 1000 0.1 c厂一/ .nw 二 -=-=95.54r / minD二 220V带传动比常用范围为i1 2 4，单级圆柱齿轮减速器传动比i238，总传动比范围，总传动比范围i

6、 = 632，故电动机转速范围：nd=（6 32） 95.54 =573.24 3057.28r/min选择同步转速为 1000r/min,电动机型号为：Y112M-6，满载 转速 940r/min总传动比为：n0940n1376r / mini12.5n0940 c-n295.53r / mini 9.84三、传动装置的运动和动力参数电动机：P0 = Pd = 1.90kwn0 = nm 二 940r / minP01.90 =95509550,19.30N mn0940轴1高速轴）：P1 =P0 m =1.90X0.96 =1.824kw二 376r / minn0940-=-i12.5=

7、9550巳=9550汉=46.33N mm376轴2低速轴）：no 940n2 :i 9.84=95.53r / min取 D2 = 250mmP2 二 pi . 2 3 =1.824 0.99 0.97 = 1.75kwP21.75T2 =9550 : 9550 : - 174.95N mn295.53轴3滚筒轴)：P3 = P22 4 =1.75 0.99 0.99 = 1.72kwn3 = n2 = 95.53r / minP31 72T3 =9550 : 9550 - : 171.75N mn395.5313轴各轴的输出功率和输出转矩分别为各轴输入功率和输入转 矩乘轴承效率：P* =

8、P1 2 =1.824 0.99 =1.81kwT1=T12=46.33 0.99 =45.87N mP2JP2 . 2 =1.75 0.99 =1.73kwT2T122 =174.95 0.99 =173.20N mpg = P32 =1.72 0.99 =1.70kwT3=T3 . 2 =171.95 0.99 =170.23N m将上述参数汇成表格:功率P/kw转矩T/N.m轴名输入输出输入输出转速n/r/min)传动 比i电动机1.9019.639402.51 8241 8146 3345 873761轴2轴1.751.73174.95173.2095.534滚筒轴1.721.7017

9、1.95170.2395.531第四章V V带选择 教科书：9797页例7-17-1)一、定V带型号和带轮直径：工作情况系数：由表， 心=1.2教科书95页)计算功率：Pc = KAP =1.2 2.2 =2.64kw选带型号：选A型小带轮直径：由表，取D1 =95mm教科书96)大带轮直径：D2 二(1 - JD1 =(1 -0.01) 95 940 = 235.125mm 设n2376；=1%)教科书96页表7.9，从带轮基准直径系列中，选取大带轮的标准直径D2=250mm大带轮转速： 彤=(1 - ；)血=(1 -0.01) 95 940 = 353.628r / min D2250二、

10、计算带长： 教科书96页)0.7dd1+dd2) a 2dd1+dd2)初取中心距：a = 500mm带长：L0 =2a0(dd1 dd2) -(dd dd2) =1541.73mm 根据教科书24a带速：vDini传动比:带根数:4.67m / s60 1000i1 n1940266i12.66n2353.63由表 7.4， P0=0.78kw，由表 7.6， k： = 0.955由表 7.7， kL 0.975，由表 7.5，= 0.2kwPc2.64z =（P ：P0）k:kL （0.780.2） 0.955 0.975五、求轴上载荷：张紧力： 教科书97页）= 3.54 取 Z=4 根

11、）取Z=4根小带轮大带轮小带轮包角a161.47 =直径d/mm95250转速r /min940376带型号A中心距a/mm502带长L/mm1541.72基准长度Ld / mm1550带速v m/s4.67传动比i2.66带根数z4轴上载荷FQ/N919.84由表q = 0.10kg / mFQ 二 919.84KN公式所求得）基准长度：由图，Ld=1550mmv教科书94页表7-1）三、求中心距及包角中心距：a=500+Ld-L0）/2=500+1550-1542）/2=502mm小轮包角：1- D2 - D1“1- 250 -951：1=180 -60 =180 -60 =161.47a

12、502四、求带根数:= 500 汉 2.64 汉（2.5 一955）+0.10 疋 4.672 =116.5N4.67 汇 40.955轴上载荷:第五章齿轮设计结合教科书143页例9-1进行设计，可按书上的做法简单设F o 二 500qv21161.47FQ=2zF0sin2 4 116.5 sin919.84N2 2计。注意几点：1、软齿面齿轮，齿面硬度小于等于350HBS ；选9级精度由表查得SH =1tH J 二 CHlim1SH550550 MPa =550MPa1tH 2 JHiim2SH520MPa =520MPa1335 2 KT1 “66x3 1520 丿aU3351Jx4-6

13、327x1082.48mm0.4x3.66Z1=25 Z2=100m 二乙 Z22、在硬度的确定上，一般小齿轮硬度应比大齿轮硬度高一些；3、由于软齿面齿轮其主要失效形式为疲劳点蚀，所以按齿面接触 疲劳强度进行设计，然后校核齿根弯曲疲劳强度）。计算完后， 确定齿轮的以下参数教科书146页表9.6。由上面可知，小带轮转速n1=376r/mi n,传递功率 P=1.824kw,传动比i=2.66.（1）选择齿轮材料及精度等级：小齿轮选用45钢调质，硬度为220250HBS,大齿轮选用45 钢正火，硬度为170210HBS,因为是普通减速器，由表 9.2选9 级精度。（2）按齿面接触疲劳强度设计因两齿

14、面均为钢质齿轮，可应用公式求出a值，确定有关参数与系数：转矩 T1 T =9.55x106 1.824 N mm = 4.6327x104376载荷系数K，查表9.4取K=1.1.齿数乙和齿宽系数S ,小齿轮的齿数乙取为25,则大齿轮齿 数Z2 =100，选取-0.4，许用接触应力齢】，由图查得二H im 1 = 550MPa，二H lim 2 - 520MPa ，2a- 1.32mm 由表 9.1 取 m=1.5mm.确定中心距 a = m Z1 Z2 = 1.5 25 100 = 93.75mm 2 2齿宽 b =raa =0.4X93.75 =37.5mm经圆整后取b2=40mm, b“

15、45mmv为了补偿安装误差，通常使 小齿轮齿宽略大一些。）（3）验算齿轮弯曲强度齿形系数 YF1 =2.71,YF2 =2.12许用弯曲应力-J 由图查得二Fiim1 =185MPa ,6iim2 =165MPa由表查得Sf =1.3故1 =01 = 185 MPa =142MPaSH1.3-F lim 2SH165 MPa =127MPa1.32KTYF,2X1.1X4.6327X104X2.71J F2bm2 Zi50 x1.52 X25= 122.76MPa ：昇 1 =142MPab = 45mm b2 = 4OmmYF2YF1922.76X茁9.93沁屛冷27咙因此安全。4）齿轮的圆

16、周速度7X1.5X25X37560X1000= 0.736m/s 由表可齿轮1齿轮2模数m1.51.5法向压力角a2Oor 2oo螺旋角PooOo分度圆直径d/mm37.515O齿顶咼ha / mm1.51.5齿根高hf / mm1.8751.875齿顶圆直径da / mm40.5153齿根圆直径d f / mm33.75146.25标准中心距a/mm93.57传动比i4r：d1 n160X1000知，选9级精度是合适的。）1轴的设计:第六章轴的设计V V教科书236236页）1、选择轴的材料：选材为 45钢，调质处理，c=650MPav教科书 230页，表14.1）2、估算轴颈：d 七 P1

17、 HO3 1.824 =18.62由表查得 C=118107） P2 r 376因轴上有键槽，故增大 5%，d =19.551，圆整为2Omm3、初选深沟球轴承：6306机械设计手册64页），d=3O，D=72， B=19， d a = 37 ，4、轴的结构设计：根据轴上零件的定位、装配及轴的工艺性要求，初步确定出轴 的结构，如图6-1-1:th = 584OOh二 F1 I；一- F 1 二 F2 -F 1 = 122.76MPa 5、计算齿轮受力：圆周力：Ft =2470.93N T1=46330N.mm, Ft1=2T1/d仁2470.93)径向力：Fr -Ft tanan =2470.

18、93xtan20 =899.34NFQ =919.84N受力图见图6-1-2:图 6-1-26、计算支撑反力：FRT与Fr的距离为47mm, FR2与FR1E 离为94mm，FQ与FR1的距离为153.5mm)水平面反力：垂直面反力:34nFr 47 - FR2 *94 FQ *153.094FRFR2 -Fr -FQ =1951.75 -899.34 -919.84 =132.57N水平面vxoy) 受力图：见图 6-1-3Mxy/N mm，见图 6-1-5Mxz/N mm，见图 6-1-6 / N mm，见图 6-1-7垂直面Vxoz）受力图：见图 6-1-4FR7、画轴弯矩图： 水平面弯

19、矩图： 垂直面弯矩图： 合成弯矩图：MFTFR2图 6-1-3FtFRFR,f2图 6-1-454730. 48图 6-1-5合成弯矩M =：；jMxy2Mxz258066. 62图 6-1-66429匸 62图 6-1-78画轴扭矩图轴受转距：T二V在齿轮1上有力矩作用）转距图：T/ N mm,见图6-1-8da 22.69 d = 21.7仁 d11、校核轴颈:轴颈:9、许用应力：许用应力值 教科书236页表14.3):用插入法由表查得：l .-0 -102.5MPa，匕b -60MPa应力校正系数：60 =0.59因减速器单向运转，故可丘 ob102.5认为转矩脉动循环变化，取系数 a=

20、0.6)10、画当量弯矩图：当量转距：:T 二 0.6x46330 二 27798当量弯矩： M 丄 JM2 +(町 2 二 J64297.622 + 277982 = 70049.36当量弯矩图：见图6-1-9图 6-1-8图 6-1-9d215001X60 iammv设计此位置齿轮分度圆直径d=37.5da满足要求）叫0?4广唱答=21.71mm设计此位置轴径d=30d满足要求）二、2轴的设计：1、选择轴的材料：选材为40Cr，调质处理，；b = 800MPa教科书230页表14.1）2、估算轴颈：d-c31053 S=27.68mm因轴上有键槽，故增大 5%， d 29.06mm，圆整为

21、30mm3、初选深沟球轴承：6308，d=40，D=90, B=23，da =49，4、轴的结构设计：根据轴上零件的定位、装配及轴的工艺性要求，初步确定出轴 的结构，如图：6-2-1图 6-2-1d2=35mm，b2=40mm齿轮2的宽度应比轴头的宽度大一些，以 使定位可靠，所以取轴段长度为 38mm），15 =1列=1.5x30 =45mm3、计算齿轮受力：圆周力：Ft =玺= 2x174950 =2332.67N径向力：Fr -Ft *tan - -2332.67xtan200 -849.02N 受力图如图6-2-2图 6-2-24、计算支撑反力：FRT与Fr的距离为45.5mm, FR2

22、与FR1勺 距离为84.5mm）水平面反力：Fr 849.02FRFR；r424.51N2 2垂直面反力：FtFR、=FR2 二 t =1166.335N2水平面vxoy）受力图：见图6-2-3垂直面xoz）受力图：见图 6-2-4FrY- - - -x图 6-2-3 -L_LxFt图 6-2-45、画轴弯矩图：水平面弯矩图：Mxoy/N mm，见图6-2-5垂直面弯矩图：Mxoz/N mm，见图6-2-6合成弯矩图：M / N mm，见图6-2-7图 6-2-55306& 24图 6-2-633753.03图 6-2-7合成弯矩M 二；Mxy2 Mxz26、画轴转矩图 轴受转距：T寸2转距图

23、：见图6-2-8d3= 24.50mm 兰 44d2= 24.10mm W 407、许用应力许用应力值v教科书236页表14.3):表查得：上b|-130MPa ,_ib I - 75MPa应力校正系数：750.58V因减速器单向运转，故可认为转矩脉动循环一 ob130变化，取系数a=0.6)&画当量弯矩图当量转距：:T =0.6x174950 = 104970,见图当量弯矩： M J JM2 +(o(T j 二 J33753.032 +1049702 = 110263.18 当量弯矩图：见图6-2-9110263. 18图 6-2-99、校核轴颈轴颈：d3，M 1 = 110263.1 24

24、.50mm v 设计此位置轴径0.1 匕牡丨 10.1x75图 6-2-8106( 27000 中60 x376 24.50mm,满足要求)dzz M 3 104970 =24.1mmv设计此位置轴径 d=4024.1mm, lO.lAb】，0.1x75满足要求) 第七章轴承的校核： 一、1轴轴承的校核：1、 初选轴承型号为6306,其主要参数：C=27.0KN2、计算当量动载荷：齿轮为圆柱齿轮，轴承不受轴向力。所以Fa=0， = 0Fr当量动载荷 P 二 fd(X Fr Y Fa) = fd Fr轴承1所受径向力：R 二 FR, FR/ 二 132.572 1235.462 =1242.55

25、N轴承2所受径向力：F2 *FR22 FR22 *1951.752 1235.462 =2309.91N只需校核轴承2即可P = fd fr =1.2x2309.91 二 2771.89 N因载荷变化不大，工作温度在100C以下，查表得fd=1.2)3、轴承寿命计算：轴承2的寿命为：L _10L(Cv10h _60n P J2轴轴承校核1、初选轴承型号为6308，其主要参数：C/40.8KN2、计算当量动载荷：齿轮为圆柱齿轮，轴承不受轴向力。所以Fa=0，丘=0Fr 当量动载荷 P = fd(X Fr Y Fa) = fd Fr轴承1所受径向力：F FRFR： 八 424.5121166.34

26、2 =1241.19N轴承2所受径向力：F2 二、. FR22 FR22 二 424.512 1166.342 =1241.19NP = fdFr =1.2x1241.11489.43N因载荷变化不大，工作温度在100C以下，查表得fd=1.2) 3、轴承寿命计算：轴承的寿命为：L10h106C 160n P106 40800 丫60X95.53 1489.43 J= 2586156h第八章键的选择一、1轴上的键：由于轴毂连接为静连接，因此选用普通平键连接，端部类型为 双圆头平键。轴直径为 20mm,轴段长30mm，键长1= 20mm，查 手册得：d=1722mm时，键宽b=6mm，键高h=6

27、mm二、2轴上的键：1、与齿轮连接处：与齿轮连接处为静连接，因此选用普通平键连接，端部类型为 双圆头平键。轴颈为44mm，轴段长48mm,键长140mm，查手册 得：d=3844mm时，键宽 b=12mm，键高 h=8mm。2、与联轴器连接处：与联轴器连接处为静连接，因此选用普通平键连接，端部类型 为双圆头平键。轴颈为30mm，轴段长45mm,键长1 37mm，查手 册得：d=3038mm 时，键宽 b=10mm，键高 h=8mm。第九章联轴器的选择因轴2转速不咼 压=95.53r/min )，因此选用凸缘联轴器。轴颈 为 d=30mm选用GY5型联轴器。主动端键为轴2上的键，为A型，从动端选 择键为B型，d=32mm,因此选择的联轴器标记为：GY5联轴器Y30 x82 30 60mm。二、滚动轴承的润滑轴承润滑采用润滑