2010年《单级圆柱齿轮减速器课程设计说明书》

1、目录 第一章绪论 第二章 课题题目及主要技术参数说明 .3 课题题目 传动方案分析及原始数据 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 5 减速器结构 电动机选择 传动比分配 动力运动参数计算 第四章齿轮的设计计算（包括小齿轮和大齿轮）.9 闭式齿轮传动设计 4.1.1闭式齿轮选材 4.1.2闭式齿轮的设计计算与强度校核 4.1.3闭式齿轮的结构设计数据： 开式齿轮传动 4.2.1齿轮选材 4.2.2齿轮的设计计算与强度校核 第五章 轴的设计计算（从动轴） .18 I轴（电动机轴）的尺寸设计 5.1.1 I轴的材料和热处理的选择 5.1.2 I轴几何尺寸的设计计算 n轴（输出轴）的尺寸设计和强度

2、校核 5.2.1 n轴的材料和热处理的选择 5.2.2 n轴几何尺寸的设计计算 .32 5.2.3 n轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 轴承的选择及校核. 键的选择计算及校核 联轴器的选择 第七章 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 .38 润滑的选择确定 密圭寸的选择确定 箱体主要结构尺寸计算 减速器附件的选择确定 第八章总结 42 参考文献 第一章 绪论 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

3、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

4、了我们对Ofice软件中Word功能的认识和运用 第二章课题题目及主要技术参数说明 课题题目： 一级闭式圆柱齿轮减速器 传动方案分析及原始数据： 设计要求： 带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带速允许误差为50%。使用期限为 10年，大修期三年，小批量生产，两班制工作。 原始数据：A11 运输带卷筒所需功率P/（kW）:; 运输带卷筒工作转速n （r/min）: 88 卷筒中心高H （mm）： 300 设计任务： 1）减速器装配图1张（A0或A1图纸）； 2）零件工作图23张（传动零件、轴、箱体等，A3图纸）； 3）设计计算说明书1份，60008000字。说明书内容应包括：拟定

5、机械系统方案，进行机构 运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承 寿命计算、轴（许用应力法和安全系数法）、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、 参考文献、设计小结等内容。 结构设计简图： 图1带式输送机传动系统简图 设计计算说明书 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 减速器的结 构与性能介 绍 按照设计任务要求，本减速器采用水平剖分、封闭结构 （1）运输带卷筒所需功率 结构形式 电动机选择 P卷筒= （2） 从电动机到卷筒间各个运动副的总机械效率总 2 总1234 1 =联轴器效率； 2 =闭式齿轮传动效率； 3 =开式齿轮传动效率； 4=轴承效率；

6、 所以： 2 总1234 0.992 （3）电动机所需功率为： Pa 阳阿一丘必锄 查机械零件设计手册附录表 F1-7 丫系列电动机的技术数据 取P电动机7.5 Kw 可见有三种丫系列三相异步电动机可用，分别为： Y132M-4、 Y160M-6、Y160L-8三者参数比较如下： 机械零件设 计手册P997 表 结果及依据 型号 额定功率 （kw） 同步转速 （r/mi n ） 满载转速 （r/min ） 堵转转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 尺寸 机械零件设 计手册附录 表 F1-7 Y132M -4 1500 1440 中 Y160M -6 Y160L- 8 1000 970 750 7

7、20 电动机选用 中 Y160M-6 型 综合考虑总传动比及尺寸大小，选取 丫160M-6型 运输带卷筒的转速为: n=88（ r/min ） 传动比分配 所以: 赠 970 总石一赢77023 取i闭 4.0，则 总 开/闭 门.023 =2756 （1）转速n 动力运动参数 计算 n0 = ni = n满=970（r/min） nII = n0 /i闭=970/4=（ r/min） nHi = nii / i 开=（r/min ） （2）功率P P。Pd6.423（kw） P1 P01 6.423 0.99 6.359(kw) P2 R 2 4 6.359 0.98 0.99 6.170(

8、kw) P3 1234 6.170 0.95 0.99 5.803(kw) (3)转矩T T09550P0 / n0 9550 6.423/970 = =63.237(N . m) T1 T 163.237 0.99 62.605(N m) T2 T1 2 4i闭齿62.605 0.98 0.99 4.0 =242.958 (N m) T3 T2 3 4i开齿242.958 0.95 0.99 2.756 =(N. m ) 将上述数据列表如下: 设计计算内容 计算及说明 结果及依据 轴号 功率P/kW n/(r/mi n) 970 T 970 第四章齿轮的设计计算 齿轮的设计 计算及结构 说明

9、 闭式齿轮传动 设计 4.1.1闭式齿轮 选材 4.1.2闭式齿轮 的设计计算与 强度校核 闭式齿轮选用：直齿圆柱硬齿面齿轮 (1) 选择材料及确定需用应力 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= 190 由机械零件设计手册查得 Hlim1 580MPa， Hlim2 370Mpa， SHlim10 Flim1 450Mpa, F lim 2320Mpa, Sf lim1.25 (2) 确定各种参数 齿轮按9等级精度制造 由于原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿 轮在两轴承间对成布置，一般按照中等冲击载荷计算。查机 械设计基础教材中表11

10、 3得： 取K= 查机械设计基础教材中表11 4取： 区域系数ZH=弹性系数ZE= 查机械设计基础教材中表11 6取：齿宽系数01 0.X Z2 no 970 H Zl ni 242.5 气 H lim 1580 H1丄580MPa 由SH lim1 机械设计基 础教材P166 表 11 1 机械设计基 础教材P171 表 11-5 机械设计基 础教材P168 表 11 2 H lim 2 370 SH lim 1 Flim1 450 Sf lim 1.25 F lim2 320 370MPa H 2 360MPa F1 1.25 Sf lim 256MPa 机械设计基 础教材一章 表11-3

11、 、表 11-6、表 11-4 (3)按齿面接触强度设计计算 T19550R/ n19550 6.423/97063.237(N m) 2KT, W-F 2 1.3 63.237 103 4 1 (188.0 2.5) 4370 V0.8 74.56mm 齿数取 Z1=21,则 Z2=21X 4=84。 一84 故实际传动比1=丑=4 模数|I 1；八II 乙=21 Z2 = 84 机械设计基 础教材P171 公式(11-3) 齿宽 I .II， 取 b2=65mm, b仁70mm 按表4-1取m=4mm,实际的 d1=74.56mm 实际： d1=z m=21x 4mm=84mm, d2=8

12、4 4mm=336mm 亠、BL崗4血 84 +站 (2) 计算L2 L 211em 轴承端盖米用凸缘式轴承端盖，取 l1 20mm,e 1.2d3 9.6mm ,其中d3为螺钉直径 M8 ,由轴 承外径D=72mm,查表，取d3=7mm, mL3 B轴承C1 C2 (3 8)3 B轴承 式中，为箱体壁厚，取 =8mm, 取轴旁连接螺栓的直径为10mm，查得 c116 mm , c214 mm ； 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积v (2) x 105,故轴 承采用脂润滑，取3 =9mm, 所以m=8+16+14+8-9-17=4mm. 所以匚 11 e m=20+4=32.4mm, 取L2 =

13、33mm； (3) 计算L3 L3 B 轴承2321712.510241.5mm, 式中，2为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿 轮的宽度差，两齿轮的宽度差为5mm，取小齿轮至箱体内 壁的距离为10mm，贝U 22小B小轮B大轮10512. 5mm 22 小22 取 L3=45mm (4) 计算L4 L4b大齿轮265 2 63mm； (5) 计算L5 L5 b 1.4a41.4 (0.07 0.1)d4 1.4 4 5.6mm取 L5=6 (6) 计算L6 L6B轴承23-L 5 17 15 10 6 36mm ； 各段轴长度列表如下： 名称 Li L2 L3 L4 L5 长度/mm 5

14、0 33 45 63 6 L6 36 41 (l 5033t 63 U轴（输出轴） 的尺寸设计和 强度校核 尺寸设计部分具体步骤如下： 1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定 选择45钢正火。硬度达到170217HBS抗拉强度 b=600MPa,屈服强度 e=355MP至外箱壁的距离 |cj = L5 18 16 Da 28 苗，至凸缘边缘距离 局 8 5 轴承座外径 D2=D - （55. 珈144 轴承旁连接螺栓距离 S s=）： 般取 144 轴承旁凸台半径 16 轴承旁凸台高度 h 待定 箱盖、箱座厚 frtj = 7mm,m=7mm 大齿轮顶圆与箱内壁间距 离 10 齿轮

15、端面与箱内壁距离 9 附件选择及简 要说明表 名称 功用 数量 材料 规格 螺栓 安装端盖 12 Q235 M6 X 16 GB 5782-1986 螺栓 安装端盖 24 Q235 M8 X 25 GB 5782-1986 销 定位 2 35 A6 X 40 GB 117 - 1986 弹性垫圈 调整安装 2 65Mn 毡圭寸圈 调整安装 2 半粗羊 毛 挡油环 挡油 4 橡胶 螺母 安装 3 Q235 螺钉 安装 3 Q235 油标尺 测量油高度 1 组合件 M32 X 通气孔 透气 1 A3 第八章 总结 总结 通过为期将近一周的没日没夜的课程设计过程，反复的修改设计，终于完成了一 级闭式

16、圆柱齿轮减速器的设计过程，现在写起心得总结的时候真的是颇有感慨啊，在 李雪梅老师刚开始在课堂上和我们说我们要做课程设计的时候，觉得课程设计是怎么 一回事都不知道，似乎离我好遥远，我不认识它，它更不认识我一样，似乎感觉这么 庞大的工程我是不可能做得出来的，但是迫于考试等等原因，我们当然很清楚这是我 们必须要经历的一个过程。所以刚开始时候真的可以用举步维艰来形容了。 设计计算手稿部分，大坐标纸草图，对最后画大图纸很重要！ 和上个学期画的一张大图不一样的明显感觉就是任务量超级多了。刚开始就是需 要手稿的一份设计计算说明书部分，其中对电动机、齿轮、还有轴和轴承的设计不用 说了，翻看了好多教材终于稍微明

17、白了点事怎么设计出来的，设计计算说明部分真的 是很重要的一个环节，在现在画好了大图纸之后越发觉得那份手稿的计算说明书部分 是多么的重要，在画大图纸的俯视图的过程中，我就是因为当时的轴设计出现了一点 小问题，第四阶的轴端设计的长度偏小了点，导致大齿轮卡在键槽里面的长度不够， 不得以又重新擦掉刚画好的轴，并且重新对轴进行设计计算。坐标纸草图的重要性也 不亚于计算手稿部分，冈I开始接到图纸的时候都是大吃一惊啊，这么庞大的工作量！ 两张大的，两张小的，外加一份60008000字的设计说明书，天啊，疯了 但是现在 回头想想，如果没有画好草图，很多尺寸都是定不下来的，就比如说最基本的箱体整 体的结构设计，

18、通过查表根据两根轴之间的中心距来确定下来了大概范围，在坐标纸 上简要画出来就为画那张最后的大图纸节省下来很多时间，在这次课程设计的几天时 间里，也常问问老师出现的问题，好进一步改进。在画草图的时候老师还和我们特别 强调了轴系结构的画法，还有齿轮啮合时候，什么时候才能选齿轮轴都是有条件限制 的，不是想当然就画出来，得有理有据才行。 对工具书的使用和查阅：在设计过程中，我们用到了大量的经验公式以及大量取 范围值的数据，需要我们翻阅大量的工具书来进行自己设计计算，这让我们这些一直 在给定精确公式及数值下学习的我们顿时感到非常的艰辛，取值时往往犹豫不决，瞻 前顾后，大大减慢了我们的设计速度。与此同时，我们也发觉到，对工具书使用的不 重视是一个非常严重的错误，这也是对我们今后工作中自我学习的一次良好警告。其 实画好的减速器装置上的每一个零部件都是有表可查的。哪怕是一个小小的螺钉。 细