机械设计说明书模板09952

1、机械设计基础课程设计设计计算说明书设计题目： 二级圆柱斜齿减速器 设 计 者： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成日期： II机械设计基础课程设计说明书天津理工大学机械设计基础课程设计任务书一、 设计题目：带式输送机传动装置图 1 传动系统简图二、原始数据表 1 原始数据表组号滚筒圆周力（N）运输带速度 V0（m/s）滚筒直径 D（mm）2022500.915500三、技术条件1、单向运转，输送带速度V0允许误差±3%。2、每日单班，每班工作8小时，一年按 250 工作日计算。3、传动装置使用年限10年。4、载荷平稳，传动装置无特殊要求（电动机同步转速取 n0=1500r/min

2、）。四、设计工作量1、减速器装配图(草图、CAD图A0各一张)；2、零件图（A2两张）；3、设计说明书1份（不少于25页）。五、设计进度要求表2设计进度要求阶段时间节点设计内容要求考核要求第 1 阶段1-3 周设计计算第 1 阶段成绩教师签字进行下一阶段设计第 2 阶段4-7 周草图设计第 2 阶段成绩教师签字进行下一阶段设计第 3 阶段8-10 周CAD设计、零件图设计、论文撰写第 3 阶段成绩完成答辩目录目录I0.设计目的11.选择电动机21.1 选择电动机类型21.2 电动机容量21.3 电动机的转速32.确定传动装置的总传动比和分配传动比42.1总传动比42.2 各轴转速42.3 各轴

3、输入功率42.4 各轴输入转矩53.传动零件的设计计算63.1 V带传动的设计计算63.1.1 V 带的选型与参数计算63.1.2 V 带传动的设计参数83.2 齿轮传动的设计计算93.2.1 高速级减速齿轮的设计93.2.2 低速级减速齿轮的设计113.2.3 检查浸油深度133.2.4 验算传动系统速度误差143.2.5 齿轮传动的设计计算数据144.轴的设计164.1 高速级轴的设计164.1.1高速轴的初期数据164.1.2高速级轴的结构设计164.2 中间轴的设计184.2.1中间轴的结构设计184.2.2中间轴校核194.3 低速级轴的设计225.轴承的校核255.1 输出轴的轴承

4、计算255.2 中间轴的轴承计算255.3 高速轴的轴承计算256.键联接的选择及校核计算266.1 输出轴的键校核266.1.1校核联轴器处的键连接266.1.2低速级大齿轮处的键连接266.2 中间轴的键校核276.2.1高速级大齿轮处的键连接276.2.2低速级小齿轮处的键连接286.3 输入轴的键校核296.3.1带轮处的键连接297.箱体及其附件的结构设计307.1 减速器箱体的结构设计307.2 减速器附件的结构设计318.润滑密封设计338.1.润滑338.2.密封339.设计总结3410.参考文献35II0.设计目的课程设计是机械设计课程重要的教学环节，是培养学生机械设计能力的

5、技术基础 课。课程设计的主要目的是：（1）通过课程设计使学生综合运用机械设计课程及有关先修课程的知识，起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。（2）通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌 握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。（3）提高学生的有关设计能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计(CAD)能力等，使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。401.选择电动机1.1 选择电动机类型按工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y 型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。电压为 3

6、80V。1.2 电动机容量（1）卷筒的输出功率根据带式运输机的类型，可取工作机效率 。（2）电动机输出功率 :传动装置的总效率;查机械设计手册机械传动和摩擦副的效率概略值，确定各部分效率V带传动的效率 取联轴器效率 ；滚动轴承传动效率（一对）；闭式齿轮传动效率 (8级精度)带入得 所需电动机效率（3）电动机额定功率由机械设计课程设计手册P173 表 12-1 选取电动机额定功率：1.3 电动机的转速卷筒轴工作速度：由机械设计手册可知，二级圆柱斜齿轮减速器传动比，电动机转速选范围为符合这一范围的同步转速有，。由参P302表20-5，查得电动机数据及计算出的总传动比，列于下表1-1表1-1方 案电

7、动机 型号额定功率电动机转速 n（ r /min ）电动机 重量Kg堵转转矩最大转矩总传动比同步转速满载转速额定转矩额定转矩1Y100L2-4315001420382.22.3 38.93表 1-1中，可选定电动机型号为Y100L2-42.确定传动装置的总传动比和分配传动比2.1总传动比（1）传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速可得传动装置总传动比为： （2）分配各级传动比 因为分配传动比是一项复杂的工作，往往需要经多次改动，现在只做初步设计，为使V带传动外部尺寸不要太大，可初步取 左右则：减速器传动比分配原则：各级传动尺寸协调承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便对于两级

8、展开式圆柱齿轮减速器，当两级齿轮材质相同，齿宽系数相等时，为使各级大齿轮浸油深度大致相近，且低速级大齿轮直径略大，传动比可按下分配，这里设 ，。即： ,取，可得，2.2 各轴转速 电动机轴：轴： 高速轴:nI 轴： 中间轴:轴：低速轴:工作机轴:2.3 各轴输入功率电动机输出功率：I 轴：高速轴输入功率：高速轴输出功率：II轴： 中间轴输入功率：中间轴输出功率：III 轴：低速轴输入功率：低速轴输出功率：IV 轴： 工作轴输入功率： 工作轴输出功率： 2.4 各轴输入转矩电动机轴的输出转矩:I 轴： 高速轴输入转矩： 高速轴输出转矩： II 轴：中间轴的输入转矩： 中间轴的输出转矩： III

9、轴：低速轴的输入转矩： 低速轴的输出转矩：IV 轴：工作轴的输入转矩： 工作轴的输出转矩： 即工作机转矩：T 运动和动力参数结果列于下表表2-1功率P(kW)转矩T转速传动比输入输出输入输出电动机2.51516.9141420高速轴2.4142.39048.70548.218473.333中间轴2.3182.295192.211190.289115.174.11低速轴2.2262.204583.218577.38636.453.16工作机2.1822.160571.690565.97336.451机械设计基础课程设计说明书3.传动零件的设计计算3.1 V带传动的设计计算3.1.1 V 带的选型

10、与参数计算已知：小带轮功率 (即电机输出功率 )和转速 (即电机满载转速)。初步取 （1）求计算功率 查参P225，表13-9得（2）选V带型号因为,，由课本P223图13-15查得，选用A型带计算。（3）求大，小带轮基准直径由图13-15得，因为传动比不大，可取大值而不会使过大，取。则：滑动率：取由表13-10取(误差为0%，小于5%，故允许)（4）验算带速V在范围内合适（5）求V带基准长度和中心距初选中心距取符合即由课本式13-2得带长查课本表13-2，对A型带用再由式13-5计算实际中心距（6）验算小带轮包角合适（7）求V带根数Z 由 ，查表13-4得。得传动比查课本表13-6得由查表1

11、3-8得查课本表13-8得得取带的根数为3根（8）.确定初拉力查课本表13-1得，所以拉力 9.作用在轴上的压力3.1.2 V 带传动的设计参数V 带传动的设计参数表格如下： 表3-1 V 带传设计参数表序号名称数值序号名称数值1V带型号A6中心距 a5342小带轮基准直径 907小带轮包角161.23大带轮基准直径 2658传动比3.004带速 v6.699V带根数 z3根5V带基准长度16403.2 齿轮传动的设计计算3.2.1 高速级减速齿轮的设计表3-2 高速级齿轮的材料表序号小齿轮大齿轮传动方式闭式传动齿轮精度8级材料40MnB45号钢热处理方式调质调质齿面硬度250hbs200hb

12、s接触疲劳极限720mpa585mpa弯曲疲劳极限595mpa445mpa1.选择材料及确定许用应力取一般可靠度，取，则有：, ,2.按齿面接触疲劳强度设计设齿轮按8级精度设计制造，取载荷系数，齿宽系数小齿轮转矩初选螺旋角， 初选齿数，则，取，实际传动比取 则法面模数为由课本P58，表4-1得中心距：取 确定螺旋角 齿形系数查课本图11-8得，查课本图11-9得，小齿轮分度圆直径：所以，齿宽 取，3.验算轮齿弯曲疲劳强度验算弯曲疲劳强度齿轮圆周速率对课本表11-2可知，满足齿轮制造8级精度4.几何尺寸计算齿顶高： 齿根高：齿顶圆直径：齿根圆直径：3.2.2 低速级减速齿轮的设计表3-3 低速级

13、齿轮的材料表序号小齿轮大齿轮传动方式闭式传动齿轮精度8级材料40MnB45号钢热处理方式调质调质齿面硬度250hbs200hbs接触疲劳极限720mpa585mpa弯曲疲劳极限595mpa445mpa1.选择材料及确定许用应力取一般可靠度，取，则有：，2.按齿面接触疲劳强度设计设齿轮按8级精度设计制造，取载荷系数，齿宽系数。小齿轮转矩：初选螺旋角， 初选齿数 ,则 ，取，实际传动比取 则法面模数为由P58，表4-1得 中心距取 确定螺旋角 齿形系数 查课本图11-8得 查课本图11-9得 分度圆直径：所以，齿宽 取，3.验算轮齿弯曲疲劳强度验算弯曲疲劳强度齿轮圆周速率对课本表11-2可知，满足

14、齿轮制造8级精度4.几何尺寸计算齿顶高： 齿根高： 齿顶圆直径：齿根圆直径：3.2.3 检查浸油深度当高速级大齿轮浸油一个齿高即 低速级大齿轮浸油深度为符合设计要求图3-1 浸油深度示意图3.2.4 验算传动系统速度误差 ， ， 符合设计要求。3.2.5 齿轮传动的设计计算数据齿轮传动的设计计算数据如下表所示：表3-4 齿轮传动的设计计算数据表序号名称高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮1材料40MnB45号钢40MnB45号钢2齿数25103401263齿宽504575704分度圆直径52.734217.22684.337265.6635齿顶圆直径56.734221.26688.337269

15、.6636齿根圆直径47.734212.26679.337260.6637法面模数228端面模数2.109372.108449螺旋角1831' 54"1827' 19"10齿顶高2211齿根高2.52.512全齿高4.54.513顶隙0.50.514中心距1351754.轴的设计二级减速器中齿轮传动的主要参数如下表所示：表4-1 齿轮传动参数表级别 b 齿宽高速级2510321831' 54"20oB1 =50mm, B2 =45mm低速级4012621827' 19"B1 =75mm, B2 =70mm4.1 高速级轴的

16、设计4.1.1高速轴的初期数据高速轴的主要输入参数如下表所示：表4-2 高速轴输入参数表功率转矩转速齿轮最小直径压力角2.41448.705473.33 56.734204.1.2高速级轴的结构设计1选择材料和热处理方式选调质。2 各轴段尺寸的确定高速轴的简图如图所示：3图4-1高速轴的简图最小直径显然是安装联轴器处的直径，查课本P250，表14-2得 由于该段有一个键槽，所以轴径增大5%取，所以 查课本P227图13-17得 取查参P38表6-3得 取 ，由于 轴段要安装毛毡圈，且毛毡圈是标准件，查参P288表19-10得3初步选择滚动轴承因为轴承同时受有径向力和轴向力作用，故选用深沟球轴承

17、，参照工作要求并根据，查参P268表18-1，选用6206型号。轴承参数：图4-2轴承的安装尺寸图，所以，取因为齿根圆直径为,与轴接近，故直接把齿轮和轴做出一起，形成齿轮轴。，轴段1与轴承配合，轴承型号同5段，故，取表4-3 高速轴尺寸表 单位（mm）1234567轴径304056.73440302824轴段长 281050106.51444504.2 中间轴的设计4.2.1中间轴的结构设计1.选择材料和热处理方式选号钢，调质。2各轴段尺寸的确定中间轴的简图如图所示：4-3高速轴的简图（1）轴的最小直径轴的最小直径是装轴承处，查表14-2得 取所以 （2）初步选择滚动轴承因为轴承同时受有径向力

18、和轴向力作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据，轴承安装简图如图4-2所示，查参P268表18-1，选用6207，1).所以 ，2).取因为段装高速级大齿轮，齿宽所以3).查书轴间定位得 ，取 则，取所以4).4轴段装低速级小齿轮，齿宽,4.2.2中间轴校核图4-4 轴受力方向分析图4-5 受力示意图 图4-6 实际受力图1 中间轴的受力简图如图4-5（a）齿轮受力计算解得：,解得：2垂直面（V面）受力分析 （1）垂直面（V面）受力简图如图4-5（b） （2）垂直面（V面）支反力简图如图4-5（b） (a)垂直面（V面）求轴承1的支反力： 对轴承2取力矩即： 解得： (b)垂直面（V面）求

19、轴承2的支反力即：解得：3垂直面（V面）弯矩MV图：A截面处： 解得：B截面处： 解得：绘制垂直面（V面）弯矩MV图如图4-5（c）4水平面（H面）受力分析 1).水平面（H面）受力简图如图4-5（d） 2).水平面（H面）支反力简图如图4-5（d） 水平面（H面）求轴承1的支反力： 对轴承2取力矩 解得：水平面（H面）求轴承2的支反力：水平面（H面）受力平衡： 解得：5水平面（H面）弯矩MH图： 解得：绘制水平面（H面）弯矩MH图如图4-5（e）6合成弯矩M合图：A截面处： 解得： B截面处： 解得： 绘制合成弯矩M合图如图4-5（f）7轴传递的转矩T图： 绘制转矩T如图4-5（g）8当量弯

20、矩图： 解得： 解得：绘制当量弯矩Me图如图4-5（h）9求最小轴径，查课本表P251表14-3得，。经校核，最小直径为,表4-4 中间轴尺寸表 单位（mm）123456轴径354050424135轴段长 43.543127312294.3 低速级轴的设计 1选择材料和热处理方式选号钢，正火2各轴段尺寸的确定低速轴的简图如图所示图4-5 低速轴结构简图（1）轴的最小直径轴的最小直径是装联轴器处，查表14-2得 由于该段有一个键槽，该段轴径增加5%所以取，所以 因为计算转矩小于联轴器公称转矩,查参P258表17-9,选用LT9型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为 ，选用型、轴孔长度为，（2）轴的结构

21、设计1).为了满足半联轴器得轴向定位要求,2轴右端需要制一轴肩，查参P38表6-3，取 所以左端用轴端挡圈定位，查参P202表15-24，取为了保证不压到轴，故得长度应该短一些,2).因为轴承同时受有径向力和轴向力作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据，查参P268表18-1，选用6212。轴承安装简图如图4-2所示,3).所以 ，4).取5).为轴肩定位，查书轴间定位得,取 则取所以6).因为6段有一个键槽，所以轴得直径增大5%取7).表4-5 单位（mm）1234567轴径50586068726460轴段长 112401874106846.55.轴承的校核5.1 输出轴的轴承计算查询机

22、械设计手册P268表18-1得到： 基本额定动载荷：基本额定静载荷： 5.2 中间轴的轴承计算因为选用6207轴承，查询机械设计手册P268表18-1得到： 基本额定动载荷：基本额定静载荷： 查课本P284表16-8 得 ,查课本P284表16-9 得由中间轴校核的 查课本P285表16-11 ，所以得所以设计要求使用寿命所以,符合设计要求5.3 高速轴的轴承计算查询机械设计手册P268表18-1得到： 基本额定动载荷：基本额定静载荷： 6.键联接的选择及校核计算6.1 输出轴的键校核6.1.1校核联轴器处的键连接（1）选择键连接的类型和尺寸选用A型键，又因为该处轴径为，查参P208表15-2

23、7。 表6-1 键参数表 单位（mm）轴径平键键槽宽度 高度 长度宽度轴毂149166.04.3（2）校核键连接的强度因为，所以选择键长，有效长度 即查课本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得所以，强度符合6.1.2低速级大齿轮处的键连接（1）选择键连接的类型和尺寸由于位于周中间，所以选用A型键 表6-2 键参数表 单位（mm） 轴径平键键槽宽度 高度 长度宽度轴毂1811187.04.4（2）校核键连接的强度因为，所以选择键长，有效长度 即查课本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得所以，所以强度符合。6.2 中间轴的键校核6.2.1高速级大齿轮处的键连接（1）选择键连接的类型

24、和尺寸由于在轴中间，所以一般选用A型键，又因为该处轴径为，查参P208表15-27 表6-3 单位（mm）轴径平键键槽宽度 高度 长度宽度轴毂128125.03.3（2）校核键连接的强度因为，所以选择键长，有效长度 即查课本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得因为所以强度符合6.2.2低速级小齿轮处的键连接（1）选择键连接的类型和尺寸由于在轴中间，所以一般选用A型键，又因为该处轴径为，查参P208表15-27。 表6-4 单位（mm） 轴径平键键槽宽度 高度 长度宽度轴毂128125.03.3（2）校核键连接的强度因为，所以选择键长，有效长度 即查课本P163表10-11，载荷性质为轻

25、微冲击，得因为所以强度符合6.3 输入轴的键校核6.3.1带轮处的键连接（1）选择键连接的类型和尺寸由于在轴端，所以一般选用C型键，又因为该处轴径为，查参P208表15-27。 表6-5 单位（mm）轴径平键键槽宽度 高度 长度宽度轴毂8784.03.3（2）校核键连接的强度因为，所以选择键长，有效长度 即查课本P163表10-11，载荷性质为轻微冲击，得因为所以强度符合 7.箱体及其附件的结构设计7.1 减速器箱体的结构设计箱体采用剖分式结构，剖分面通过轴心。减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式/mm结果/mm箱座壁厚 10箱盖壁厚10箱盖凸缘厚度15箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地

26、脚螺钉直径 20地脚螺钉数目查手册4轴承旁联接螺栓直径16机盖与机座联接螺栓直径12连接螺栓 的间距130视孔盖螺钉直径 8定位销直径10,至外机壁距离查机械课程设计指导书26、22、18,至凸缘边缘距离查机械课程设计指导书24、20轴承旁凸台半径24凸台高度查机械课程设计指导书20外机壁至轴承座端面距离48大齿轮顶圆与内机壁距离15齿轮端面与内机壁距离12机盖，机座肋厚8.5轴承端盖外径 110、72、62轴承旁联结螺栓距离187、146、117注：1、多级传动，a 取低速级中心距。7.2 减速器附件的结构设计1.检查孔和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙，还

27、可用来注入润滑油。视孔盖结构见表7-1表7-1 单位（mm） 设计为二级减速器，中心距 选择尺寸：2.放油螺塞放油螺塞结构见图7-2 表7-2 单位（mm）选择尺寸：3.油标油标用来指示油面高度，应设置在便于检查及油面较稳定之处。油标结构见表7-3 表7-3 单位（mm）选择M16型，主要尺寸：4.通气器通气孔用于通气，使箱内外气压一致，以避免由于运转时箱内温度升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。通气器和通气塞结构见表7-4 表7-4 通气塞基本结构 单位（mm）选M12，主要尺寸：5.起吊装置起吊装置用于拆卸和搬运减速器。吊耳环和吊钩结构见表7-5表7-5 吊耳结构 单位（mm） 主要

28、尺寸：吊耳环：吊钩：6.起盖螺钉为便于起箱盖，可在箱盖凸缘上装设2个起盖螺钉。起盖螺钉结构查参表P185表15-3，选用M10标记：GB/T 57827.定位销为保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度，应在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销，并尽量放在不对称位置，以使箱座与箱盖能正确定位。定位销结构见表7-6表7-6 圆柱销（GB/T 119.12000摘录）、圆锥销（GB/T 1172000摘录）选用公称直径为10mm的圆柱销标记：销 GB/T 117 10×328.润滑密封设计8.1.润滑1.滚动轴承的润滑轴滚动轴承 轴滚动轴承 轴滚动轴承 轴、轴、轴上滚动轴承速度较低，均采用脂润滑。脂润滑的结构简单，易于密封。2.箱体内齿轮的润滑箱体内齿轮圆周速度较大，采用飞溅润滑。用大齿轮转动时飞溅带起的油润滑小齿轮，为此，应在箱体剖分面上开输油沟，使溅起的油沿箱体内壁流到沟内，并应在端盖上开缺口。传动件的浸油深度H1，对于圆柱齿轮，最少应为一个齿高，为避免搅油损失过大，传动件的浸油深度不应超过其分度