机械课程设计说明书

1、、设计题目1、设计题目带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器2、系统简图系统简图如下列图所示滚筒联轴器减速器3、工作条件单向运转，有轻微振动，经常满载，空载启动，单班制工作一大8小时，使用期限5年，输送带速度容许误差为土5%。4、原始数据速度v=09m/s直径D=300mm机械设计基础课程设计10第23页共22页、总体设计一、选择电动机1、选择电动机的类型根据动力源和工作条件，选用2、确定电动机的功率1计算工作所需的功率Y型三相交流异步电动机。PwFwVw2.210000.91000w10000.952.08kW其中，带式输送机的效率w0.952通过查机械设计基础课程设计表10-1确定

2、各级传动的机械效率：V带1=0.96;齿轮2=0.97；轴承3=0.99;联轴器4=0.99。总效率232_232123：0.960.9720.9930.9920859。电动机所需的功率为：P0旦2082.42kW0.859由表机械设计基础课程设计10-110选取电动机的额定功率为3kW3电动机的转速选960r/min和1420r/min两种作比较。工作机的转速：nw60000v57.3r/minD力杀电动机型号额定功率/kW满载转速/r，min1传动比IY132S-63960RY100L2-431420现将两种电动机的有关数据进行比较如下表所示由上表可知方案R的总传动比过大，为了能合理分配传

3、动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案I。4选定电动机型号为Y132S-6。查表机械设计基础课程设计10-111得电动机外伸轴直径D=38外伸轴长度E=80,如下列图所示。二、传动比分配根据上面选择的电动机型号可知道现在的总传动比i=16.76,高速级齿轮转动比ii4.76,低速级齿轮传动比i23.52。三、传动装置的运动和动力参数1、各轴的转速计算nm960r / minii960201.7r/min4.762、i2130.14 57.3r / min3.52各轴输出功率计算PF0430.99kW2.97kWP2P322.970.990.97kW2.85kWF3F2322.850.990.9

4、7kW2.74kW3、各轴输入转矩计算P297T1955019550Nm29.5NmR960F22.85T295509550一Nm134.9Nmn2201.7P274T395509550Nm456.7Nmrt57.3各轴运动和动力参数如下表所小参数轴名高速轴中间轴低速轴转速n/rmin1960功率P/kW转矩T/Nm传动比i三、传动零件的计算一、高速级齿轮传动设计1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。1输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB调质处理，齿面硬度为241-286HBsHiim1730MPa,fe600MPa,大齿轮为

5、ZG35Si,调质处理，硬度为241-269HBsHiim2620MPa,fe510MPa。3选小齿轮齿数为Z1=26,则大齿轮齿数Z2=i1XZ1=26X4.76=123.76,取Z2=124,实际彳动比iz21244.77。z1262、按齿面接触强度设计设计公式d132KT1u1ZE,duH1确定公式内的各计数值2小齿轮传递的转矩T1-m=29500Nmm14通过查教材表11-4得弹性系数ZE188MPa±5计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5,取Sh1.1H min1H1ShH min 2H2飞丁7301.16641.1664MPa564MPa2计算试计算小齿轮分度圆的最小

6、直径d1145.3mm45.3 36.24,取 b2 40mmh 45mm计算模数45.3261.74 ,取 m=2mm实际直径d14m26252mm,d21242248mm4验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5,取SF1.25由图11-8和11-9查得YFaYFa2.71,YSr1.62e,Sa1，则2.12,21.83F1F22KTYFa1YSa1bm2z1F1YFa2YSa2YFa1YSa193.4MPa82.5MPaF1480MPaF2408MPad1nl2.61m/s5齿轮的圆周速度名称计算公式结果/mm模数m2压力角n200齿数Z1Z226124传动比i分度圆直径d1d252248

7、齿顶圆直径-.*da1d2ham*da2d22ham56252齿根圆直径*df1d12(hac)m._.*、df2d22(hac)m47243中心距m(z1Z2)a2150bb5b2b4540601000对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。局速齿轮各参数如下表所小二、低速级齿轮传动的设计1、选定高速级齿轮精度等级、材料及齿数。1输送机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度足够。2通过查教材表11-1选择小齿轮的材料为40MnB调质处理，齿面硬度为241-286HBsHlm1730MPa,fe600MPa,大齿轮为ZG35Si,调质处理，硬度为 241-269HBsHlim2 620MPa

8、, FE 510MPa。3选小齿轮齿数为Z1=34,则大齿轮齿数Z2n2XZ1=34X3.52=119.68,取Z2=120,实际传动比i卫1203.53。z1342、按齿面接触强度设计设计公式d132KT2 u 1 Ze 21d u H确定公式内的各计数值2小齿轮传递的转矩 T2 - m=134900N mm451通过查教材表11-4得弹性系数ZE 188MPa工 计算接触疲劳许用应力通过查教材表11-5,取 Sh1.1H min1H1飞丁H min 2H2 W"7301.16641.1664MPa564MPa2计算1试计算小齿轮分度圆的最小直径&76.7mm计算齿宽bdd

9、120.8 76.7 61.36, M b2 65mm,b1 70mm计算模数76.72.2534实际直径d135 2.5 85mmid2 120 2.5 300mm4验算弯曲疲劳强度通过查教材表11-5,取SF 1.25由图11-8和11-9查得YFai2.61%1.63YFa22.15私21.78F1 480MPaF2 408MPa2KTYFa1YSa1F1F21F141.3MPabm4F1YFa2YSa2127.1MPaYFa1YSa15齿轮的圆周速度dQ八八，v10.79m/s601000对照表11-2可知选用8级精度是合宜的。低速齿轮各参数如下表所示名称计算公式结果/mm模数m压力角

10、n200齿数乙z234120传动比i分度圆直径d1d285300齿顶圆直径-.*da1d2ham.*da2d22ham90305齿根圆直径.，*、df1d12(hac)m.,*、df2d22(hac)m中心距m(zZ2)a2195hb5b2b7065四、轴的设计一、轴的材料选择和最小直径估计根据工作条件，选定轴的材料为45钢，调质处理。轴的最小直径计算公式dminC3P,C的值通过查教材表14-2确定为：C=107。1、高速轴d'miniC3，P11079715.6mm因为高速轴最小直径处n1-960安装联轴器设一个键槽，因此dmin1dmin115%16.4mm。2、中间轴dmin2

11、C3A2107胃"28525.9mm。n2.201.73、低速轴dmin1cf1073m38.8mm因为低速轴最小直径处安装联轴器设一个键槽，因此dmin1dmin115%40.7mm。二、减速器的装配草图设计减速器草图如下列图所示三、轴的结构设计1、高速轴1高速轴的直径确实定dn：最小直径处与电动机相连安装联轴器的外伸轴段，因此dn38mmdi2:密封处轴段di242mmd13:滚动轴承轴段d1345mm滚动轴承选取6009:dXDXB=45mm：75mmx16mmd14:过渡段d1448mm齿轮轴段由于齿轮直径较小，所以采用齿轮轴结构。d15:滚动轴承段，d1545mm2高速轴各

12、段长度确实定l11:l1150mmI12:由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定11240mmI13：由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定11330mm114:由装配关系、箱体结构确定11480mm%：由高速小齿轮齿宽确定I.45mm心:由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定k40mm2、中间轴1中间轴各轴段的直径确定d/最小直径处滚动轴承轴段，因此d2145mm.滚动轴承选取6009dXDXB=45mm(75mme16mmd22:低速小齿轮轴段取d2248mmd23：轴环，根据齿轮的轴向定位要求取d2352mmd24:高速大齿轮轴段取d2448mmd25:滚动轴承段d2545mm2中间轴各轴段长度

13、确实定121:由滚动轴承，挡油盘及装配关系取12132.5mm八:由低速小齿轮齿宽取12265mmI23：轴环取12310mmI14：由高速大齿轮齿宽取12440mmI25:I2542.5mm3、低速轴1）低速轴各轴段的直径确定d3i：滚动轴承轴段，因此d3i50mm.滚动轴承选取6010dxDXB=50mmx80mrK16mmd32:低速大齿轮轴段取d3252mmd33：轴环，根据齿轮的轴向定位要求取怎356mmd34：过度段取，考虑挡油盘的轴向定位取d3454mmd35:滚动轴承段d3550mmd36:封密轴段处，根据联轴器的定位要求以及封面圈的的标注，取d3648mmd37：最小直径，安

14、装联轴器的外伸轴段d37452低速轴各轴段长度确实定131:由滚动轴承、挡油盘以及装配关系等确定取13132.5mmI32：由低速大齿轮齿宽取I3265mml33：轴环取l3310mmI34：由装配关系和箱体结构取以45mmI35：滚动轴承、挡油盘以及装配关系13542.5mml36:由箱体结构，轴承端盖、装配关系等确定13640mm137:13775mm五、轴的校核低速轴1、低速轴的受力分析圆周力、径向力、轴向力大小如下：2T2245673044.67Nd，0.3FrFttan3044.670.361096.08N2、低速轴的受力情况如下列图所示3、求垂直面的支承反力F1vFr?L1096.

15、08 119.5179731.74NF2V Fr F1v 364.34N4、求水平面的支承反力F1H F 2H Ft 3044.67/2 1522.34N5、绘制垂直面的弯距图如下列图所示MavMavF2v?L2X'MavF1v?L2X6、绘制水平面的受力与弯距图如下列图所示MaHF1HLi1522.340.1195181.92N?m7、求合成弯距Ma.MaV2MaH2,21.682181.922183.21NmaavaHMaMaV2MaH287.442181.922201.84Nm8、危险截面的当量弯距由下列图可见，截面a-a最危险，其转距T3456.7N.mMejWill|IIII

16、IIH当量弯距如认为轴的扭切应力是脉动循环变力，取折合系数=0.6,代入上式Me,Ma2(T)2,183.212(0.6456.7)2329.63Nm9、计算危险截面处轴的直径轴的材料为45钢，调质处理，由教材14-1查得b=650MPa,由表14-3查得化=60MPa3 Me,0.1 1bI3329.63,0.1 60 10610338.02mmx38.02=39.92mm<44mm故轴符合强度要求。六、键的选择一、高速轴键的选择高速轴上只有安装联轴器的键。根据安装联轴器处直径d=38mm,通过查机械设计基础课程设计表10-33选择普通平键。选择的键尺寸：bXh=12X8t=5.0,r

17、=0.25。标记：键12XX8=4mm传递的转矩TT129.5Nm0按表6-2差得键的静连接时需用应力p100MPa则p2T 103kld2 29.5 1034 44 388.82MPa p J所以高速轴上的键强度足够。二、中间轴键的选择中间轴上的键是用来安装齿轮的，因此选用圆头普通平键。因为高速大齿轮齿宽B=40mm,轴段直径d=48mm,所以通过查机械设计基础课程设计表10-33选用bXh=14X9t=5.5,r=0.25，标记：键14X9GB/T1096-2003。低速小齿轮齿宽B=70,轴段直径d=48,所以选用bXh=14X9t=5.5,r=0.25，标记：键14xx9=4.5mm传

18、递白转矩TT2134.9Nm则34.70MPa D p J2T1032134.9103pkld4.53648故轴上的键强度足够。三、低速轴键的选择低速上有两个键，一个是用来安装低速级大齿轮，另一个是用来安装联轴器。齿轮选用圆头普通平键，齿轮的轴段的直径d=95mm,轮宽B=130mm,通过查表机械设计基础课程设计表10-33选用bXh=14X9t=5.5,r=0.25标记:键14xx9=4.5mm传递白W矩TT3456.7Nm则2T1032456.710366.16MPa0pkld4.55952p故安装齿轮的键强度足够。2T 103 p kld 故选的键强度足够。安装联轴器的键用单圆头普通平键

19、，轴直径d=45mm所以选键bXh=14X9标记：键14xx=4.5mm传递白转矩T工456.7Nm则2456.7103-57.10MPaD4.57945p七、滚动轴承的选择一、高速轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由高速轴的设计，根据d13d1545mm,查机械设计基础课程设计表10-35选轴承型号为6009二、中间轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由中间轴的设计，根据d21d2545,查机械设计基础课程设计表10-35选轴承型号为6009。三低速轴轴承的选择根据载荷及速度情况，选用深沟球轴承。由低速轴的设计，根据d31d3550,选轴承型号为6010。八、联轴器

20、的选择根据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的正常工作，输出轴低速轴选用凸缘联轴器，考虑到转矩变化小，取Ka1.3,则T1KAT11.329.538.35NmT2KaT21.3134.9175.37Nm按照计算转矩小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计基础课程设计表10-41,高速轴选用YL7联轴器，公称转矩Tn160Nm,孔径d=38mmL=60mm许用转速n=7600r/min,故适用；低速轴选用YL10联轴器，公称转矩Tn630Nm,孔径d=45mmL=84mm许用转速n=6000r/min,故适用。九、箱体的设计箱体各部分尺寸关系如下表所示名称符号尺寸关系mm箱座壁厚610箱盖壁厚61箱

21、盖凸缘厚度b1箱座凸缘厚度b15地脚螺钉直径rdfM16地脚螺钉数量n6轴承旁联结螺栓直径d1M16盖与座联接螺栓直径d2M8联接螺栓d2的间距L轴承端盖螺钉直径d3M10检查孔盖螺钉直径d4M4定位销直径d8大齿轮齿顶圆与箱体壁的跑离L1轴承座轴承盖外径D1D2D3125125130箱体外壁到轴承座端面的跑离L2凸缘尺寸C1C21614箱坐上的肋厚m1十、润滑、密封的设计1、润滑因为齿轮的速度都比较小，难以飞溅形成油雾，或难以导入轴承，或难以使轴承浸油润滑。所以，减速器齿轮选用润脂脂润滑的方式润滑。1、密封为了防止泄漏，减速器的箱盖与箱体接合处和外伸轴处必须采取适当的密封措施。箱体与箱盖的密封可以通过改善接合处的粗糙度，一般为小于或等于6.3,另外就是连接箱体与箱盖的螺栓与螺栓之间不宜太大，安装时必须把螺栓拧紧。外伸轴处的密封根据轴的直径选用国家标注U型密封圈。二周的课程设计结束了，本课程设计的任务是二级圆柱齿轮减速器。根据设计任务书的要求，同学们展开了激烈的讨论。我也查阅了大量资料，然后才开始设计。但其中还是出了很多问题，主要有两个：1、齿轮设计中出现的问题齿轮设计中首先遇到的是齿数和模数的决定。后来，通过与同学们的互相讨论。为使工作机运转平稳，应尽量把模数取小，齿数增大，这样也便于加工，且运动过程