材料1101班机械设计课程设计一级圆柱齿轮减速器说明书3

1、精密机械设计基础课程设计说明书第一章 课题题目及主要技术参数说明31.1课题题目31.2主要技术参数说明31.3传动系统工作条件31.4传动系统方案的选择3第二章减速器结构选择及相关性能参数计算42.1减速器结构42.2电动机选择42.3传动比分配42.4动力运动参数计算5第三章V带传动设计63.1确定计算功率63.2确定V带型号63.3确定带轮直径63.4确定带长及中心距63.5验算包角73.6确定V带根数Z73.7确定粗拉力Fo73.8计算带轮轴所受压力Q7第四章齿轮的设计计算（包括小齿轮和大齿轮)84.1齿轮材料和热处理的选择84.2齿轮几何尺寸的设计计算84.2.1按照接触强度初步设计

2、齿轮主要尺寸84.2.2齿轮弯曲强度校核114.2.3齿轮几何尺寸的确定124.3齿轮的结构设计13第五章 轴的设计计算145.1 轴的材料和热处理的选择145.2 轴几何尺寸的设计计算14521按照扭转强度初步设计轴的最小直径145.2.2 轴的结构设计145.2.3 轴的强度校核165.2.4 确定滚动轴承的润滑和密封195.2.5 回油沟195.2.6 确定滚动轴承在箱体座孔中的安装位置195.2.7 确定轴承座孔的宽度L195.2.8 确定轴伸出箱体外的位置195.2.9 确定轴的轴向尺寸20第六章 轴承、键和联轴器的选择216.1 轴承的选择及校核216.2 键的选择计算及校核226

3、.3 联轴器的选择24第七章减速器基本结构的设计与选择257.1 轴承的组合设计配合以及拆卸257.2 润滑的选择确定267.3 密封的选择确定267.4 减速器附件的选择确定267.5 箱体主要结构尺寸计算28第八章设计总结31参考文献32第一章 课题题目及主要技术参数说明1.1课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器 及V带传动。1.2主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=6000N,输送带的工作速度V=1.3m/s，输送机滚筒直径D=400mm。1.3传动系统工作条件带式输动机工作时有轻微震动，经常满载。空载起订，单向运转，二班制工作（每班工作8小时）

4、，要求减速器设计寿命为8年（每年按300天计算），大修期限4 年，三相交流电源的电压为380/220V。1.4传动系统方案的选择图1带式输送机传动系统简图第二章减速器结构选择及相关性能参数计算2.1减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。2.2电动机选择（一）工作机的功率PwPw =FV/1000=6000X 1.3/1000=7.8kw（二）总效率总2总一带 齿轮 联轴器 轴承=0.95 095 %.99 8.99 099=0.876（三）所需电动机功率PdPd=Pw/n 总=7.8/0.876=8.9kw查机械零件设计手册得 Ped = 11 kW电动机选用Y160L-6 n电动机

5、=970 r/min2.3传动比分配工作机的转速n=60X 1000v/ （二D）=60 X 1000X 1.3/（3.14 X 400） =62.1r/mi nI总=门电动机/n滚筒=970/62.1=15.6电动机 选用：Y160L-6i 带=3.12i齿=5取 i带=3.12 i 齿=i 总/i 带=15.6/3.12=5计算及说明结果第-5项精密机械设计基础课程设计说明书2.4动力运动参数计算（一）转速nno = n满=970（r/min）n I = n0/ i 带=口满 / i 带=970/3.12=310.9 （ r/min）n =m/i 齿=310.9/5=62.18（r/min

6、）nin = nN =62.18 （ r/min ）（二）功率PP0=Pd=8.9kwP1=P0X n 带=8.9X 0.95=8.455kwP2=P1x n 轴 x n 齿=7.952kwP3=P2x n 轴 x n 联=7.479kw（三）转矩TT0=9550 X P0/n0=9550X 8.9/970=87.6（N. m）T1=9550 X 8.455/310.9=259.7N - m）T2=9550 X 7.952/62.18=1221.3N - m）T3=9550 X 7.479/62.18=1148.7N- m）将上述数据列表如下：轴号功率P/kWN/（r.min 1）T/（N -

7、 m）in第-7项精密机械设计基础课程设计说明书08.997087.63.120.9518.455310.9259.727.95262.181221.150.9537.47962.181148.710.99第三章V带传动设计3.1确定计算功率查表得KA=1.2，则Pd=KPed=1.2X 8.9=10.68kw3.2确定V带型号按照任务书得要求，选择普通 v带。根据Pd=10.68kw及n1=970r/min，选用B型普通V带。3.3确定带轮直径(1) 确定小带轮基准直径根据图推荐，小带轮选用直径范围为125220mm选择dd1=125mm(2) 验算带速v = J!dd1n1=6.349m/

8、s60 10005mfs vvv 25m/s,带速合适。(3) 计算大带轮直径dd2= i d d1=3.12 x 125=390mm根据 GB/T 13575.1-9 规定，选取 dd2=400mm3.4确定带长及中心距(1)初取中心距戌0.7(125+400)= a0< 2(125+400)得367.5< a)w 1050，根据总体布局，取ao=800 mm确定带长Ld:根据几何关系计算带长得2c丄兀 3 丄“、丄(ddi -dd2)Ldo 一 2ao + (ddi +d d2 )中=2448mm24a°根据标准手册，取Ld =2500mm。(3)计算实际中心距a =

9、玄 +_=774mm23.5. 验算包角q dd 2 d d1Q旳180 d2d1 x57.3a=136.5°> 120°,包角合适。3.6. 确定V带根数ZPcZ> (P。+ AP0)KgKl根据 dd1=125mn及 n1=970r/min，查表得 P°=1.67KWA P°=0.3KW中心距a=774mm包角 a136.5°包角合适由机械基础P299表13-8查得 K a =0.88由机械基础P293表13-2查得 K l=1.03则 Z>10.68=5.98，取 Z=6(1.67 +0.3 W 0.88 0.033.7

10、. 确定粗拉力F。Fo=264.9N3.8. 计算带轮轴所受压力QQ=2ZFsin 乞=2X6X264.9 X sin =2952.5N2 23.9. 计算其他三组数据进行比较当 dd1=140mm Z=5dd1=160mm,Z=4dd1=180mm ,Z=3故选择 B 型号带，dd1=160, dd2=500mm a=710i 实际=dd2/dd1=3.125,Z=4带宽 B=4*bd=56mm第四章齿轮的设计计算4.1齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用45号钢，调质处理，55HRC大齿轮选用45号钢，调质处理，50HRC4.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1按照齿根弯曲强度初步设计齿轮主要尺

11、寸由机械零件设计手册查得接触疲劳寿命系数Zn应力循环次数公式为N=60njth工作寿命每年工作300天，每天工作16小时，故 th=(300X 10X 16)=48000h8Nh 1=60X 65.5X 48000=1.886X 10 hNh 2=Nh 1/i=3.821 X 107h由机械零件设计手册查得Zn1 = 1.15, Zn2 = 1.26由Z F 1=326.9MPa Z F2=287.9MPa第-13项精密机械设计基础课程设计说明书（一）小齿轮的转矩T IT1=259.7N.m（二）选载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机

12、械零件教材中表得，取K = 1.6（三）计算尺数比J =4.936（四）选择齿宽系数-；d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取' d = 0.6（五）计算小齿轮模数口七©"；=2.29卅°乙2玩】丿验算齿面接触强度d -3112ZenJ =67.5mm d *u结果计算及说明第-io -页精密机械设计基础课程设计说明书（六）确疋齿轮的齿数 乙和z2对于闭式软齿面齿轮传动，通常 Z1在2040之间选取。为了是重合度较大，取Zi = 30Z2= ii X Z1=4.936X 40=148.08 取 Z2 = 150实际齿数比

13、4 =Z2/Z仁149/30=4.967Z1 = 30 i = (i实-i) /i = (4.967-4.936) /4.936=0.6%Z2 = 150 4 <± 2.5% 允许（七）确定模数m取m=3（八）计算齿轮的主要尺寸d仁Z1 X m=30 X 3=90mmd2=Z2X m=149X 3=450mmd1 =90mmd 2 =450mm=3计算及说明结果第-15 -页精密机械设计基础课程设计说明书第-16 -页精密机械设计基础课程设计说明书中心距 a=1/2(d1+d2)=1/2X (90+447)=268.5mm大齿轮宽度 b2=t dd仁0.6X 90=54mmb仁

14、b2 + (510)取 b仁60mm(九)计算圆周转速v并选择齿轮精度V1= n n1d1/(60X 1000)=1.8m/sv 2m/s根据设计要求齿轮的精度等级为9级。4.2.2齿轮齿面接触强度校核Z H 1= Z H lim 1 ZNl/SHIim=1105MPaZ H 2= Z H lim 2 ZN2/SHlim=1050MPa112Ze2KT u _ 1 1' d -u=67.5mm故齿面接触强度足够计算及说明a=368.5mmb1=54mmb2=60mmV=1.8 (m/s) 定为IT9结果第-17 -页精密机械设计基础课程设计说明书423齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径da由

15、机械零件设计手册得 h a*=1 c =:0.25dai=di+2 ha=96mmda2 =d +2ha =456mmu齿根圆直径d fda1=96mdfi=di-2hf=82.5mmmdf2=d2-2hf=442.5mmda2=4564.3齿轮的结构设计mm小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下:轴孔直径d=© 80(mm)轮毂直径Di=1.6d=1.6X 80=128(mm)轮毂长度L=B2=90mm轮缘厚度8 o = (3 4)m = 912(mm)取§0 =10轮缘内径 D 2= da2 -2h-2§ o =453-2X

16、 6.75-2X 10=419.5mm计算及说明结果腹板厚度 c=0.3 B2=0.3 x 90=27mm腹板中心孔直径 D o =0.5( D1 + D2 )=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直径 d 0 =0.25(D2-D1)20mm 取 d。=20mm齿轮倒角 n=0.5m=0.5x 3=1.5mm计算及说明结果第-20 -页精密机械设计基础课程设计说明书第五章轴的设计计算5.1轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选45号钢，调质处理<j=60MPaA 取 1205.2轴几何尺寸的设计计算D1=40mmD2=60mm5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最

17、小直径主动轴 d1 =A 叵=1203/8.455 =36mmY 310.9从动轴d2 =A 匡 =120竺2 =60mm 仏 62.18考虑键槽 d1=36X 1.05=37.8mm考虑键槽 d2=60X 1.1=60.6mm选取标准直径d1=40(mm)选取标准直径d2 =60(mm )5.2.2轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。高速轴初步确定采用齿轮轴，即将齿轮与轴制为一体。根据轴上零件的安装和固定要求，初步确定轴的结构。设有7个轴段。1段：该段是小齿轮的左轴端与带轮连接，该轴段直径为40mm查机械基础P475附录23,取

18、该轴伸Lp 80mm2段： 参考机械基础P373,取轴肩高度h为1.5mm J则d2=d1+2h=43mm 此轴段一部分用于装轴承盖，一部分伸出箱体外。3段：此段装轴承，取轴肩高度 h为1mm贝U d3=ck+2h=45mm选用深沟球轴承。查机械基础P476附录24,此处选用的轴承代号为6309,其内径为45mm宽度为25 mm为了起固定作用，此段的宽度比轴承宽度小12mm由于轴承采取脂润滑，需留10mm的挡油环，所以取此段长La=33mm4段与6段：为了使齿轮与轴承不发生相互冲撞以及加工方便-齿轮与轴第-22 -页精密机械设计基础课程设计说明书计算及说明结果第-23 -页精密机械设计基础课程

19、设计说明书第六章轴承、键和联轴器的选择及校核6.1轴承的选择及校核主动轴承2个采用6210深沟球轴承从动轴承2个采用6214深沟球轴承轴承工作时间Th=300X 10X 16=48000(1) 高速轴承的校核选用的是6210深沟球轴承轴承的当量动载荷为 P= f d ( XF r + YF a )查机械基础P407表18-6得fd=1查机械基础P407 18-3表得X= 1Y=0P= fdXF r = 112723.18=2723.18N查机械基础P406 1表8-3得ft=1查机械基础P405得深沟球轴承的寿命系数£ =3 Cr=52.8L10h =泄 f4=106 啓 52800

20、3 =375729.65h > 40000h60n1 J P 丿 60 汉 323.33( 2723.18 丿所以预期寿命足够(2) 低速轴承的校核选用的是6214深沟球轴承轴承的当量动载荷为P= f d ( XF r + YF a )查机械基础P407表18-6得fd=1查机械基础P407 18-3表得X= 1Y=0P= fdXF r = 112599=2599N查机械基础P406 1表8-3得ft=1查机械基础P405得深沟球轴承的寿命系数£ =3 Cr=1121伽=址毎 f=10003=20363043h >40000h 60n1 I P 丿 6065.512599

21、 丿所以预期寿命足够6.2键的选择计算及校核1)选择键的类型和规格轴上零件的周向固定选用 A形普通平键，联轴器选用B形普通平键。高速轴(参考机械基础P471、附录17,袖珍机械设计师手册第-24 -页精密机械设计基础课程设计说明书计算及说明结果6.3联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不咼，无特殊要求，考虑拆装方便 及经济问题，选用弹性套柱联轴器根据从动轴直径为65mm,选内径为65mm的TL9弹性套住联轴 器联轴器的校核选TL9型弹性套住联轴器，查机械基础P484附录33得需用转速n =2850r/mi n贝U n 2= 65.5r/min<n所以符合要求选用TL9型弹性套住联轴器第-

22、25 -页精密机械设计基础课程设计说明书第七章减速器基本结构的设计与选择7.1轴承的组合设计配合以及拆卸(1) 滚动轴承的组合设计 高速轴的跨距L= L =23+20+5 x 2+100=153 mr，i采用分固式结构进行 轴系的轴向固定。 低速轴的跨距L= 37 2 10+2 10 90 = 167mm ,采用分固式结构进 行轴系的轴向固定。(2 )滚动轴承的配合高速轴的轴公差带选用j 6 ，孔公差带选用H 7 ;低速轴的轴公差带选用k 6，孔公差带选用H 7。高速轴：轴颈圆柱度公差/ P6= 2.5，外壳孔/ P 6 = 4.0;端面圆跳动轴肩/ P6= 6 ，外壳孔/ P 6 = 10。

23、低速轴：轴颈圆柱度公差/ P6= 4.0，外壳孔/ P 6 = 6;端面圆跳动轴肩/ P6= 10，外壳孔/ P 6 = 15。轴配合面Ra选用IT6磨0.8，端面选用IT6磨3.2 ;外壳配合面Ra选用IT7车3.2，端面选用IT7车6.3。(3 )滚动轴承的拆卸安装时，用手锤敲击装配套筒安装；为了方便拆卸，轴肩处露出足 够的高度h，还要留有足够的轴向空间L，以便放置拆卸器的钩头。第-19 -页齿轮用LN68润滑油油7.2润滑的选择确定齿轮的润滑采用浸油润滑，浸油深度为一个齿高，但不小于10mm精密机械设计基础课程设计说明书计算及说明结果第-28 -页精密机械设计基础课程设计说明书7.5箱体主要结构尺寸计算1、箱体尺寸采用HT250铸造而成，其主要结构和尺寸如下：中心距a=268.5mm 取整270mm总长度 L： L : 3a =810mm总宽度 B： B ： 2.7a =2.7 270 = 729mm总高度 H: H : 2.4a = 2.4 270 = 648mm箱座壁厚:=0.025*a+3>=8,故取:. =10 箱盖壁厚：-“=0.9>=8,故取-“=9箱座凸缘厚度b： b = 1.5、=15 mm 箱盖凸缘厚度b1： b1=1.=13.5mm箱座底