單級圓柱齒輪減速機課程設(shè)計說明書

1、濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電類課程課程設(shè)計報告（20 0720衛(wèi)8學(xué)年第 二 學(xué)期）設(shè)計題目：單級斜齒圓柱齒輪減速器專業(yè)班級：機電0604班姓名:張云龍學(xué)號:06010443指導(dǎo)教師：李玉娥設(shè)計日期：2008.06.02 2008.06.15設(shè)計地點：實訓(xùn)樓五號機房教務(wù)處目錄一、課程設(shè)計目的： 1二、課程設(shè)計的任務(wù)（附具體設(shè)計任務(wù)書一份） 1三、課程設(shè)計時間安排： 1四、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書 2五、機械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計說明 3（一） 電動機的選擇 : 3（二） 傳動帶的設(shè)計 5（三）減速器齒輪的設(shè)計 6（四）軸的設(shè)計 8（五）主動軸的設(shè)計 10（六）聯(lián)軸器和軸承及鍵槽的選擇 11（七）減速器箱體

2、的設(shè)計 11參考文獻 14一、課程設(shè)計目的：1、通過課程設(shè)計實踐，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)綜合運用機械設(shè)計課程 和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識來分析和解決機械設(shè)計問題的能力。2、學(xué)習(xí)機械設(shè)計的一般方法、步驟，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律。3、進行機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練：例如計算、繪圖、查閱資料和手冊、運 用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，進行計算機輔助設(shè)計和繪圖的訓(xùn)練。二、課程設(shè)計的任務(wù)（附具體設(shè)計任務(wù)書一份）1、減速器裝配草圖1張A1圖紙。2、零件工作圖2張A2或A3圖紙。（傳動零件齒輪、軸或箱體）3、設(shè)計計算說明書一份，內(nèi)容包括：擬定機械系統(tǒng)方案，進行機構(gòu)運動和 動力分析，選擇電動機， 進行傳動裝置運動動力學(xué)參

3、數(shù)計算， 傳動零件設(shè)計， 軸承壽命計算、軸（按彎扭合成強度計算） 、鍵的強度校核，選擇聯(lián)軸器等， 約 8000 字。三、課程設(shè)計時間安排：1 、傳動裝置總體設(shè)計、傳動件計算： 2 天2、裝配草圖設(shè)計： 2天3、正式裝配圖設(shè)計： 3天4、繪制零件圖： 1 天5、完成說明書： 2 天四、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書（一）設(shè)計題目：設(shè)計一一用于帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器（二）設(shè)計方案:（帶式輸送機傳動裝置圖）1.電動機2.帶傳動3.減速器 4.聯(lián)軸器5.滾筒 6.傳動帶（二） 已知條件：運輸帶工作拉力F=3500N;運輸帶工作速度v=1.0m/s （允 許運輸帶速度誤差為土 5%）；滾筒直徑D=

4、350mm；每日工作時數(shù)h=16，連續(xù)單 向運轉(zhuǎn)，載荷輕微沖擊；工作年限 8年；環(huán)境最高溫度350C;小批量生產(chǎn)。（四）應(yīng)完成的工作1、減速器裝配圖1張；2、零件工作圖1 2張（從動軸、齒輪）；3、設(shè)計說明書1份。五、機械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計說明（一）電動機的選擇1. 電動機的型號選擇本減速器在常溫下工作，載荷輕微沖擊，對起動機無特殊要求，故選用 丫系列籠型三相異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為 380乂2. 確定電動機的功率工作機所需功率：Pd匹 PwFv1000 w故PdFv1000 w，電動機至工作間的總效率（包括工作機效率）為:4 5 6。由設(shè)計手冊得，10.96（帶傳動），2 = 0.98（

5、軸承），n 3=0.9（齒輪精度為8級），40.97（軸承），50.99 （聯(lián)軸器），6 0.96 （卷筒），代入PdFv，則電動機的工作功率：Pd金” =3500x 1/820=4,27kw，故選取電動機的額定功1000 w率 p=4kw。3. 確定電動機的轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 n = 60 1000 ?= r/min = 54.6 r/min ，取 V帶傳D動比h=24，一級圓柱齒輪減速器傳動比i2= 35，則總傳動比合理范圍為，i = 620,電動機的轉(zhuǎn)數(shù)可選范圍為：n=327.61092r/min。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000r min兩種，可查兩種方案，見下表:萬案電動

6、機型號額定功率（Kvy同步轉(zhuǎn) 速滿載轉(zhuǎn) 速總傳 動比帶傳動 比齒輪傳 動比1Y160MA 8475072013.1933.142Y132MA 64100096017.5844.4綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比選用方案一中機型。主要外形和安裝尺寸見下表:中心高(mm H外形尺寸(mm) L (AC/2 AD) HD安裝 尺寸(mmAX B軸伸尺寸(mm) DX E132515X 345X 315216X 17838 X 804. 計算傳動裝置的總傳動比n m 960 傳動裝置的總傳動比：i -舔17.58nw 54.6分配各級傳動比： i i1 i2，為了使三角帶

7、傳動的外廓尺寸不致過大，取傳動比ii =4，則齒輪傳動比：i2 =4.4。5. 計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)各軸的轉(zhuǎn)速為：I軸m3240r / minU軸 n224054.6r / min4.4滾筒軸n n254.6r / min各軸功率:I軸P1 P014.270.964.10kwU軸P2 P1124.100.98 0.973.90KW卷筒軸輸入功率 PwP2233.75KW各軸轉(zhuǎn)矩：電動機軸 Td 9550 更 9550 427 N?m 42.48N ?mnm960I軸TiTd.i0.0i42.48 4 0.96N.m163.12N.mU 軸T2Ti.ii.i2163.12 4.4 0

8、.98 0.97N.m682.27N.m卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩Tw T2. 4. 5 682.27 0.97 0.99N.m 655.18N.m將計算數(shù)值列表如下:軸名參數(shù) -電機軸I軸U軸卷筒軸轉(zhuǎn) 速n(r/mi n )96024054.654.6功 率(KW)4.274.1013.903.75轉(zhuǎn) 矩T(N m)42.48163.12682.27655.18(二) 傳動帶的設(shè)計1. 選擇V帶型號：查表，得工作情況系數(shù)Ka 1.3,所需傳遞的功率PcPc KAPd 4.27 1.2 5.124KW，又因 m =960r/min，故選擇 V帶的型號為 A型。小帶輪直徑：D1 =106mm 大帶輪直徑：D

9、2 =425mm按表選2. 確定帶輪直徑：由設(shè)計手冊得取標(biāo)準(zhǔn)值。D 2 m3.14 106 9605.33m/s，因為 5m/s v v v 15m/s所以 v 符60 10003. 核算帶速：dd1 ndv60 1000合要求。4. 確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距：由 0.7(D1+D2) V a0 V 2(D1 +D2); 而 371.7 mm v a0 V 1062 mm ,取 a=800mm計算帶的基準(zhǔn)長度L0=2465.47 mm由表10.2選取帶的基準(zhǔn)長度 Ld=2500mm5. 修正中心距：ao +Ld L022500 2465.47800 2817.26mm。6. 校核V帶帶輪

10、包角:小帶輪,180： 生衛(wèi) 573：a157.634 120，所以，均符合要求。7.確定V帶根數(shù)z由式 Z Pc/p。 Pc/( P。P0)k根據(jù) D1 =106.mm n1 =960r/min ，查表得P=0.97KW，由P0 0.11kw查表得長度修正系數(shù)kl 1.09查表10.得包角系數(shù) k 0.95，ZPc(P0P0)K Kl5.124(0.970.11) 0.95 1.094.58 V帶根數(shù)Z =4.58，故取根數(shù)Z=5.8.確定帶的初拉力F0 :q 0.11kg / mF0500 5.124 ( 2.55 5.33(0.951) 0.11 5.332160N9. 確定帶對軸的壓力

11、Q:1157.634Fq 2ZF0Sin 2 5 160 sin1569.6N .2 210. 設(shè)計結(jié)果：選用5根V帶，中心距a=664.07mm 帶輪直徑D1 =106mm D2 =425mm軸上壓力Q=1569.6N（三）減速器齒輪的設(shè)計1. 選擇齒輪減速器材料及精度等級：大齒因為是普通減速器，無特殊要求，故小輪齒選用45鋼，調(diào)質(zhì)硬度為HBS230;輪選用45號鋼，正火硬度為HBS190,選用8級精度，要求齒面粗糙度為Ra 3.2 6.3 m.確定許用應(yīng)力，由圖12.11C，圖12.14C分別查 得：h lim 1 570Mpa， h lim 2 540Mpa ， f lim 1 190M

12、pa， f lim 2 180Mpa，由表12.5查得SH=1.1、Sf=1.4，故因齒面硬度小于HBS350,屬軟齒面，所以按齒面接 H 1F lim 1F 1SH lim 1570518.2Mpa , h 2Sh1.11901.4135.7 Mpa , f 2F lim 2SfH lim 2540490.9Mpa，則Sh1.1180128.6Mpa，因此齒面硬度小1.4于HBS350,屬于軟齒面，所以按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計。2. 按疲勞強度進行強度設(shè)計取 h h 2 490.9Mpa.，小齒輪轉(zhuǎn)矩6 p64 10T19.55 1069.55 106163145.83N.mm，取齒寬系數(shù)

13、為n240a 0.4,4，由于原動機為電動機，載荷平穩(wěn)支撐對稱布置，則看K=1.2，將上述數(shù)據(jù)帶入，得除算中心距a0，a0(43051)3 (490.9)1.2 163145.830.4 4180.75。1)修正螺旋角mn(Z1arccos2aZ2)arccos5(2 80)11 5972 178.92)確定基本參數(shù)計算齒數(shù)的主要尺寸選擇條件，取Z=20,Z2=iZ1=80,則確定模數(shù)由表5.1取m=3.5,確定中心距_ m(z1 Z2)3.5(20 80)a=2cos 2 cos11 597178.9(mm)，確定齒寬b a 0.4 178.971.56mm，為了補償倆輪軸向尺寸的誤差，使小

14、齒輪寬度略大于大齒輪，故取b 72mm,b75mm，分度圓直徑,mz1d1cos3.5 20cos11 59 771.56mm,d2mz2cos3.5 80cos11 597286.24mm。3. 驗算齒根彎曲疲勞強度:由式12.9校正驗算齒根彎曲疲勞強度:1.6KTYF1 cosF1b1m2z12KT1YF2 cosF2bm2z1取Z1 20, Z2 80，由圖12.13查得 Yf12.84,Yf22.21,帶入上式可得Fi 47.52MpaFiF2 37.51MpaF2,經(jīng)驗算都安全。驗算圓周速度v0.879m/s。60 1000（四）軸的設(shè)計1.選擇軸的材料和確定許用應(yīng)力:選用45號鋼，

15、并經(jīng)正火處理，查表 強度極限b 600Mpa，許用彎曲應(yīng)力1 55Mpa。2.按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑查得c 118又由式（14.2 ）得:d21183.954.649.0mm , d 2因軸的伸出端開一個鍵槽，故要將軸徑增大5% 考慮到伸出端要與聯(lián)軸器連接,故選d 50mm。3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制草圖根據(jù)所得的直徑,軸的輸出端用TKL8型彈性套柱聯(lián)軸器，孔注50mm孔長 84mm取軸肩高4mm做定位用。齒輪兩側(cè)對稱安裝 一對30212軸承。軸承寬 度為22mm軸肩高取為3.5mm軸與齒輪、軸與聯(lián)軸器均用普通平鍵連接，根據(jù) 減速器的內(nèi)壁到齒輪和軸承面的距離及軸承蓋、聯(lián)軸器裝拆需要，參考設(shè)計手冊中的有

16、關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，將軸的結(jié)構(gòu)尺寸初步取定，如圖所視。4.驗算軸的強度1）算齒輪受力齒輪分度圓直徑：d cOr os3 285.71mm齒輪所受彎距齒輪作用力：9.55 106-9.55 106 更n54.6682143 N圓周力2T 2 682143Ft4775 Nd 285.71徑向力：FrFt tan1773 Ncos軸向力:FFt tan1014 N2）畫出軸的受力簡圖如上圖所示,3）作出垂直面內(nèi)的受力圖，計算直面內(nèi)的約束反力Rav、Rbv64FrRav1282018 NRbv FrRav245 NMcv左 64Rav 129152N ?mmMcv右 64Rbv 15680N ?mm4）畫出軸

17、的水平受力圖，計算水平面的約束反力Rah、Rbh如圖所示并作出水平面內(nèi)的彎矩 MH圖。Rah Rbh Ft 2387.5N2MH 64Rah 152800N?mm5）計算合成彎矩，M . m2H m2v ,作住合成彎矩圖，M c左、m2h m2c右 200070N ?mmMC右 153602 N?mm6）計算轉(zhuǎn)矩并作出轉(zhuǎn)矩圖T 409286N?mm7）計算當(dāng)量彎矩并做出彎矩圖Me右M ,Mc左MMce左 、M2（ T）245569N mmMce右,M,2 （ T）2 153602N mm8）校核軸的危險截面并做出截面 C處的軸徑d 3ie 左 43.6mm2 t因軸的伸出端開一個鍵槽，故要將軸

18、徑增大5% d=43.6 X 1.05=45.78mm結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖中，此處的直徑為 66mm強度足夠。（五）主動軸的設(shè)計選擇軸的材料和熱處理方法；確定許用應(yīng)力，減速器功率不大又無特殊要求，故選用45鋼正火處理，由表14.1查得S b=600Mpa再由表14.5查得S -1=55Mpa。估算軸最小直徑由表14.4取C=118:P4128d C? 一 118 3 4.12830.46（ mm） N 240該段有鍵槽，應(yīng)力加大5%故d=32mm（六）聯(lián)軸器和軸承及鍵槽的選擇軸承選用圓錐滾子軸承30212, 30211，GB/T297-94聯(lián)軸器選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 TLB聯(lián)軸器從動軸端選 C型鍵b=

19、14mm,h=90mm,L=70mm從動輪選用 A型鍵b=20mm,h=12mm,L=60mm（七）減速器箱體的設(shè)計1. 箱體材料選用HT200鑄造而成，結(jié)構(gòu)采用剖分式。2. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計為使箱體有足夠的強度，應(yīng)對箱體的外壁加上肋板，為了提高軸承座處的聯(lián) 接剛度，孔兩側(cè)的聯(lián)接螺栓的距離應(yīng)盡量縮短，但不能與端蓋螺釘孔干涉，同時 軸承座孔附近還應(yīng)做出凸臺，但其高度要保證安裝時有足夠的板手空間。為了提高箱體鋼性，箱蓋和箱座的聯(lián)接凸緣應(yīng)取厚些，箱座底凸緣的寬度B應(yīng)超過箱體 壁厚。減速器的潤滑采用浸油潤滑，減速器中滾動軸承采用飛濺潤滑，因此，應(yīng)在 箱座接合面上制出輸油溝。為了保證良好的密封性，箱蓋與箱座

20、的接合面應(yīng)精加工，表面粗糙度不大于 Ra6.3，為了進一步提高密封性，在箱座凸緣上面還應(yīng)加工出回油溝。3. 減速器附件為了檢查傳動件的嚙合情況、注油、排油、指示、油面及裝拆吊運等，減速 器還應(yīng)安裝以下幾種附件：觀察孔和觀察孔蓋，通氣器，吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤，圓錐定位銷, 啟蓋螺釘，油標(biāo)，放油螺塞和排油孔，調(diào)整墊片4. 綜合考慮，箱體的尺寸和各部分零件的尺寸如下：箱座壁厚度：8mm箱蓋壁厚度：箱座凸緣厚度： b 12mm箱蓋凸緣厚度：箱座底凸緣厚度： b2 20mm地腳螺釘數(shù)目：地腳螺釘直徑： d f 18.44mm軸承旁聯(lián)接螺栓直徑： d1 13.83mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 d2 9.22

21、mm聯(lián)接螺栓 d2 的中心距： L 200mm軸承端蓋螺釘直徑： d3 9.22mm檢查孔蓋螺釘直徑： d4 7.376mm8mmb1 12mmn4d1 、 d2 、 d f 到外箱壁距離： c1 20mm d2、 df 到凸緣邊緣距離： c2 18mm 定位銷直徑： d 7.376mm 軸承旁凸臺半徑： R 18mm 凸臺厚度 h=65mm齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離仁10mm 齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離 2=10mm 軸承端面外徑 D2=156.1mm 主動軸軸承端蓋外徑： D1 140mm 從動軸軸承端蓋外徑 : D2 160mm 外箱壁到軸承座端面距離： L1 48mm 箱蓋、箱座肋板厚度：

22、 m 6.8mm 軸承旁連接螺栓距離 S=156.1mm設(shè)計總結(jié)經(jīng)過了兩個星期的艱苦努力， 我們的機械設(shè)計課程設(shè)計終于結(jié)束了， 通過兩 個周的實習(xí)，使我學(xué)到了許多在平時學(xué)不到的知識。在設(shè)計過程中， 同學(xué)們互相 幫助互相學(xué)習(xí)，碰到比較棘手的問題時，同學(xué)們互相討論，各抒己見。增進了互 相之間的團結(jié)和互助，更提高了同學(xué)們解決問題的能力。我們設(shè)計的是一個減速器， 設(shè)計中我們需要考慮它的經(jīng)濟性、實用性、 工藝 性等等，使自己的設(shè)計盡可能的合理， 再原先的基礎(chǔ)上盡可能的發(fā)揮自己的創(chuàng)新 能力，設(shè)計一個具有特色的減速器。首先，我們需要考慮總的設(shè)計方案若干個， 通過比較它們的優(yōu)、缺點，選擇最佳的方案。其次，在根

23、據(jù)總的設(shè)計方案設(shè)計具 體的零件，其中同樣考慮各個零件的優(yōu)越性， 再比較中選擇最好的。 這也是任何 一個設(shè)計所必須遵循的步驟。剛開始設(shè)計時同學(xué)們感到無處下手， 經(jīng)過老師的指點弄明白了設(shè)計順序和應(yīng) 注意的事項才感到得心應(yīng)手。 機械設(shè)計這個課題對我們這些善于紙上談兵的同學(xué) 是一次非常大的考驗， 因為它要求設(shè)計出來的機器能運用到實際的工作中去， 而 這也是我們平時練習(xí)時的最大的缺陷， 所以遇到的最大問題是學(xué)的理論不能與實 踐完全的結(jié)合運用。 再者就是機械設(shè)計中有許多需要運用工作經(jīng)驗去解決的問題 和選擇參數(shù)的時候，同學(xué)們都感到束手無策。 對此老師教我們要 “敢于選擇敢于 實驗”。在設(shè)計的過程中我們遇到過

24、許多的困難和挫折。 比如有多個數(shù)據(jù)我們不知道 選擇哪一個；還有就是設(shè)計出來的軸沒有符合要求。當(dāng)時我們也很迷茫， 很不知 所措。但是誰也沒有因此而停止設(shè)計而放棄設(shè)計。 從數(shù)據(jù)的草算， 到圖紙的制定， 每一個數(shù)據(jù)都精心演算，每一步細(xì)節(jié)都仔細(xì)勘察，翻閱了大量的資料，帶傳動減速器的設(shè)計內(nèi)容的最重要的部分是減速器的設(shè)計， 同時還要注意與 電動機傳動的配合， 老師的要求設(shè)計出配合尺寸和裝配圖及個別零件圖并寫出設(shè) 計說明書這對同學(xué)們來說都是一次新的嘗試和創(chuàng)新?？傊?，在整個課程設(shè)計過程中， 發(fā)現(xiàn)了許多問題也學(xué)到了許多課本上學(xué)不到 的東西，通過這次設(shè)計也讓我們認(rèn)識到了科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性及理論和實踐之間的差 距，也讓我明白了一個道理實踐出真知。參考文獻1 岳平山 . 機械設(shè)計基礎(chǔ) . 石油