一级闭式圆柱齿轮减速器设计说明书.doc

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1、精密机械毕业设计题目：一级闭式圆柱齿轮减速器指导老师：设计人:学号：设计日期：2010-9-20目 录设计任务书3传动方案的拟定及说明4电动机的选择4计算传动装置的运动和动力参数6V带传动设计7传动零件的设计计算-齿轮设计10轴的设计与校核计算11键联接的选择及校核计算15滚动轴承的选择及计算16联轴器的选择17润滑与密封18设计小结18参考文献20精密机械设计基础毕业设计任务书一、设计题目：设计用于带式运输机的传动装置二、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+_4%。使用期限为8年，大修期三年，小批量生产，两班制工作。1-电动机 2-联轴器3-一级圆柱齿

2、轮减速器 4-开式齿轮传动 5-卷筒 6-运输带 三、设计任务 减速器装配图1张（A0图纸）； 零件工作图2张（大齿轮、轴，A3图纸）； 设计计算说明书1份，说明书内容应包括：拟定机械系统方案，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。、四、设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写。每日工作小时数/h1

3、6运输带工作压力F/(KN)6.5运输带工作速度V/(m/s)1.9滚筒直径D(/mm)400 设计项目计算及说明 主要结果传动方案的拟定及说明一， 电动机选择2、 电动机类型的选择：2.确定电动机的功率和型号二，计算传动装置的运动和动力参数计算1.计算总传动比及分配各级的传动比2计算传动装置的运动参数及动力参数 三，V带传动设计计算1设计带传动的主要参数。四 ，传动零件的设计计算1、大小齿轮均采用硬齿面2，按齿面接触疲劳强度设计3,确定主要几何尺寸4,校核齿根弯曲强度五， 轴的设计计算及校核1轴的选材及其许用应力2.估算轴的最小直径3装配草图设计1）各轴段的直径确定（高速轴）2）,各轴段长度

4、确定低速轴结构设计（1）各轴段直径确定（2）各轴段长度4轴的校核 主动轴的设计计算六，键联接的选择及校核计算1.高速轴键的选择2.低速轴键的选择3.各轴键的校核七，滚动轴承的选择及校核1、低速轴滚动轴承的选择及校核2，高速轴滚动轴承的选择及校核八，联轴器的选择九， 减速器润滑密封一.润滑方式二.润滑油牌号及用量三.密封形式 合理的传动方案首先应满足工作机的性能（例如传递功率、转速及运动方式）的要求。另外，还要与工作重要条件（例如工作环境。工作场地、工作时间）相适应。同时还要求工作可靠，结构简单，尺寸紧湊，传动效率高，使用维护方便，工艺性和经济性。合理安排和布置传动顺序是拟定传动方案中的另外一个

5、重要环节由题目所知传动机构类型为：一级闭式圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：成本较低，减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较简单，中心距较小，两轴的径向尺寸相对较大。 Y系列160L-4封闭式三相异步电动机：三角带传动效率：圆柱齿轮传动效率：平带传动效率由参考书机械零件课程设计22页表2-4查得： =0.95, =0.95(8级精度), =0.90, （1）传动装置的总效率：=.=0.950.950.90=0.82（2）计算电动机所需功率 =P/=12.35/0.82=15KW电动机的额定功率=15kw (4)确定电动机转速按参考书机械零件课

6、程设计P19表2-1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围=35。取V带传动比=24，则总传动比理时范围为=620，故电动机转速的可选范围为：= n筒=（620）76=4561520r/min 符合这一范围的同步转速有1000、和1500r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1500r/min 。 （5）确定电动机型号 由所选的电动机的类型，结构，容量和同步转速n查参考书表2-1确定电动机型号为Y160L-4其主要性能：额定功率：15KW，满载转速1

7、460r/min：具体外型尺寸见参考书机械设计课程设计表20-6(1)总传动比：=1460/91.25=16(2)分配各级传动比 =. ,取=4，=/ =16/4=4 （1）各轴转速轴1：=n=1460r/min轴2：=/=1460/4=365r/min轴3：=/=365/4=91.25r/min卷筒轴: =91.25r/min (2)各轴功率轴1： = =150.95=14.25kW轴2：=.=14.250.95=13.53kW轴3：=13.530.90=12.35 kW卷筒轴：=12.35 kW 3）计算各轴转矩（N;m） T1=9550/=955015/1460=98.117 Nm T2

8、=9550/=955013.53/365=354NmT3=9550/=955012.35/91.25=1292.52Nm 已知带传动的工作条件：共16h，连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定功率p=14.25kw小带轮转速 大带轮转速，传动比。设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等（因为之前已经按选择了V带传动，所以带的设计按V带传动设计方法进行）1）、计算功率 =2)、选择V带型 根据、由机械基础p174选择B型带3）、确定带轮的基准直径并验算带速v(1)、初选小带轮的基准直径，由（机械基础p174图9-10，取小带轮基准直

9、径，则参考机械基础P175表94取标准值=800mm（2）、验算带速v 带轮符合推荐范围（3）、确定V带的中心距a和基准长度 0.7 0.7 700a2000 初定中心距=700mmb、计算带所需的基准长度 =2+=2700+0.5（200+800）+（800-200）（800-200）/47003098mm由机械基础P178表98选带的基准长度=3150mmc.计算实际中心距a+( -)/2700+（3150-3098）/2726mm中心距满足变化范围:7002000mm（5）.验算小带轮包角 180-（-）/a57.3180-（800-200）/72657.3 132.65120 包角满足

10、条件（6）.计算带的根数参考机械基础P176表95综合，n1,查得P15.15KW参考机械基础P177表96综合带型和i查得0.46KW参考机械基础P177表970.82参考机械基础P177表981.00故取Z4三 、带轮设计参考机械基础200页表113得出带轮宽度B（Z-1)e+2f=40mm齿轮设计及结构说明以高速级齿轮传动为基准进行两对齿轮选择和校核设计已知：传递功率=14.25 kw ， =365 r/min ，=4，=372.84 Nm选择齿轮材料，热处理，齿面硬度，精度等级及齿数:小齿轮：45钢 表面调质处理 齿面硬度220HBS大齿轮：45钢 表面正火， 齿面硬度 190HBS初

11、步估计齿轮线速度V6m/s选8级精度参考机械基础201页表1151） 许用接触应力，按中等质量参考，机械基础200页表113得485Mpa2） 小齿轮转矩 T19550p1/n1=14.25/365=372.84N/m3） 齿宽系数 单级减速器中齿轮相对轴承对称布置，由于是软齿面的闭式齿轮传动，参考机械基础200页114选取1.54） 载荷系数K 因载荷有中等冲击参考机械基础203页表116取K1.55） 按齿面接触疲劳强度设计 计算小轮直径d1 =71.5mm1） 选择齿轮齿数模数 选择小齿轮数Z124，则小齿轮Z224*496 m=d1/z1=2.98机械基础P193表111取标准模数m=

12、32） 计算主要几何尺寸 分度圆d1=mZ1=324=70mm d2=mZ2=396=276mm 中心距am(Z1+Z2)/2=3(24+96)/2=180mm 齿宽b2= d1=1.572=108mm b1=b2+(510)=112mm 按中等质量参考机械基础P200表113310MPa =290MPa参考机械基础P204表118得 =2.65 =2.212 =1.5 =1.781) 齿根许用弯曲应力=2kT/bZ1.=(21.5372.842/108924)2.651.59=202MPa= . =2022.2121.78/2.651.59=188MPa满足弯曲强度要求 估计轴的毛坯直径D1

13、00mm使用强度韧性中等的重要轴参考机械基础P259表1416选45号钢，正火处理，强度极限=600Mpa,屈服极限=300Mpa,1）主动轴查教材机械基础P263表1419得，C=118，参考机械基础P262式146， =40.03mm若考虑键槽直径增大10%15%取d1min=45mm2）从动轴=62.46 mm若考虑轴端有两个键槽直径增大10%15%，选择标准直径=70 mm 根据轴上零件的结构定位，装配关系轴向宽度及零件间的相对位置等要求参考机械设计课程设计P17表41，P23图410初步设计减速器装配草图1最小安装大带轮的端d11=dmin=45mm滚动轴承处轴承及端盖得为55mm5

14、9mm滚动轴承选6211其尺寸为dDB=5510021参考机械设计课程设计P99表121齿轮处轴由于小齿轮直径较小采用齿轮轴d=m(z+2ha)=3*(24+2)=78mm 轴承处轴段d15=d13=59mm轴承处轴段d16=d12=55mm由大带轮的毂孔宽度B40mm确定38mm由箱体结构轴承端盖确定107mm由滚动轴承等确定10mm，由装配关系确定112mm由齿轮宽确定4mm装配关系确定=28mm滚动轴承处轴段90mm滚动轴承选6218其尺寸为dDB=9016030轴环根据齿轮的轴向定位要求120mm低速级大齿轮轴段100mm滚动轴和处轴段90mm密封处轴段根据联轴器的轴向定位要求以及密封

15、圈的标准85mm安装联轴器的外伸端dmin=70mm由滚动轴承挡油盘及装配关系确定57mm轴环宽度设计为10mm由大齿轮宽度B2108mm确定112mm由滚动轴承挡油盘及装配关系等确定63mm由箱体结构轴端盖，装配关系确定63mm由联轴器的毂孔宽L1107mm确定105mm参考机械基础P202直齿圆柱齿轮式圆周力= 参考机械基础P193式115得d=mz得分度圆d1=324=72mm1） 计算齿轮受力： 转矩T9.551000000.p/n955000014.25、365372.842N.m 圆周力= =2372.842/72=10.358N.m径向力=10.358tan20*=3770N2)

16、轴强度校核：. 求支反力： 水平支反力水平面弯矩校核 水平面弯矩垂直面弯矩=641922.5123040N.m=危险载面的当量弯矩参考机械基础P266例题=Nmm校核危险载面的直径参考机械基础264表142155MPa则增大3%则d36.6mm因结构设计轴径为45mm故满足强度条件。 由高速轴的细部结构并参考机械设计课程设计87页表101选定高速轴皮带轮处键为b*h-L=14*9-36(t=5.5mm r=0.3mm) 标记为：键14*36GB/T1096-1979由低速轴细部结构并参考机械设计课程设计87页表101选定低速轴大齿轮处键为b*h-L=28*16-100(t=10mm r=0.5

17、mm)标记为：键28*100GB/T10961979低速轴联轴器处键选定为：b*h-L=20*12-100(t=7.5mm r=0.5mm)标记为：键20*100GB/T10961979高速轴皮带轮处键的校核d=45mm 键的工作长度 =Lb=3614=22键的接触高度k=0.5h=0.5*9=4.5mm传递转矩T=354NM参考机械设计故此间符合使用要求。由于低速轴上两键在同一轴上，传递转矩相同所以只需校核短键即可，低速轴d=100mm 键工作长度=Lb=10028=72 键的接触高度k=0.5h=0.5*16=8mm 键的传递转矩T=98.17N.M=100Mpa故符合使用要求。根据载荷及

18、速度情况，拟选用球轴承在轴的设计中轴承选为6218其参数参考机械设计课程设计99页121得 由于则查机械基础251页表1410 149得X=1 Y=0 查机械课程设计对于球轴承轴承寿命故轴承符合使用要求。根据载荷及速度情况，拟选用球轴承在轴的设计中轴承选为6210其参数参考机械设计课程设计99页121得 由于则查机械基础251页表1410 149得X=1 Y=0 轴承寿命轴承符合使用要求。根据工作要求，为了缓和冲击保证减速器正常工作，输出轴选用弹性轴销联轴器。考虑到转矩变化很小取则按照计算转矩小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T50141985选用HL6型弹性轴销联轴器，其公称转矩为315

19、0N.m孔径70mm L=142mm 许用转速为2100r/min故适用。标记为：HL6联轴器（1）齿轮V=2.122m/s12m/s,应用喷油润滑，但考虑成本及需要选用浸油润滑。（2）轴承采用脂润滑（1）齿轮润滑选用150号机械油（GB 443-1989）最低最高油面距（大齿轮）10-20mm，需要油量1.5L左右。（2）轴承润滑选用2L-3型润滑脂（GB 7324-1987）用油量为轴承间隙的1/31/2为宜。（1）箱座与箱盖凸缘接合面的密封，选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。（2）观察孔和油孔等处接合面的密封，在与机体间加石棉橡胶纸、垫片进行密封。（3）轴承孔的密封，闷盖和透盖作密封与

20、之对应的轴承外部，轴的外伸端与透盖间的间隙，由于V3m/s，故选用半粗半毛毡加以密封。（4）轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部。十.设计小结课程设计是机械设计当中的非常重要的一环，本次课程设计时间不到两周略显得仓促一些，还好老师在上课期间就有意的结合课程设计来上课，并且在上课期间就已把课程设计中的大部分计算弄出来了。由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，我克服了重重困难。深知完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务

21、。在设计的过程中，遇到了许多问题，幸好都 能改正或有所改良。在设计齿轮模数时，因所用的材料是表面正火的45钢，因此所算出的模数较小，但为了方便，用了较大有模数，从而导致校校核时远小于许用极限值，缺乏经济性、实用性。除此之外，在我设计减速器的装配草图时我没有太注意箱体的相关尺寸，致使我设计的箱体出现了较大的结构错误，间接导致了我以后的装配图的步履维艰。我所算出的中心距为95mm，过于小，在选用轴承端盖时，一昧的参照参考书上的例子，选用凸缘式轴承盖，因位置不够导致两轴承盖部分重合在一起。后来在老师的指导下,我找到了问题所在之处,将之解决了.同时我还对一级闭式圆柱齿轮减速器结构分析有了更进一步的了解

22、。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。在设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我我们同学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和接受应用方面的不足，特别是自己的系统的自我学习能力的欠缺，将来要进一步加强，今后的学习还要更加的努力。本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统总结与应用，还是锻炼我的耐力和意志力的过程。因为课程设计过于难，我和几个同学在教室都曾通宵画图。 另外，通过每天都过得很充实的课程

23、设计，从中得到的收获还是非常多的。参考资料：1.教材机械基础。 。3.机械设计课程设计5.机械零件课程设计电动机类型Y系列160L4封闭式三相异步电动机传动装置的总效率：=0.82 电动机所需功率：=15KW电动机型号：Y160L-4总传动比： =1460各级传动比=4=4各轴转速：=1460r/min =365 r/min=91.25r/min=91.25r/min各轴功率：=14.25 kW=13.53 kW=12.35kW=12.35kW各轴转矩T1=98.117NmT2=354NmT3=1292.52Nm=800mmV=15.28m/s=700mm=3150mm132.65V带取4根.

24、小齿轮：45钢 调质 20HBS大齿轮：45钢 正火处理 190HBS=485 Mpa=485 MpaT1=372.84N/m1.5d171.5mmZ124Z296 M=3d1=70mmd2=276mma=180mm b2=108mmb1=112mm=202MPa=188MPa=600Mpa=300Mpa,C=118d1min=45mm=70mmd11=45mm55mm59mm=78mmd15=59mmd16=55mm38mm107mm10mm112mm4mm=28mm90mm120mm100mm90mm85mm70mm57mm10mm112mm63mm63mm105mm10.358N.m=3770N=1885N=1508N=96544N=123040N.m=146590N.m轴满足相应的强度条件高速轴键为：键14*36GB/T1096-1979低速轴大齿轮处键为：键28*100GB/T10961979低速轴联轴器键20*100GB/T10961979符合使用要求符合使用要求X=1 Y=0轴承符合使用要求轴承符合使用要求HL6联轴器/