1、 课 程 设 计课程名称： 机械设计基础设计名称： 直齿圆柱齿轮一级减速器系别： 机械工程系专业： 数控班级： 0915设计人： 目录机 械 设 计 基 础 课 程 任 务分 析 拟 定 传 动 装 置 的 传 动 方 案 电 机 的 选 取计 算 传 动 装 置 的 运 动 参 数 和 动 力 参 数设 计 校 核 齿 轮 轴轴 的 设 计设 计 低 速 轴设 计 高 速 轴总 结机械设计基础课程任务设计题目： 一级圆柱齿轮减速器。用途： 自动送料带式运输机传动装置。原始数据：运输机滚筒直径 D=440mm、V=1.5m/s 、F=4.0KN、工作时间一天14h 传动比误差正负 5%工作条件
2、：1.环境温度：常温工作场所多粉尘2.载荷性质：空载启动.载荷平稳连续工作3.使用期限：8 年设计工作量：一份设计计算说明书两张零件图，一张装配图一、传动装置的传动方案 二、电机的选取一、选择点动机的类型：Y 系列二、选择电动机型号 （根据电机的转速选，并且实际电机的功率小于额定功率） 。已知:电动机功率 工作机功率 wdp总 10WFVP工 作 机0.96带 0.98轴 承 0.97齿 轮 0.9联 轴 器 .96工 作 机解： 4513m/s6.41.WFVKNPKN工 作 机 6.097.02.879wdpWW总根据机械设计手册查得电动机型号为：M160M-6三、传动比计算已知： 工作机
3、的转速 总传动比 = 601wvnD总indw带 齿 D=450mm V=1.6ms124i 23i、工作机转速 601601.67.941min3.45wVsn rD、电动机转速= (640) r/min i总 12i=(640) 67.941=（407.6462717.64）r/min总 wnd、带的传动比 齿轮的传动比1i 2i根据机械设计手册查得 =970dnrmind1wn970ri314.276.ni总 13i总21ii4.759四、传动装置的运动参数和动力参数、电机轴 =7.026kN =970r/mindpdn7.0269509.174mTn、高速轴 16.9pdai kn17
4、32inri116.499501.2pTNmn、低速轴 218.7460.9.6412KN齿 轴 承r/min 23.67.945ni2950pTn、工作轴 32p=6.410.96.3478kw联r/min r/min3267.941n39502Tn电机轴 工作轴 低速轴 高速轴n 970 67.941 67.941 323.33p 7.026 6.34788 6.412 6.74496T 69.174 892.278 901.291 199.222五、传动零件设计、齿轮设计已知： 直齿圆16.749pkw132.minnr24.759i柱齿轮解 ： 一般用途的减速器，常采用软齿面钢制齿轮。
5、1、选择齿轮材料并确定许用应力 查表 615，小齿轮采用 45 钢调质，齿面硬度取 230HBW；大齿轮采用 45钢正火，齿面硬度取 180HBW。查图 630 得 1570HLimMpa。查图 631 得 。查表 6162540HLimMpa125FLimMpa2Fi得 in1SminF(一) 、许用接触应力1min570HLpas2in4LHM轴参数(二)、许用弯曲应力11min25FLMpaS22in01FL2、按齿面接触疲劳强度设计计算 321167HdKTid(1)、传递转矩 16611.74909.5012.7532pNmn(2)、载荷系数 查表 6 12 因载荷平稳 K1.K(3
6、)、齿宽系数 查表 613 =1 .1dd(4)、许用接触应力 = =540MPaH2H(5)、传动比 =4.759ii（6） 、将以上参数带入公式321167HdKTid23.9.754.91540=74.05mm3、确定齿轮参数及主要尺寸(1)、齿数 小齿轮的齿数范围是 2060，取 =1，则Z=30，则 = =30 4.759=142.77 取 1431Z2Z2(2)、模数查标准模数表 61 176.4.5830dmmz 2.5m(3)、中心矩 标准中心矩 12.5301426.5az(4)、其他主要尺寸、分度圆直径12.5307dmzm214.5、齿顶圆直径237.2.36.damm1
7、580、齿宽故 取 82 1.7582.dbm2b12509bm4、验算齿根弯曲疲劳强度1FFSKTYbd复合齿形系数 ：S查图 629，有 (标准齿轮)和 0X130Z2143Z得 14.FSY23.94FS11 12.2975.17.088FFS FKTMpabmd 2213.947.0812.78FSFYMpa2F故弯曲强度足够。5、确定齿轮传动精度齿轮圆速度 13.4752.31.76060dnms查表 69、表 610 确定为 9 级6、齿轮结构设计小齿轮 采用实心齿轮180dam大齿轮 采用腹板式齿轮2357.低速轴的设计已知 ： 26.41pkN267.941minnr2357.
8、dm8bm单级直齿圆柱齿转速器， 轮毂 28l解： （1） 选择轴的材料及热处理方法，因该轴无特殊要求，故选用 45 钢正处理，查表 88 得 。15bMpa（2） 按扭转强度估算最小直径 查表 811 得C=126103 C 取 115336.41255.3879pdcmn因轴头上有一键槽，将轴径增大 5，即 d=52.3581.05=54.9759mm d 取 55mm。确定轴的各段直径根据轴各段直径的确定原则，由右端至左端，从最小直径开始，如上图所示，轴段为轴的最小直径，已取定；轴段考虑连轴器的定位，按标准尺寸取 ；15dm 263dm轴段安装轴承，为便于装拆应 ，且与轴承内径标准32d
9、系列相 符，故 （轴承型号为 6213） ；轴段安装 l=365dm（1.2-1.5）d 得 ；轴段为轴环，考虑齿轮定lb48位和固定， ；轴段考虑到左面轴承的拆卸查齿轮表578m；轴段与轴段具有同样的直径， 。 64d 765dm确定轴的各段长度为保证齿轮固定可靠，轴段的长度应小于齿轮轮毂宽度 2mm，故 ；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰l486lm及轴承拆卸方便，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定间隙，取两者间距 23mm；为保证轴承含在箱体轴承孔中，并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为 2mm，故轴段长度 ；根据轴承宽度 B=23mm，取轴段长562lm度 ；因两轴承相对齿轮对称，故
10、取轴段723lm；为保证连轴器不与轴承端面盖相碰，350取 ，根据连轴器轴孔长度 82mm,取 。2468l 180lm因此，定出轴的跨距 =23+2 +23+88+25=161mm 一般情l况下支点按轴承宽度的中点处计算。（3）按扭转和弯曲组合进行强度校核。绘制轴的示意图、求水平平面内的支反力及弯距切向力 2FtT2901.357.042.19dN径向力 tan8rN 、求水平面内的支反力及弯距求支反力：齿轮对称布置，轴只受一个外力，故 5042.19.05HABFN求截面 C 处的弯距： 21.9.620.948HCAlMFNm、求垂直平面内的支反力及弯距：求支反力：由 得 0A02VBl
11、F16835.216VBF917.65N0AVB求截面 C 左侧的弯距：197.605.1273.82VAlMFNm求截面 C 右的弯距： 2.VAl 3 、求合成弯距求截面 C 左侧的合成弯距：2222110.94873.15.97HVCMNm求截面 C 右侧的合成弯距：22222 .HCV 4 、计算转距29506.4127.901.2pT Nmn5 、求当量弯距因单向转动，转距为脉动循环变化，故折算系数 。0.6危险截面处的当量弯距为 222215.970.61.958.31eccMT Nm6 、计算危险截面处的轴径33 82.47.310.1015ecbNmdpa因截面 C 处有一键槽
12、，故将直径增加 5，即 d=47.311.05=49.61mm,而结构设计草图中，此处为 68mm，故强度足够。因此以原结构设计的直径为准。低速轴中键的设计键一： 已知： 2901.TNm468dBm解：1、选择键型 联结为静联结，为便于安装固定，选普通平键 A 型 。2、确定尺寸 根据轴的直径 ，由表 41 查得：468dm键宽 ，键高 。根据轮毂宽度和键长系列，取20bm12hm键长 25lL3、强度校核 根据齿轮与钢轴的材料由表 42 得。键的工作长度10pma2260lbm按静联结校核键联结的强度： 334/4109.158.3p pThld Ma所以强度足够。该键的标记为：GB/T1
13、096 键 20 12 704、 键槽尺寸 该平键联结宽极限偏差按一般联结由表 41 查得：轴槽深 02.265dtm轴槽宽 0.b轮毂槽深 .227t轮毂槽宽 .6m键二：已知： 2901.TN15d82Bm解： 1、选择键型 该联接为静联接，为了便于安装固定选普通平键 A 型2、确定尺寸 根据轴的直径 ，由表 4115dm得键宽 16mm 高 h=10mm.根据轮毂宽度和键长系列，取键长L=82-12=70mm3、强度校核 该联接中材料都是钢，由表 42查得 。键的工作长度15pma 70165lLbm按静联接校核键联接的强度：3340/4109.242.38p pThld a所以强度足够
14、该键的标记为：GB/T1096 键 16 10 704、键槽尺寸 该平键联接宽极限偏差按一般联接由表 41 查得轴槽深 0.249dt轴槽宽 0.316b轮毂槽深 .2t轮毂槽宽 .5低速轴中连轴器选取已知：电动机 mm mm26.417.941/minPKNr1d182l解： 1、选择连轴器的类型 由于此输送机的功率不大，载荷平稳，考虑到结构简单，安装方便，选择弹性柱销连轴器。2、计算转距 据动力机为电机，工作机为输送机，cT查表 419 取工作情况系数 得到：1.5AK950/90642/7.9135.4CAPnNm3、选择连轴器的型号 根据 、d 和查机械设计手册，选CT4LX即 故选
15、弹性柱销连轴器ncTn063dml型4LX轴承寿命计算已知：轴承型号为 6213， ，轴承承受267.941n，21835.rFN工作温度常温，载荷平稳。解： 1、确定 值 查机械设计手册得 rC57.2rCKN40orCKN2、计算当量动载荷 rP21835.rFN3、计算轴承寿命 查表 813 得 ；查表 814 按tf载荷平稳，查得 ；寿命指数 得1.pf3 366210057.28045.1027.94.18trhpfcL hn 故 6213 轴承满足要求。高速轴的设计已知： 单级16.745pKN132.minnr175d190bm直齿圆柱齿减速器，轮毂 。 95l解：1、选择轴的材
16、料及热处理方法。因该轴无特殊要求，故选用 45 钢调质处理，由表 88 查得 。160bMPa2、按扭转强度估算最小直径，由表 811 查得，取1603C15C1336.741.52pdmn因考虑此轴头上有一键槽，将轴径增大 5% 即，故 取 35 。31.657.03.24dmd(1)、确定轴的各段直径。根据轴各段直径的确定原则，由右端至左端，从最小直径开始，如下图所示轴段为轴的最小直径，已取定 ；轴段考虑135dm联轴器的定位，按标准尺寸取 ；轴段安装轴承，24为便于装拆应取 ，且与轴承内径标准系列相符，故32d(轴承型号为 6209） ；轴段安装齿轮，此直径尽可能345d采用标准系列值，
17、 ；轴段为轴环，考虑齿轮定位45m和固定 ；轴段考虑到左面轴承的拆卸，查表取563；轴段取与轴段具有同样的直径，取67dm 745dm(2)、确定轴的各段长度 为保证齿轮固定可靠，轴段的长度应小于齿轮轮毂宽度 3 。与齿轮宽度相等，取m；为保证齿轮端面与箱体内壁不想碰及轴承拆卸方49lm便，齿轮端面与箱体内壁间应留有一定间隙，取两者间距为 23 ；为保证轴承含在箱体轴承孔中，并考虑轴间润滑，m取轴承端面距箱体内壁距离为 2 ，故轴段长度m；根据轴承宽度 ，取轴段长度为562l19B19 ；因两轴承相对齿轮对称，故取轴段m；为保证联轴器不与轴承端盖相碰，取31946l，根据联轴器轴孔长度为 82
18、，取 。205 180lm因此，顶出轴的跨距 ，一般情况1925746l下支点按轴承宽度的中心点处计算。3、按扭转和弯曲组合进行强度校核(1)、绘制轴的示意图(2)、求水平平面内的支反力及弯距、求切向力及径向力切向力 1129.27531.tFTdN径向力 1an36rt、求水平平面内的支反力及弯距求支反力：齿轮对称布置，轴只受一个外力故 5312.6.5HABFN求截面 C 处的弯距：25.0.1493.HBMM、求垂直平面内的支反力及弯距求支反力：由 ，得0AM12vBrlF46193.4620vBF96.8N8AN求截面 C 左侧的弯距：1.014627.542vAlMFm求截面 C 右
19、侧的弯距：29.8.vBl N、求合成弯距求截面 C 左侧的的合成弯距22221193.70.564.35HvCMNm求截面 C 右侧的合成弯距2222210.HvC 、计算转距16.75495019.23pTNmn、求当量弯距 因单向转动，转距为脉动循环变化，故拆算系 危险截面 C 处的当量弯距为0.622 2206.35.19.38.47ecCMTMm、计算危险截面处的轴承313328.47105.10.ecMdm因截面 C 处有一键槽，故将直径增加 5%即。而结构设计草图中，此外的直径35.1.36.89d为55 ，故强度足够，因此，以原结构设计的直径为准。 m、高速轴中键的设计键一：已
20、知： 19.2TNm45d95Bm解： 1、选择键型 该联接为静联接，为了便于安装固定，选择普通平键 A 型(圆头)。2、确定尺寸 根据轴的 ，由表 41 得45dm16bm。根据轮毂宽度和键长系列，取键长10h 9580Lm3、强度校核 该联接中材料都是钢，查表 42 查得。10pm键的工作长度 80164lLbm按静联接校核键联接的强度：3341049.205pThld.6pMPa该键的标记为： 键109GBT6804、键槽尺寸 该平键联接键宽极限偏差按一般联接由表 41 得轴槽深 0.249dt轴槽宽 0.3b轮毂深 .261t轮毂宽 .5键二：已知： 。192TNm13d82Bm解：
21、1、选择键型，该联接为静联接，为了便于安装固定，选普通平键 型A2、确定尺寸，根据轴的直径 ，由表 4-1 得：135dm键宽 ，高 。根据轮毂宽度和键长系列，取键长10m8h。827L3、强度校核，该联接中材料都是钢，由表 4-2 得。键的工作长度 。15pMPa 7016lLbm按静联接校核键联接的强度：3341049.28035pThld7.PMa所以强度是足够故该键的标记为： 键 1096GT870、高速轴联轴器的选取已知： 。16.75pKN132.minnr135d2l解： 1、选择联轴器的类型 由于此输送机的功率不大，载荷平稳，考虑到结构简单安装方便，选择弹性柱销联轴器。2、计算
22、转矩 查表 419 取工作情况系数CT 1.5AK19509501.67532.9.06AKpnNm3、选择联轴器的型号 根据 、 、 查机械手册，CTdn得选 型。 故选 弹性柱销联轴器 型。2ll2l、高速轴中轴承寿命计算已知：轴承型号 6029 转速 轴承承受径13.minnr向载荷 载荷平稳 常温。193.6Fr解： 1、确定 值，查机械设计手册得 6029 轴承C.5rKN30.5or2、计算当量动载荷：r1P9.6F3、计算轴承寿命，由表 8-13 可知 ；查表 8-14 按1ft载荷平稳得 ；寿命指令 得：1.pf366100.5Pr32.196tCLhnf7438故 6029
23、轴承满足要求附录一、低速轴零件图。二、大齿轮零件图。三、减速器装配图。机械设计课程设计小结经过两个多星期的努力,我终于将机械设计课程设计做完了.在这次作业过程中,我遇到了许多困难,一遍 又一遍的计算,一次又一次的设计方案修改这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足.后来在 老师的指导下,我找到了问题所在之处,将之解决了.同时我还对二级直齿圆柱齿轮减速器结构分析有了更 进一步的了解.至于画装配图 和零件图,由于前期计算比较充分,整个过程用时不到 2 天,在此期间,我还得 到了许多同学和老师的帮助.在此我要向他们表示最诚挚的谢意. 尽管这次作业的时间是漫长的,过程是曲折的,但我的收获还是很大的.不仅仅掌握了减速器机构的设 计步骤与方法 ;还对制图有了更进一步的掌握;这次课程设计对我来说,收获最大的是方法和能力.那些分 析和解决问题的方法与能力.在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识, 空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的 ,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来,从中暴露出自身的不足,以待改进.有时候,一个人的力 量是有限的,合众人智慧,我相信我们的作品会更完美
