1、机 械 设 计 课 程 设 计 设 计说 明 书课题名称 一级圆柱齿轮减速器 专 业 * 姓 名 学 号 指导老师 学期 20 学年第一学期 目录一 课题题目及主要技术参数说明1.1 课题题目 1.2 主要技术参数说明 1.3 传动系统工作条件1.4 传动系统方案的选择 二 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 减速器结构2.2 电动机选择2.3 传动比分配2.4 动力运动参数计算三 V 带传动设计3.1 确定计算功率3.2 确定 V 带型号3.3 确定带轮直径3.4 确定带长及中心距3.5 验算包角3.6 确定 V 带根数 Z3.7 确定粗拉力 F03.8 计算带轮轴所受压力 Q四 齿轮的
2、设计计算(包括小齿轮和大齿轮)4.1 齿轮材料和热处理的选择4.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2 齿轮弯曲强度校核4.2.3 齿轮几何尺寸的确定4.3 齿轮的结构设计五 轴的设计计算(从动轴)5.1 轴的材料和热处理的选择5.2 轴几何尺寸的设计计算5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2 轴的结构设计5.2.3 轴的强度校核六 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核6.3 联轴器的选择七 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7
3、.3 减速器附件的选择确定7.4 箱体主要结构尺寸计算 参考文献第一章 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=2KN，输送带的工作速度V=0.9 m/s，输送机滚筒直径D=300 mm。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，单班制工作（每班工作8小时） ，要求减速器设计寿命为5年(每年按300天计算)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
4、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 Pw=FV/1000=20000.9/1000=1.8kww（二）总效率 总=总 带 齿 轮 联 轴 器 滚 筒 3轴 承=0.960.980.990.960.990.990.99=0.868（三）所需电动机功率 dP)(2.0731.8/6/ KWPwd 总查机械零件设计手册得 Ped = 3 kw电动机选用 Y2-132S-8 n 满 = 705 r/min2.3 传动比分配工作机的转速 n=601000v/（ D）=6010000.9/(3.14300)=57.325r/min298
5、.135.7/9/ni满总取 则带 09.4/37./带总齿 ii 电动机选用：Y2-132S-83带i=4.099齿计 算 及 说 明 结果2.4 动力运动参数计算（一）转速 n= =705（r/min）0满= / = / =705/3=235（r/min） I带i满 带i= / =235/4.099=57.331（r/min）InI齿= =57.331（r/min） II（二） 功率 P)(073.20kwd)(90.1.61 k带)(.3182 kwP轴 承齿 轮9.3.3轴 承联 轴 器（三）转矩 T2.07/1495/950nP=13.942(Nm)(.53.613.401 mNiT
6、带带09.40982 齿轴 承齿 轮= 161.182(Nm)1.12.623齿 带轴 承联 轴 器 iT= 157.974(Nm ) 计 算 及 说 明 结果将上述数据列表如下：轴号 功率P/kW N /(r.min-1) T/(Nm)i 0 2.073 705 13.9421 1.990 235 90.1533 0.962 1.931 57.331 161.182 4.099 0.973 1.893 57.3331 157.974 1 0.98第三章 V 带传动设计3.1 确定计算功率查表得 KA=1.1，则PC=KAP=1.13=3.3KW3.2 确定 V 带型号按照任务书得要求，选择普
7、通 V 带。根据 PC=3.3KW 及 n1=235r/min，查图确定选用 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 112140mm，选择dd1=140mm。（2）验算带速v = = =5.17m/s106nd607545m/sv25m/s,带速合适。（3）计算大带轮直径PC=3.3KW选用 B 型普通 V 带dd1=140mmv =5.17m/s,带速合适dd2=411.dd2= i dd1（1-）=3140（1-0.02）=411.6mm根据 GB/T 13575.1-9 规定，选取 dd2=400mm3.4 确定带长及中心距（1
8、）初取中心距 a02127.0dd得 378a 01080， 根据总体布局，取 ao=800 mm(2) 确定带长 Ld：根据几何关系计算带长得 021210 42adaddo = =2469.36mm8482根据标准手册，取 Ld =2500mm。 (3)计算实际中心距= =815.32mm2-d00a2469.3-5083.5.验算包角 3.571812ad= =161.73120，包角合适。 4003.6.确定 V 带根数 ZZ LcKP)(00根据 dd1=140mm 及 n1=705r/min，查表得 P0=1.64KW,P 0=0.22KW中心距 a=815.32mm包角 =161
9、.73包角合适K = =0.956)51(2.18073.6KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.0246mm取ao=800 mm取 Ld =2500mm中心距a=815.32mm包角=161.73包角合适则 Z =1.737，取 Z=2024.1956.)8.1(33.7.确定粗拉力 F0F0=500 2)15.2(qvKvZPc查表得 q = 0.17/m, 则F0=500 =98.26N217.5.0)1956.0(17.533.8.计算带轮轴所受压力 QQ=2ZF0sin =2298.26sin =388N21273.16第四章 齿轮的设计计算4.1 齿轮材料和热处理的选
10、择小齿轮选用 45 号钢，调质处理，HB 236大齿轮选用 45 号钢，正火处理，HB1904.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得,SHlim = 1aHaHMPP530,5802lim1lim,2limlili FFF S9.41.7/3/1n由机械零件设计手册查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1由 aHNMPS580lim1 aZ31li22计 算 及 说 明 结果aFNMPSY241.5lim11 aF0.li22（一）小齿轮的转矩 IT)(870.1.90/2355/9011 mNnPT （二） 选载
11、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。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K1.1（三）计算尺数比 =4.099（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 1d（五）计算小齿轮分度圆直径 1d计 算 及 说 明 结果766 =7661duKTHdI23)1(09.4531)1(.9.23= 47.103( mm)（六）确定齿轮模数 mmda089.12.427.10321 m =(0.0070.02)a = (0.0070.02) 198.764取 m=2（七）确定齿轮的齿数 和1Z2z取 Z1 =
12、 245.30.471mdZ取 Z2 = 1007698.12（八）实际齿数比 167.4201 Z齿数比相对误差 01. / =2.19/204=0.01071F 2FY计算大齿轮齿根弯曲应力为a=128mmB1=57mmB2=48mm V=0.590(m/s)定为 IT7计 算 及 说 明 结果24865.13.9022011 ZmBYKTFF1)(.FMPa齿轮的弯曲强度足够4.2.3 齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径 由机械零件设计手册得 h*a =1 c* = 0.25ad)(542)14(211 mmhZaa 0022a齿距 P = 23.14=6.28(mm)齿根高 )(5.2mch
13、af 齿顶高 1齿根圆直径 fd)(435.24821 mhdff 1902ff4.3 齿轮的结构设计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= 50)(m轮毂直径 =1.6d=1.650=801D)(轮毂长度 )(482BL轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =80轮缘内径 = -2h-2 =204-24.5-282Dad0强度足够=54m1adm=2042ammh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=199mm计 算 及 说 明 结果= 179(mm)取 D2 = 18
14、0(mm) 腹板厚度 c=0.3 =0.348=14.4 2B取 c=15(mm)腹板中心孔直径 =0.5( + )=0.5(80+180)=130(mm)0D12腹板孔直径 =0.25（ - ）=0.25（180-80）d=25(mm) 取 =25(mm)0齿轮倒角 n=0.5m=0.52=1计 算 及 说 明 结果第五章 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，HB217255=650MPa =360MPa =280MPabs15.2 轴几何尺寸的设计计算4.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径主动轴 =c =115 =23.4
15、41d13nP23590.从动轴 =c =115 =37.142231.7考虑键槽 =23.441.05=24.6121d考虑键槽 =37.141.05=38.9962选取标准直径 =251m选取标准直径 =392d5.2.2 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。5.2.3 轴的强度校核主动轴的强度校核圆周力 = =2000158.872/204=1557.57 NtF20dT径向力 = tan=1557.57tan20=566.909 Nrt由于为直齿轮，轴向力 =0aD1=25mm D2=39mm作主动轴受力简图：（如下图所示
16、）L=98mm= =0.5 =0.53339=778.785HARBtF)(N=0.5 L=778.785980.5/1000=38.16CM)m= =0.5 =0.5566.909=283.455VABr (=0.5 L=283.455980.5/1000=13.89VCMAR)(mN转矩 T=90.153 )(mN校核= = =38.2C22VCH2289.136.)(N= = =66.22eM22aTC225.0.)(m由图表查得， =55MPab1d10 =10 =10.64(mm)beM13.05*.0263考虑键槽 d=10.64mm 25mm则强度足够从动轴的强度校核圆周力 =
17、=2000158.872/204=1557.57 NtF20dT径向力 = tan=1557.57tan20=566.909 Nrt由于为直齿轮，轴向力 =0 受力简图：（如下图所示）aL=98mm= =0.5 =0.51557.57=778.785HARBtF)(N=0.5 L=778.785980.5/1000=38.16CMm= =0.5 =0.5566.909 =283.455VABr )(=0.5 L=283.455980.5/1000=14.134CRN转矩 T=161.182 )(mN校核= = =40.697CM22VCH22143.6.38)(mN= = =104.923e2
18、2aTC228097.4)(由图表查得， =55MPab1d10 =10 =26.72(mm)beM13.05*.092343考虑键槽 d=26.72mm 39mm则强度足够计 算 及 说 明 结果第六章 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择 6207 2 个（GB/T276-1993）从动轴承 6209 2 个（GB/T276-1993）寿命计划：两轴承受纯径向载荷P= =1557.57 X=1 Y=0rF从动轴轴承寿命：深沟球轴承 6209，基本额定功负荷=25.6KN =1 =3rCtf=
19、 = =1088120hL10Pnrt26 364.021589.1701预期寿命为：5 年，单班制L=53008=12000 hL10轴承寿命合格从动轴承 2 个6.2 键的选择计算及校核（一）从动轴外伸端 d=42，考虑键在轴中部安装故选键 1040 GB/T10962003，b=16， L=50，h=10，选 45 号钢，其许用挤压力=100MPap= = = =25959.5plhFtldTI4030857.1p则强度足够，合格（二）与齿轮联接处 d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键 1452 GB/T10962003，b=10mm ，L=45mm，h=8mm，选
20、 45 号钢，其许用挤压应力=100MPap= = = =222510plhFtldTI403587.1p则强度足够，合格从动轴外伸端键1040 GB/10962003与齿轮联接处键1452 GB/T10962003计 算 及 说 明 结果6.3 联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，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K=1.3=9550 =9550 =418.374CTInKP31.5792选用 LT7 型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩 =500， nTC。采用 Y 型轴孔，A 型键轴孔直径选 d=40，轴孔长度nTL=112LT7 型弹性套住联轴器有关参数选用 TL8
21、型弹性套住联轴器型号公称转矩T/(Nm)许用转速n/（r 1min轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料 轴孔类型键槽类型LT7 250 3600 40 112 65 HT200 Y 型 A型第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图7.1 润滑的选择确定7.1.1 润滑方式1.齿轮 V=1.212 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑2.轴承采用润滑脂润滑齿轮浸油润滑轴承脂润滑7.1.2 润滑油牌号及用量计 算 及 说 明 结果1.齿轮润滑选用 150 号机械油，最低最高油面距 1020mm，需油量为 1.5L 左右2.轴承润滑选用
22、2L3 型润滑脂，用油量为轴承间隙的 1/31/2 为宜7.2 密封形式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观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于 V3（m/s） ，故选用半粗羊毛毡加以密封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7.3 减速器附件的选择确定列表说明如下：齿轮用150 号机械油轴承用2L3 型润滑脂计 算 及 说 明 结果7.4 箱体主要结构尺寸计算箱座壁厚 =10mm 箱座凸缘厚度 b=1.5 , =15
23、mm箱盖厚度 =8mm 箱盖凸缘厚度 =1.5 , =12mm1 1b1箱底座凸缘厚度 =2.5 , =25mm ,轴承旁凸台高度 h=45，2b凸台半径 R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离 =18mm1l大齿轮顶与内机壁距离 =12mm小齿端面到内机壁距离 =15mm2上下机体筋板厚度 =6.8mm , =8.5mm1m2主动轴承端盖外径 =105mmD从动轴承端盖外径 =130mm2地脚螺栓 M16，数量 6 根名称 功用 数量 材料 规格螺栓 安装端盖 12 Q235 M616GB 57821986螺栓 安装端盖 24 Q235 M825GB 57821986销 定位 2 35 A640GB 1171986垫圈 调整安装 3 65Mn 10GB 931987螺母 安装 3 3AM10GB 61701986油标尺 测量油面高度 1 组合件通气器 透气 1 3参考文献1、机械设计课程设计2、机械制图教材3、机械设计教材4、工程力学教材 6、 其它机械类专业课程教材
