1、沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）沈 阳 工 程 学 院毕 业 设 计 论 文 专业班级：学生姓名：指导教师：沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）I圆柱齿轮减速器系别名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）II目 录第一章前言- 1 -第二章设计过程- 2 -2.1 传动方案拟定- 2 -2.2 电动机的选择- 2 -2.2.1 电动机的选择- 2 -2.2.2 电动机效率的确定- 2 -2.2.3 电动机功率和转速的确定- 3 -2.2.4 电动机型号的确定- 3 -2.3 确定传动装置
2、的总传动比和分配传动比- 4 -2.4 计算传动装置的运动参数- 4 -2.4.1 各轴转速的计算- 4 -2.4.2 各轴输入输出功率的计算- 4 -2.4.3 电动机及各轴的输出转矩 - 4 -2.5 传动零件的设计计算- 5 -2.5.1 带传动的设计- 5 -2.5.2 齿轮的设计- 8 -2.6 轴的设计- 12 -2.6.1 材料的选取- 12 -2.6.2 轴 1 的设计- 12 -2.6.3 轴 2 的设计- 15 -2.7 轴承的选择及寿命计算- 18 -2.8 联轴器的选择- 19 -2.9 箱体的设计- 20 -2.10 定位润滑和密封- 21 -参考文献- 22 -结论
3、- 23 -沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）III沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）0第一章 前言带式运输机是运用皮带进行运输的机械，有电动机、V 带、一级展开式圆柱直齿齿轮减速器以及运输带四部分组成,各部分之间分别由平键或联轴器联接。电动机是动力源, V 带、一级展开式直齿圆柱齿轮减速器是传动系统,运输带为执行和控制部分。本设计主要通对带式运输机一级展开式圆柱直齿齿轮减速器进行设计，设计内容包括电动机的选型，V 带传动设计，一次展开式圆柱直齿齿轮减速器设计，联轴器的选择，润滑和密封的选择，减速器附件的选择及说明，以及减速器主要零件的工艺文件，工艺文件
4、主要包括齿轮轴、低速轴、大齿轮的加工工艺规程设计。通过本次设计，一方面加深对机械设计、机械原理以及机械制造课程的理解和掌握，另一方面训练对工程实际问题的理解和掌握。沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）1第二章 设计过程2.1 传动方案拟定1.V 带传动 2.电动机 3.圆柱齿轮减速器4.连轴器 5.运输带 6.滚筒（1） 工作条件：连续单向运转，工作时载荷平稳，空载启动，使用期限为 10年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为5%。（2） 原始数据：运输带工作拉力 F=1200N；带速 V=1.7m/s；滚筒直径D=270mm。2.2 电动机选择 2.2.1 电动机的
5、选择电动机已经标准化、系列化。电动机有交流电机和直流电机之分。一般工厂都采用三 相交流电，因而多采用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分为笼型和绕线型两种， 其中以普通笼型异步电动机应用最多。 目前应用最广的是 Y 系列自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉，维 护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、 风机、农机、轻工机械等。在经常需要起动、制动和正、反转的场合（如起重机） ，则要 求电动机转动惯量小、过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步电动机 YZ 型（笼型） 或 YZR 型（绕线型） 。
6、根据以上原则本设计选用 Y 系列三相异步电动机 2.2.2 电动机效率的确定（1）传动装置的总效率： 总= 带2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒普通 V 型带 0.96 1齿轮啮合传动 0.97 一对2滚动轴承 0.98 两对3沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）2齿式连轴器 0.99 一个4滚筒效率 0.965则传动装置总体效率为 58.069.089.706.22.2.3 电动机功率和转速的确定估算电动机功率 P=F*vmax/ =1200x1.7x（1+0.05）10/0.85x1000=2.52kw选择电动机的功率为 3kw。取电动机计算滚筒工作转速：n 筒=601000V
7、/D=6010001.7/270=120.25r/min因为 V 型带的传动比一般在 2 到 4，一级齿轮传动比在 3 到 6，可得出该三级传动装置的总传动比为 6 到 24，所以选出电动机的转速范围为（624）， 符合这一范围的同步转速有minr8721.50.246）（750、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：因此有三种传动比方案。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=1000r/min。2.2.4 电动机型号的确定 综合考虑了电动机的功率、转速、重量、价格等因素最终选定电
8、动机型号为 Y 系列（IP44）封闭式笼型三相异步电动机，选定电动机型号为 Y132S-6。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速 960r/min，额定转矩 2.0，质量63kg。2.3 确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比：i 总=n 电动/n筒=960/120=8分配传动比，因为 V 型带的传动比一般在 2 到 4，一级齿轮传动比在 3 到 6，取V 型带的传动比 为：2.5，则一级齿轮减速器的传动比为 3.2vi沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）32.4 计算传动装置的运动参数2.4.1 各轴的转速的计算 （单位： ）minr120；低 速 轴nr/min38
9、4.201i 齿 轮低 速 轴高 速 轴 2.4.2 各轴的输入、输出功率的计算（单位：kW）各轴的输出功率等于该轴的输入功率与该轴的轴承效率的乘积2.52 2.42； P1 196.02.378.431出；.90.P2312 .58.32出 。连 轴 器P2.90.32 2.4.3 电动机及各轴的输出转矩 （单位：Nm）根据公式: nP950T；2.16.电 动 机；1T电 动 机 60.29.5.i1v ；18.7602i312 齿 轮沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）4连轴器的输入转矩 ，连轴器的输出转矩连 轴 器T179.48.0132 7.69.0174T 连 轴
10、 器连 出 2.5 传动零件的设计计算带传动通常由主动轮 1、从动轮 2 和张紧在两轮上的挠性传动带 3 所组成，当主动轮 1 转动时，利用带轮和传动带之间的摩擦或啮合作用，将运动和动力通过带 3 传递给从动轮 2，前者称为摩擦型带传动，后者称为同步带传动。带传动的特点是结构简单、传动平稳。在摩擦型带传动中，根据带的截面形状，又可分为平带传动、圆带传动、V 带传动和多楔带传动。平带传动结构简单，带轮制造较容易，在传动中心距较大的场合应用较多，允许的极限转速值高，V 带的截面呈等腰梯形，V 带张紧在 V 带轮的楔形槽中，工作面为与轮槽相接触的两侧面（带与槽底并不接触）带速 v 小与等于 30m/
11、s 的带传动，带轮一般用铸铁 HT150 或 HT200 制造；带速更高以及特别的场合可用钢制带轮。2.5.1 带传动的设计单班制工作,根据 工作系数情况表查得工作情况系数 =1.2 ,则计算功205PAK率 3.6KW.1KPAC电根据普通 V 带选型图，选择 A 型 V 带,取小带轮直径 d1=100mm,计算大带轮基准直径 d2;246.m)150.(384960)1(dn2 查机械设计手册普通和窄 V 带轮（基准宽度制）基准直径系列（GB/T10412-2012）,取 d2=250mm验算带速,所算带速在 530m/s 范围内,故合适.s/5m10694.3106ndV确定中心矩 a0
12、 和基准长度 Ld 沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）5初步选取中心距,根据 ，得)d(2a)d(7.021021，5a)2510(7.40初选皮带的中心矩 =250mm0a带长=1072021210a4)d-()d(a2L 2504)1(357.1查表对 A 型 V 带选用基准长度 ，得2mLd .9KL计算实际中心距274m105a0d0 验算小带轮包角 1合适。012013.57ad-8 001248.63.572418V 型带根数 z 的确定根据公式由于 A 型带参数 ， 查 表 8-5L0cKPz）（ m10d in/r9601 150P得单根 V 带基本额定功率
13、 。W59.0P查 表 85 得10P1.0由 查 表 88 得 ， 014.6154916.0K沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）6算得 V 型带根数 ，从而取 z507.491.6.01.9503z）（ 作用在带轮轴上的压力 QF查 表 84 得 ，故由机械设计中公式（823）得单根 V 型15Pm/kg10.q带的初拉力 0F2c0qv1K5.2zP） （ v 251.096.0524.35） （ N.8作用在轴上的拉力2sin74.3.8528.1sinzF200Q选择带轮的材料为 HT200带轮宽 B 的计算根据公式 f2e1z） （查表得 ，5 9而 z 为轮槽
14、个数取 5则 m7821B） （ 参数总结作 用 在 周 上 的 力型 带 的 预 紧 力单 根型 带 个 数型 带 基 准 长 度小 带 轮 包 角大 带 轮 基 准 直 径小 带 轮 基 准 直 径电 动 机 功 率V1N152F8.z0m6.425d1KW3Q0 沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）72.5.2 齿轮的设计齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动，它是依靠齿轮齿廓直接接触来传递运动 和动力的，具有传动比恒定，效率高，使用帮助长，适用范围广及承载有力高等优点。在 生产实践中，对齿轮传动的要求是多方面的，但归纳起来不外乎下列两项基本要求： （1）传动要准确平稳 即
15、要求齿轮传动在工作过程中，瞬时传动比要恒定，且冲击、振动小。 （2）承载能力高 即要求齿轮传动能传递较大的动力，且体积小，重量轻，寿命长。 减速器齿轮采用圆柱直齿轮，考虑到带式机工作速度不是很高，故选用 7 级精度（GB/009588） 。小齿轮材料初定为 40 （调质） ，硬度 280HBS，大齿轮rC材料初定为 45（调质） ，硬度为 240HBS，两者硬度差为 40HBS。初选小齿轮齿数为 20 齿，则大齿轮齿数 取大齿轮齿数为 6464023.Zi1G2 按齿面接触强度设计，其中， 弹性影响系数2HEd1t31auTK2.d）（ EZ原动机均匀平稳，工作机中等震动试选择载荷系数 1.2
16、Kt小齿轮的传递转矩 n1P05.9T61出齿 384.705.96 Nm05.94由表 107 选取齿宽系数 ，.1d由表 106 查得弹性影响系数 21EMPa8.9Z齿轮 1 的疲劳强度极限由图 1021d 查得 ，齿轮 2 的疲劳强度极a601Hlim限 MPa502Hlim沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）8由式 1013 得工作应力循环次数 9h1 10.308213460njLN而 查图 1019 得接触疲劳寿命系数 ，89G12i 92.0K1HN8.0K2HN计算接触疲劳许用应力，按失效概率为 10，安全系数 S1.05由齿轮许用应力计算式 1012MPa
17、7.520.169SKHlim1N1H a3.5.82limN2H参数的计算小齿轮分度圆直径 1ad2H1Ed1t31a ZuTK2.d）（齿 243 7.58193.0.9581. ）（ 5.m模数2.76m05z1a由渐开线圆柱齿轮标准模数表得 m=3,取 b1=545460.9db1a1 根据齿根弯曲强度校核根据校核式F12FbmKTzYs沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）9复合齿形系数由图 620c 查得小齿轮弯曲疲劳极限 ，大齿轮MPa501FEMPa420FE由图 1018 查得弯曲疲劳寿命系数 ， ， ，8.KFN1 8.2FN .1KF。35.1KF弯曲疲劳
18、许用应力，取弯曲疲劳许用系数 4.1SFMPa57.304.1850SFE1N1F a26.KFE2NF2 由表 105 查得 齿形系数 ，5.Y1Fa 21.Fa应力校正系数 ，8.1sa 78.2saz21Sa1FtF1mbKT 03455.6.922 1F0.9MPa1.8670.89YSa1F21F2 F2.Pa故定 ， ，3m z1 42计算中心距126m)(0*3da21计算齿宽 54.96b1d 取齿宽 60mm沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）10齿轮 1 的传动转矩1963N0582dTF1t 齿 算得齿轮 1、齿轮 2 参数如下：60mb2z60d1 5
19、4922.6 轴的设计沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）11上图为轴的布置图2.6.1 材料的选取由于载荷较大但无很大冲击，故轴的材料选用 45 钢，由表查得硬度为241286HBS。查表 151 得抗拉强度 ，屈服强度极限 ，MPa735BMPa540s弯曲疲劳极限 MPa352.6.2.轴 1 的设计轴 1 结构如布置图左边轴所示取 2A0计算轴 1 的最小直径 130minPAd沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）123842.1 0.7m这是安装带轮的最小直径 d1-2,取 d1-2=25mm轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案，见前图2）根据轴
20、向定位的要求确定轴的各段直径和长度。(1)为满足带轮的轴向定位要求，1-2 轴端右端零件需制一轴肩，故取 2-3 段的直径 d2-3=27mm， L1-2 比带轮宽度略短，取 L1-2=76MM。（2）初选滚动轴承，因轴承受轴向力很小，故采用深沟球轴承，参造工作要求并根据 d2-3=27mm，选取选取 6206 的深沟球轴承，其基本参数为：16T2D03d 1.5KNC90r基 本 额 定 静 载 荷 基 本 额 定 动 载 荷故 d3-4=d7-8=30mm，l3-4=l7-8=16mm（3）取齿轮处的轴段直径 l5-6=60MM，齿轮两端与轴承之间采用轴肩定位，轴肩高度 h 大于等于 0.
21、07d，故取 h=4mm，则轴肩直径 d4-5= d6-7=38mm，齿轮轴两端面距减速箱距离定为 9mm，内壁据轴承端面为 11mm,L3-4=L6-7=20mm（4）轴承端盖的总宽度为 15mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑的要求，去端盖的外端盖与带轮右端间的距离 l=15mm，故 l2-3=30mm经计算得，N1963Ft N5.71420tan196320tanFr 按弯曲组合对轴 1 进行强度校核：沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）13L1=L2= 58mm VERTICAL 垂直面的支撑反力；N3.57.14.0F58rAV 3.57FBVm.23.7
22、MHORIZONTAL 水平面的支撑反力；N5.981635.0F8tAH 5.981FBHm27.M断定危险截面在齿轮轴齿轮部分中点，轴传递的转矩为沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）145890NmT1传危险截面的当量弯矩，轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数 6.02HVaM 60581.7 22aeT） （ 2258906） （ 7136Nm轴的材料选用 45 钢，调质处理，校核，考虑键槽对轴的削弱作用在内，齿轮轴b1e3.0Md60.73 2.m齿轮段直径 60mm 符合要求。2.6.3 轴 2 的设计轴 2 结构如布置图右边轴所示取 1A0计算轴 2 最小直径
23、 230minPAd10.3 m这是安装联轴器处轴的最小直径 d1-2，取 Ka=1.3，两轴的计算转矩Tca=KaxT=1.3Xt2=1.3x183.1=238.03，查机械设计手册，选用 LX3 型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 1250N，半联轴器的孔径为 30mm，故取 d1-2=30mm，半联轴器长度 112mm，与轴配合孔的长度 102mm。轴的结构设计1)拟定轴上零件的装配方案，见前图2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）15(1)为满足联轴器的轴向定位要求，1-2 轴端右端零件需制一轴肩，故取 2-3段的直径 d2-3
24、=32mm， （2）初选滚动轴承，因轴承受轴向力很小，故采用深沟球轴承，参造工作要求并根据 d2-3=32mm，选取选取 6207 的深沟球轴承，其基本参数为：12B80D53d 15.2KNC0r基 本 额 定 静 载 荷 基 本 额 定 动 载 荷故 d3-4=d7-8=35mm，l3-4=l7-8=21mm（3）大齿轮齿厚 54mm，取齿轮处的轴段长度 l5-6=52MM， ，齿轮右端与轴承采用套筒定位，轴肩高度 h 大于等于 0.07d，故取 h=5mm d4-5= d5-6=45mm，齿轮左端与轴承之间采用轴肩定位，轴肩高度 h 大于等于 0.07d，故取定 d6-7=55mm高速轴
25、和低速轴两轴承外端面之间的轴的长度应相等。且两齿轮的接触点是联轴箱内壁之间的中面。故 l4-5=30+20+16-25-21=20mm，l6-7=16+20+30-21-27=18mm（4）轴承端盖的总宽度为 15mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑的要求，去端盖的外端盖与联轴器右端间的距离 l=15mm，故 l2-3=30mm对于齿轮 2：经计算得，1963NF2tt 714.5N20tan.39620tanFr2 沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）16L1=L2= 55.5mmVERTICAL 垂直面的支撑反力；N3.57.14.0F5.FrAV 3.57FBV
26、980.2m.37.MHORIZONTAL 水平面的支撑反力；N5.981635.0F.5FtAH 5.981FBH47.m.981.M沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）17184N29x63dFT2 t2HVaM 5790.m危险截面的当量弯矩 22aeT） （ 221846.0579.） （ Nm5.7063轴的材料选用 45 钢，调质处理，校核b1e3.0Md60.27353，考虑键槽对轴的削弱作用在内，轴径定在 45mm 是符合要求的。45m27.2.7 轴承的选择及寿命计算所选轴承：轴 1 6206轴 2 62076206 寿命计算 要求减速器整体工作寿命为： 小
27、 时（ 小 时 ） （ 天 ）（ 年 ） 2408301由表 169 查得温度系数 ，由表 1610 查得载荷系数 ，ft 1fP 3当量动载荷 P 的计算：根据公式 ，由于是向心轴承， ，则当量动载荷aryFxeFra,min/384104.5N357.981.FP22r ， 沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）18小于 19.5KNCr基 本 额 定 动 载 荷计算公式PcnLHprt36f0则 24000hhfcPtH284061r3即轴承的寿命为 282420 小时。6207 寿命计算 要求减速器整体工作寿命为： 小 时（ 小 时 ） （ 天 ）（ 年 ） 24083
28、01由表 169 查得温度系数 ，由表 1610 查得载荷系数 ，ft 1fP 3当量动载荷 P 的计算：根据公式 ，由于是向心轴承， ，则当量动载荷aryFxeFra,min/120104.5N357.981.FP322r ， 小于 .KCr基 本 额 定 动 载 荷计算公式PcnLHprt36f01则 24000hhfcPtH2986r3即轴承的寿命为 2020983 小时2.8 联轴器的选择联轴器主动端轴径大小 md30沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）19联轴器转矩计算公式： 由机械设计基础表 171 查得TKAc3.1AK，代入得到：mT.8NmNTc .8234
29、5.1.根据轴径大小和转矩大小，结合制造的经济性最终选择连轴器的型号为选用 LX3 型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 1250N，半联轴器的孔径为 30mm，故取 d1-2=30mm，半联轴器长度 112mm，与轴配合孔的长度 102mm。具体尺寸见机械零件设计手册 2.9 箱体的设计 选择箱体的材料为：铸铁（1）箱体（座）的壁厚 m8（2）箱盖的壁厚 1（3）箱座凸缘的厚度 b125.（4）箱盖凸缘的厚度 1m.1（5）箱体凸缘的厚度 2b205.（6）箱座肋厚 m8.6（7）地脚螺钉 个数：4 个 直径 16M（8）底座凸缘尺寸 mC2513（9）轴承旁联结螺栓直径 1df675.0.（10
30、）箱体、箱盖联结螺栓直径 取2df.98. 10M（11）通孔直径 沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）20（12）凸圆尺寸 mc1842（13）沉头座直径 M（14）定位销直径 8（15）轴承盖螺钉直径 （16）窥视孔盖螺钉直径 5（17）轴承旁凸台半径 Rm14（18）外机座至轴承座端面距离 取1l1282cml401（19）大齿轮顶圆与内机壁距离 取16.9.1（20）齿轮端面与内机壁距离 取28922.10 定位、润滑和密封定位：带轮与轴、齿轮与轴、联轴器与轴之间轴向与圆周方向的定位均采用键定位。轴承的轴向采用轴承套定位。键与轴承套的结构设计（略）润滑：齿轮、轴承润滑
31、方式均采用浸油润滑。密封：轴伸出端密封方式采用毡圈密封。端盖安装处、窥视孔盖密封方式采用垫圈密封。 结论经过几周的毕业设计之提升机的设计，我从中受益匪浅，虽然设计出来的产品还存在许多不足之处，但是通过自己实际地参与设计机器零部件的全过程，真正体验了一下现实生产过程中设计机器的过程，同时也去了解了不少与之相关的知识，学到了不少宝贵的知识和设计经验，更重要的是通过设计找到了自己的不足之处及工作弱点，以便在以后的学习工作之中加以注意，并尽量的去弥补，力争在工作中做的更好，也只有不断的提高和完善自己，才能真正体现自己的价值和人生观。沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）21此次设计暴露
32、了我们当代大学生的一个共同的不足之处，就是实际动手能力在相应的理论知识面前显得脆弱而无力。就是说，专业知识的理论知识可以容易地学到，而实际动手能力还存在欠缺。因此以后要加强这方面的锻炼，多参与这方面的活动，有机会就多去生产车间进行实地观察并动手参与，及时通过网络去了解这方面的最新动态及发展趋势才能不断的进步，才能真正把工作做的有声有色。此次设计也让我明显感到现在社会计算机起着越来越重要的作用，此次设计的整个过程都是利用计算机来完成的，论文采用 WORD 及公式编辑器编写、图表采用电子表格 EXCEL 进行编辑，最后应用 CAD 技术绘制装配图以及相关非标准零件图才得以完成，可以说，计算机知识帮
33、了我很大的忙，限于设计者在计算机软件方面的知识水平的限制而没有能够应用到更好的应用软件，所以在平常的生活工作中，以后要多留意这方面的知识！当然在设计的过程中得到了课程设计老师的不少宝贵意见及辅导帮助，在此表示感谢！真诚的说一声：老师，您辛苦了，谢谢您！参考文献机械零件设计手册 杨黎明 黄凯 李恩至 陈仕贤 国防工业出版社1986 年 12 月机械设计基础 杨可桢 程光蕴 高等教育出版社1999 年机械零件简明设计手册 杨黎明 兵器工业出版社1992 年 2 月沈 阳 工 程 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）22机械设计课程设计指导书 龚溎义 高等教育出版社 1990年 4 月机械设计课程设计手册 吴宗国 罗圣国 高等教育出版社1998 年机械设计课程设计图册 龚溎义 高等教育出版社 1989年 5 月
