《2022年机械设计单级圆柱齿轮减速器基础课程设计说明书 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年机械设计单级圆柱齿轮减速器基础课程设计说明书 .docx（36页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 机械设计基础课程设计设计运算说明书学 院：邯郸职业技术学院班 级：数控技术姓 名：高 越日 期： 2022-12-30 1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 目录1、设计任务书 . . . 32、传动方案拟定 . . . 3 3、电动机的挑选 . . 4 4、各轴运动参数和动力参数的运算 . .75、齿轮传动的设计 . . .8 6、传动轴的设计 . . .127、滚动轴承设计 .1
2、9 8、键连接的设计 . 21 9、联轴器的设计 . 23 10、减速器箱体设计 . . . . 24 11、减速器的润滑、密封 . 26 12、参考资料目录 2 . 2 7名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 一、设计课题：设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器；运输机连续工作每日 24 小时,传动不逆转,载荷平稳,启动载荷为名义载荷的 1.25 倍；使用期限 5 年,运输带答应速度误差为 5%；原始数据题号 1 第 5 组题号运输带拉力 F KN2 运输带速度 V m
3、/s卷筒直径 D mm450 设计要求：1. 零件工作图 13张2. 绘制减速器部件装配图一张A1 号图纸；3. 编写设计运算说明书一分；二、传动方案拟定：方案拟定：采纳带传动与齿轮传动的组合,即可满意传动比要求, 同时由于带传动具有良好的缓冲, 吸振性能, 适应大起动转矩工况要求, 结 构简洁,成本低,使用保护便利；3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 1V带传动 2电动 机 3- 圆柱齿轮 减速器 4联轴 器 5输送带 6滚 筒三、电动机挑选：1、电动机类型和结构的挑选
4、：挑选Y 系列三相异步电动机,此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机,其结构简洁,工作牢靠,价格低廉,保护便利,适用于不易燃,不易爆,无腐蚀性气体和无特别要求的机械；2、电动机容量挑选：电动机所需工作功率为：式1：d a kw 由式2 ： V/1000 KW 因此 Pd=FV/1000 a KW 由电动机至运输带的传动总效率为： 总= 2 5 6式中： 1、 2、 3、 4、 5、 6 分别为带传动、齿轮轴承、齿轮传动、联轴器、联轴器轴承和卷筒的传动效率；取,5,6就：总 9 2 4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - -
5、 - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 所以：电机所需的工作功率：Pd = FV/1000 总=2000 1.8/1000 0.816 =4.39 kw 3、确定电动机转速卷筒工作转速为： n 卷筒 60 1000V/ D =60 1000 1.8/ 5 =76.4 r/min 依据手册 6 表 2.2 举荐的传动比合理范畴,取带传动比I 1= ,取圆柱齿轮传动比范畴I =35；就总传动比理论范畴为： a 0；故电动机转速的可选范为 Nd =I a n 卷筒 =16 20 =458.41528 r/min 就符合这一范畴的同步转速有：750、1000 和 1500r/min 依据容
6、量和转速,由相关手册查出三种适用的电动机型号：如下表方电 动额定电动机转速传动装置传动比机 型功率r/min 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 案号邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 减速同步满载总 传 动V 带传1 Y132S-4 器转速转速比动1500 1440 2 Y132M2-6 1000 960 3 3 Y160M2-8 750 720 8. 31 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、动比,可见第 2 方案比较适合；重量、价格和带传动、 减速器传此选定电动机型号为 Y132M2-6,其主要性能：电动机
7、主要形状和安装尺寸：中心高形状尺寸底 角 安 装 尺地 脚 螺 栓 孔轴伸尺装 键 部H LxAC/2+AD寸 A B 直径 K 寸 D E 位 尺 寸F GD HD 216 178 12 28 80 132 520 34510 41 315 四、各轴运动参数和动力参数的运算6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 运算邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 设计结果设计运算与内容步骤10P0KW n0=960r/min P0KW 轴电T0=9550P0/n 0=9550 /96N.m n0=960r/min 动机P1
8、=P0 1 =4.39 0.96=4.2144KW T0N.m 轴n1=n0/i1=960/3=320/min P1KW T1=9550P1/n 1=9550 N.m n1=320r/min 21P2=P1 22 3 4号W轴T1=1 = 0.99 2 0.97=KW n2n2=n1/i2轴高T2=9550P2/n 2=9550T2=5 速轴PW=P2 5 6= 0.96=KW PW6KW 32nw=n2W=9550PW/n w=9550nw参数轴TW=45 0 轴1 轴2 轴轴低功 PKW 4.39 4.2144 6 76. 4 速轴转速960 320 43nr/min 理论转矩 T43.9
9、5 1 4 轴滚N.m1 筒轴传动比 i 3 效率7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 汇 总结 果 五、齿轮传动设计 设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中齿轮传动,已知：传递功 P0=4.85KW电动机驱动, 小齿轮转速 n1=320r/min ,大齿轮转速 n2=76. 4r/min ,传递比 i =,单向运转,载荷变化不大,使用期限五年,两 周工作；设计步骤运算方法和内容设计结果1、挑选齿轮材料小齿轮选用 45 调质钢,硬度为 230HBS；及精度等级大齿轮选用 45 钢正
10、火,硬度为 200HBS；由于是一般减速器, 由表机械设计基础其次版中表选 8 级精度,要求齿面粗糙度 Ra3.2 6.3um；2、按齿轮面接触疲惫 因两齿轮均为钢质齿轮,可应用式 强度设计10.22 求出 d1值；确定有关参数与系 数：1转矩 T1 T1= T 1 10 6p/n 10 6 /320 =125773 2载荷系数 K 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 3齿轮 Z1和齿宽系数 d小齿轮的齿数 z1 取为 25,就大齿轮齿数 Z1=25 Z2 25=104.
11、7；故取 Z2 Z2=105 d=1；4许用接触应力【HHlim2=550Mpa Hlim1 =580MPa Hlim1=580MPa H=1 Hlim2 =550Mpa N1=60njLh=60 320 1 365 5248 N1 108 10N2=N1 10 8/4.188=2 10 8NT28 N2=2 10NT2查图 10.27 得：ZNT1=1.02 , ZZNT1=1.02 Z由式 10.13 可得【H】 1= Z NT1Hlim1/S H【H】1=580MPa 【H】 2=ZNT2Hlim2/S H=605 故 d176.43 【H】231 .1125.77（105 251）10
12、0056. 0811055916.591.6 25m=m= 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 d1=mz1 25mm= d2=mz2 105= d1mm b2= d d1=1 = d2= 经圆整后取 b2=65mm 3、寸运算主要尺 b1=b2+5mm=70mm F】就b1=70mm a=m/2 z1+z2 25+105= b2=65mm 由式 10.24 得出F, 如F【a= 校核合格确定有关系与参数：1齿形系数 YF F1=2.65 , Y F22应力修正系数 YS
13、 S1=1.59, Y S23许用弯曲应力【 F】 Flim1=210MPa, Flim2 =190MPa；F4、按齿根弯曲疲NT1=1.04 YNT22 SF由式 10.14 可得YNT1 F1=168MPa YNT2劳强度校核 F2故F1=2kT 1/b 1m 2z 1Y FYS =2 1000/70 F1=168MPa 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 F2=2kT 2/b 2m 2z 2Y FYS5、验算齿轮的圆周速 =2 1000/65 2 F2齿根弯曲强度
14、校核合格圆周速度： V 2 = V 1= d1n 1/60 度 v；6、验算带的带速误差；由表可知,选 8 级精度是合适的；V=/s nw= 960/3/ 105 25 2=76.4-76.19/76.19=0.275%5% 齿轮的基本d1=62.5 输送带答应带速误差为5%合格；da 1=67.5 d f 1参数d2=262.5 da 2=267.5 df 2大齿轮轮廓形状如以下图所示：11 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 六、轴的设计1、齿轮轴的设计 1 确定输入轴
15、上各部位的尺寸如图2 按扭转强度估算轴的直径选用 45 并经调质处理,硬度217255HBS B=其余的数据手册轴的输入功率为 P KW 得到转速为 n=320 r/min D1= 30mmC=107118.又由式 14.2 得：L1=60mm dC3P 107118 34 . 3226 . 1228 .81 mmn 342 .86D2= 38mm 3 确定轴各段直径和长度1从大带轮开头右起第一段,由于带轮与轴通过键联接,L2=70mm 就轴应当增加3% 5%,取 D1= 30mm,又带轮的宽度Z-1e+2f =3-1 18+2 8=52 mm D3= 40mm 就第一段长度L1=60mm D
16、2= 38mm L3=20mm 2右起其次段直径取依据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 D4= 48mm 厚度, 取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm,就取第二段的长度 L2=70mm L4=10mm 3右起第三段,该段装有滚动轴承,选用深沟球轴承,就轴承有径向力,而轴向力为零,选用6208 型轴承,其尺寸为dD5= D B=40 80 18,那么该段的直径为D3= 40mm,长度为L5=70mm L3=20m
17、m由于轴承是标准件,所以采纳基孔制,轴与轴承间为过盈协作 P7/h6 D6= 48mm 4右起第四段, 为滚动轴承的定位轴肩 , 其直径应小于滚 L6= 10mm 动轴承的内圈外径,取 D4= 48mm,长度取 L4= 10mm 5右起第五段,该段为齿轮轴段,由于齿轮的齿顶圆直径 D7= 40mm 为 d5=,分度圆直径为 ,齿轮的宽度为 70mm,就,此段的直径 L7=18mm 为 D5= ,长度为 L5=70mm 6右起第六段, 为滚动轴承的定位轴肩, 其直径应小于滚动轴承的内圈外径,取D6= 48mm长度取 L6= 10mm由于轴承Fr=N 是标准件,所以采纳基孔制,轴与轴承间为过盈协作
18、P7/h67右起第七段, 该段为滚动轴承安装出处,取轴径为 D7= 40mm,长度 L7=18mm 4 求齿轮上作用力的大小、方向：1小齿轮分度圆直径：d1= RA=RB=Nm 2 10 6P/n=Nmm3求圆周力： Ft Ft=2T 2/d 2=2 /62.5=N 13 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 RA=RB N 4求径向力 Fr Fr=Ft tan = tan200N MC= Nm Ft ,Fr 的方向如以下图所示5轴上支反力 依据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮
19、在轴上的安装位 置,建立力学模型；水平面的支反力： RA=RB=Ft /2 = N MC1= MC2N m MC1=MC2 Nm 垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承就Fa=0 T=Nm那么 RA=RB =Fr/2=N 6画弯矩图右起第四段剖面C处的弯矩： Nm 水平面的弯矩： MC=PA Nm 垂直面的弯矩： MC1= MC2=RAMeC2= m合成弯矩：MC 1MC2MC2MC 12533522192002516.Nm7画转矩图： T1 =1 Nm8画当量弯矩图由于是单向回转,转矩为脉动循环,-1=60MpaMeC可得右起第四段剖面41C处的当量弯矩：2MC22 T291.Nm9判定危急截面
20、并验算强度1右起第四段剖面 C处当量弯矩最大,而其直径与相邻段相14 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 MD=75464 Nm m差不大,所以剖面C为危急截面；已知 MeC2Nm , 由课本表 : e Nm-1 =60Mpa 就： e= MeC2/W= MeC2 D4 3 =91411 48 3 Mpa -12右起第一段 D处虽仅受转矩但其直径较小,故该面也为危险截面：M D（T）0 . 6125773.575 . 464 Nm e= MD/W= MD D13 = 403
21、Nm d2,故也应对截面进行校核；截面： eI =MeI /W=315280 60 3Mpa 截面： eII =MeII /W=313478 55 3Mpa 查表得 -1b=60Mpa,满意e-1b的条件,故设计的轴有足够强度,并有肯定余量；其受力图如下18 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 七、滚动轴承设计依据条件,轴承估计寿命Lh5 365 24=43800 小时1初步运算当量动载荷 P 因该轴承在此工作条件下只受到Fr 径向力作用,所以N P=fp Fr=2求轴承应
22、有的径向基本额定载荷值CP（f t60nLh11645. 08（603201）43800）106110615527.34N3挑选轴承型号查课本得由课本式有 19 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - Lh106ftC 邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 10 6（129500 3）17602452604380060 nfdP60320预期寿命足够此轴承合格其草图如下：1初步运算当量动载荷 P 2求轴承应有的径向基本额定载荷值CfdP（60nL11 .11458. 29（60761h）43800）ft1061106
23、9376.7N3挑选轴承型号查设计手册由课本式 11-3 有Lh106ftC 6 10（1302003）14633434380060 nfdP60761 1.1458 . 29预期寿命足够此轴承合格八、键的设计20 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 设计结果设计步骤设计运算与内容联轴器的键挑选 C型键1、挑选 C型键由轴径 d1=45mm,在表 14.8 查选得键宽 b=14mm,键高 h=9mm,L=36b=14mm 择键的型号160mm；h=9mm L=54mm1.
24、6 1.8 d=72L=54mm 81mm 2、写 l1=L-0.5b=54-7=47mm jy1 =4T/dhl1 二、出键的型号 =4 1000/ 45 9 47型号： C14齿轮键的挑选=1MPa【jy 】=120MPa稍微70GB/T1096-191、挑选键的型冲击,由表 14.9 查得 79 号选键为 C14 70GB/T1096-1979 挑选 A型键轴径 d4b=18mm, h=11mm,L=50200mm,取 L=56mm 2、写出键的型号 l2=L-18=56-18=38mm jy2 =4T/dhl2 =4 4 1000/ 45 11 383、输入端与带轮键=1MPa【jy】
25、=120MPa稍微挑选 A型键冲击,由表 14.9 查得 b=18mm 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 取键 A18 80GB/T1096-1979 h=11mm 选轴径 d4 8；即 L=56mm b=10,h=8,L=50 型号： A18l2=L-10=60-10=50mm 80GB/T1096-19 jy2 =4T/dhl 2 79 =4 1 1000/ 30 8 50=41.924 【 jy 】九、联轴器的挑选设计步骤计设计运算与内容设计结果一、算联轴二、
26、器的转确主动端 TC1=KT2m TC1=6Nm 矩 =6Nm TC2=5Nm 定联轴从动端器的型TC2=KTW号 N mTm=1250N由前面可知： dC22 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 邯郸职业技术学院课程设计说明书 2022 又由于 d=C1+0.05 = 1+0.05 标记为： =mm HL4 GB5014- n2=76. r/min n=4000r/min HL4 GB5014-；由其结构取 L=11.5 d=55 D=64 定距环十、减速器箱体设计设计步骤设计运算与内容设计结果轴中心距箱体壁厚1
27、8mm 1=8mm 箱盖壁厚18mm 1=8mm 机座凸缘厚度b=1.5 =12mm b 11=12mm b=12mm 机盖凸缘厚度b2 8=20mm b2=20mm 机盖底凸缘厚df =0.036a+12 df=20mm 度 =17.9mm 取整偶数 20mm n=4 地脚螺栓直径a250,n=4 地脚螺钉数目23 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 轴承旁联结螺邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 d1=16mm d1f=15mm查表 3-3 取 16mm 栓直径d2=0.5 0.6 df d2=12mm 盖
28、与座连接螺 =10 12mm 取 d2=12mm 栓直径l=150 200mm l=150 200mm 联结螺栓 d2 的由表 3-17 得：d3=0.4 0.5 dfd3=10mm 间距 =810mm 轴承端盖的螺d4=0.3 0.4 df=68mm 钉直径 d3 窥视孔盖螺钉d=0.3 0.4 d2d4=8mm 直径 d4 d=0.3 0.4 d2d=10 定位销直径dq=10 起盖螺钉 dqC1=24mm d q=10d2 至外壁距离C1=19mm C1=24mm d1 至外壁距离C1=27mm C1=19mm df 至外壁距离C2=25 C1=27mm df 至凸缘距离C2C2=25
29、d1 至凸缘距离C2=28 C2d2 至凸缘距离11=10mm C2=28 座端面与内箱22=9mm 1=10mm 壁距离m11 m 2=9mm 机盖机座力厚 =6.8mm 7mm m1=7mm 轴承端盖外径D2=D+55.5d3m=7mm 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 26 页精选学习资料 - - - - - - - - - 大轴邯郸职业技术学院课程设计说明书2022 D2=140mm =90+55.5 8 =140145mm 小轴D2=D+55.5d3S=D =80+55.5 8 D2=130mm =130135mm S=D2 S=D尽量靠近, 以 Md1和 Md2不干预为准一般轴承旁连接螺 取 S=D2栓距离十一、减速器的润滑、密封设计步骤设计运算与内容设计结果一、齿轮的润滑对于齿轮来说,由于传动件的的圆周速1 挑选润滑方式度 V=1.76m/s12m/s, 采纳浸油润滑,因此机体内需要有足够的润滑油,用以润滑和散热；同时为了防止油搅动时泛起沉渣,齿顶到油池底面距离H不应小于 3050mm；对于单级减速器,浸油深度为一个齿全高,这样就可以打算所需油量,每传递 1KW需油量 V0m 3；单级传动 ,2确定由查参考书 2 图可知齿轮侵油深度为10mm；油总深度为轴承46