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1、 . 本科生课程设计成绩评定表姓 名安国性 别男专业、班级船舶sy0901班课程设计题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：装配图与平时表现50%； 零件图10%； 说明书20%； 答辩20%； 总计100%装配图与平时表现： 零件图： 说明书： 答辩：最终评定成绩（以优、良、中、与格、不与格评定）指导教师签字：罗齐汉2012年 1 月 12 日课程设计任务书学生：_安国_ 专业班级： 船舶sy0901 指导教师： 罗齐汉 工作单位： 交通学院 题目：单级斜齿圆柱齿轮减速器设计1 电动机2 联轴器3 斜齿圆柱齿轮减速器4 卷筒5 运输带初始条件：设计带式运输机的单
2、级斜齿圆柱齿轮减速器，用于铸工车间运型砂，单班制工作，工作有轻微振动，使用寿命为10年（其中轴承寿命为3年），其传动示意图与原始数据如下：原始数据：运输带工作拉力F（N）运输带速度v(m/s)卷筒直径D(mm)900 2.5 250要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量与其技术要求，以与说明书撰写等具体要求）l 传动装置的方案设计，传动参数的计算，传动零件、轴和轴承的设计计算。 l 减速器装配图一（主视图、俯视图）A1；l 零件工作图一（低速轴）A2；l 设计计算说明书一份（1520页，约60008000字）l 总结和答辩。时间安排：传动装置的总体设计与传动零件的设计计算阶段，1.5天，（1
3、月2日1月3日上午）减速器草图设计阶段，3.5天，（1月3日下午1月6日）完成减速器装配图阶段3天，（1月7日1月9日）绘制零件工作图，与整理编写说明书阶段2天，1月10日1月11日）答辩2天，（1月12日1月13日）指导教师签名：罗齐汉 2012年1月2日系主任（或责任教师）签名：熊新红 2012年1月2日目 录一. 传动方案设计.61.1设计已知61.2设计简图6二. 电动机的选择计算62.1电动的选择.62.1.1电动机类型选择.62.1.2电机功率的选择.62.1.3电动机转速的选择.72.2传动比的分配.72.3传动装置的运动和动力参数计算.72.3.1各轴的转速计算.72.3.2各
4、轴的输入功率计算.82.3.3各轴的输入转矩计算.8三. 齿轮传动的设计计算.83.1已知数据.83.2选择齿轮.93.2.1选齿轮精度.93.2.2选择齿轮材料.93.2.3许用应计算.93.2.4按接疲劳强度进行设计.93.2.5校核齿根弯曲疲劳强度113.2.6计算齿轮的圆周速度113.2.7齿轮的受力分析11四. 轴的设计计算与联轴器的选择.1241选择轴的材料.1242初算轴径.124. 3联轴器的选择.1244轴承的选择.1245齿轮的结构设计.1246轴的设计计算.134.6.1轴径和轴长的设计.134.6.2低的校核13五. 键连接的选择计算.15六. 滚动轴承的校核.156.
5、1低速轴轴承的校核.156.1.1轴的受力状况与轴承载荷计算156.1.2当量动载荷166.1.3求轴承的寿命16七. 润滑和密封方式的选择.167.1齿轮润滑剂的选择.167.2齿轮的润滑方式.177.3轴承的润滑.177.4密封方式的确定.17八. 箱体与结构附件设计和计算.178.1减速器铸造箱体的结构尺寸.178.2附件设计.17九. 设计小结.18十. 参考资料.19一 传动方案设计1.1设计已知于铸工车间运型砂，单班制工作（8小时工作制），有轻微振动，使用寿命为10年，轴承寿命为3年。带式运输机的工作数据如下：运输带工作拉力F（N）运输带的速度V（m/s）卷筒的直径D（mm）900
6、N25m/s250mm根据已知条件可计算出卷筒的转速为若选用同步转速为1000r/min或750r/min的电动机则可估算出传动装置的总传动比为5.08或3.7155，考虑减速器的工作条件和要求，暂选下图所示传动方案，其特点为：减速器的尺寸紧凑，闭式齿轮传动可保证良好的润滑和工作要求。1.2设计简图齿轮运输带卷筒轴联轴器齿轮轴电动机联轴器轴轴二电动机的选择计算2.1电动机的选择2.1.1电动机类型的选择根据动力源和工作要求，选Y系列三相异步电动机。2.1.2电动机功率的选择工作机所需有效功率 。由传动示意图可知：电动机所需有效功率式中，为传动装置的总效率 。设，分别为弹性连轴器（2个）、闭式齿
7、轮（设齿轮精度为8级）、滚动轴承（3对）、运输机卷筒的效率。查表得，则传动装置的总效率电动机所需有效功率 。查表选取电动机的额定功率为 。2.1.3电动机转速的选择工作机所需转速 。查表2-3知总传动比 =35。则电动机的满载转速。查表选取满载转速为 同步转速为的Y132M-8型电动机，则传动装置的总传动比，且查得电动机的数据与总传动比如下：电动机型号额定功率 KW同步转速 r/min满载转速 r/minY132M-83KW750r/min710r/min总传动比轴伸尺寸 DE中心高 mm平键尺寸 FG3.7175538mm80mm132mm10mm33mm22传动比的分配由传动示意图可知：只
8、存在减速器的单级传动比，即闭式圆柱齿轮的传动比，其值23传动装置的运动和动力参数计算2.3.1各轴的转速计算由传动示意图可知, 轴，的转速：2.3.2各轴的输入功率计算因为所设计的传动装置用于专用机器，故按电动机的所需功率计算。轴，的输入功率：2.3.3各轴的输入转矩计算轴，的输入转矩：将上述结果列于下表中，以供查询。轴号转速n r/min功率P KW转矩T NM传动比 i7102.553734.357102.52834.003190.9862.44122190.9862.3794118.98三.齿轮传动的设计计算3.1已知数据如传动示意图所示：齿轮和的已知数据如下表： 齿轮功率P KW转速n
9、 r/min转矩T NM3.2选择齿轮3.2.1选择齿轮精度： 按照工作要求确定齿轮精度为7级。3.2.2选择齿轮材料： 考虑到生产要求和工作要求，查图表，可得（小）、（大）齿轮的选材，与相应数据如下：齿轮材料热处理硬度弯曲疲劳极限应力接触疲劳极限应力45钢调质45钢正火由于该齿轮传动为闭式软齿面传动，主要失效形式为齿面疲劳点蚀，故应按接触疲劳强度进行设计，并校核其齿根弯曲疲劳强度。3.2.3许用应力计算： 齿轮、的循环次数（使用寿命为10年）为：查图得,设取（两轮均为软齿面）可求得：3.2.4按接触疲劳强度进行设计小齿轮的名义转矩 选取各系数并列表：载荷系数齿宽系数重合度系数（斜齿轮电动机传
10、动）（软齿面）初定齿轮的参数： ，取初算分度圆直径并确定模数和螺旋角：因两齿轮均为钢制，故，则所以 a取圆整值为 ；法向模数：，圆整为标准值。调整螺旋角：计算齿轮的几何尺寸：螺旋角，法向模数，齿数，中心距.分度圆直径：，齿顶圆直径：，齿根圆直径：齿宽：，3.2.5校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数：，查图得， 端面重合度，再查图得，则即齿根弯曲疲劳强度足够。3.2.6计算齿轮的圆周速度：3.2.7齿轮的受力分析齿轮，的受力情况如下图所示： Fr2齿轮 接运输带Ft2 Fa2FA1 Ft1Fr1齿轮接电机各力的大小分别为：圆周力：径向力：轴向力：四轴的设计计算与联轴器的选择41选择轴的材料：该轴无特殊
11、要求，因而选用调质处理的45钢。查表知。42初算轴径：轴的轴径即为电动机外伸轴直径轴（与齿轮配合）： 查表取C=110, 并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径轴（与齿轮配合）： 查表取C=111，并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径轴：查表取C=111，并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径4. 3联轴器的选择：由电动机外伸轴径与传动要求，公称转矩，查表选取LT6弹性套柱销联轴器，故取轴与联轴器连接的轴径为32mm。 因为轴与轴的最小轴径分别为并考虑传动要求，公称转矩，查表选取YLD8凸缘联轴器，故轴、轴与联轴器连接的的轴径均为40mm。44轴承的选择：根据初算轴径，考虑轴上零件的轴向定位和固定，假设
12、选用深沟球轴承，查表可估选出装轴承处的轴径与轴承型号，见下表：轴号装轴承处的轴径轴承型号40mm滚动轴承6208 GB/T276-9450mm滚动轴承6210 GB/T276-9445齿轮的结构设计大齿轮：因为齿顶圆直径：，为了减轻重量和节约材料，并考虑机械性能，故大齿轮采用腹板式自由锻结构，且取与轴连接处的直径为49mm小齿轮：因为齿顶圆直径：,故作成齿轮轴形式46轴的设计计算4.6.1轴径和轴长的设计单位都为mm 4. 6.2低速轴的校核（1）受力分析：低速轴上齿轮的受力情况，已经分析清楚（见齿轮部分“7）”）。水平面的受力和弯矩图A Ft2 B CFRA FRB37.74 Fa2Ft2
13、FRAFRB29.22垂直面的受力和弯矩图0.960647.737合成弯矩图 37.194转矩图 T2=122当量弯矩图87.595 82.58T2=73.444（2）轴承的支反力：水平面上的支反力：垂直面上的支反力：（3）画弯矩图：剖面C处水平面的弯矩：垂直面上的弯矩：合成弯矩：（4）画转矩图（5）画当量弯矩图：因单向回转，视转矩为脉动循环，。已知查表得，则剖面C处的当量弯矩（6）判断危险剖面并验算强度： 剖面C当量弯矩最大，而其直径与邻段相差不大，估剖面C为危险剖面。已知 剖面D处的直径最小，估该剖面也为危险剖面所以其强度足够。五键连接的选择计算 各处的键均采用有轻度冲击的普通平键半圆键的
14、联接方式，查表可得高速轴联轴器处选键C1070 GB1096-2003，其挤压强度为电动机处的键是查表所得，故无须校核。低速轴联轴器处选键C1070 GB1096-2003，其挤压强度为低速轴齿轮处选键C1663 GB1096-2003所以各键强度足够。六滚动轴承的校核在轴的设计计算部分已经选用如下表所示深沟球轴承：轴号装轴承处的轴径轴承型号40mm滚动轴承6208 GB/T276-9450mm滚动轴承6210 GB/T276946.1低速轴轴承的校核6.1.1轴的受力状况与轴承载荷计算水平面上的支反力：垂直面上的支反力：轴承所承受的径向载荷轴向外载荷轴承的转速n=190.986单班制工作，预
15、期寿命3年，则 6.1.2求当量动载荷FAFR2FR1查表取按图，轴承未承受轴向载荷，故轴承受轴向载荷；，查表取，查表取故仅计算轴承的寿命即可。6.1.3求轴承的寿命实际寿命比预期寿命大，故所选轴承合适。七润滑和密封方式的选择7.1齿轮润滑剂的选择因是闭式齿轮传动，且齿轮选用 45钢，调质处理，其硬度 且节圆处：所以两个齿轮均采用油润滑，开油沟，油沟尺寸为 abc=4m6m4m。查表，选择润滑油的黏度为266，选择油的代号为CKC 320 GB5903-867.2齿轮的润滑方式：因为故采用油池浸润润滑。7.3轴承的润滑：采用飞溅方式直接用减速器油池的润滑油进行润滑。7.4密封方式的确定：根据减
16、速器的密封要求，选择接触式密封方式，根据轴径查表选择毡圈油封与槽，分别选：毡圈50 /ZQ4406-86、毡圈40 /ZQ4406-86。箱体剖分面上允许涂密封胶或水玻璃，不允许塞入任何垫片或填料。八箱体与附件的结构设计和计算81减速器铸造箱体的结构尺寸 参照表5-1各部位尺寸列于下表：名称符号结构尺寸名称符号结构尺寸箱体壁厚8mm连接螺栓轴承旁螺栓直径d112mm箱盖壁厚17mm沉头座直径D126mm凸缘厚度箱座b12mm通孔直径d1/13.5mm凸缘尺寸C120mmC216mm箱盖B110.5mm箱体、箱座螺栓直径d28mm沉头座直径D218mm底座B220mm通孔直径d2/9mm轴承旁凸
17、台高度h47m螺栓间距l91mm半径R116凸缘尺寸C115mm轴承盖外径D2130C212mm地脚螺钉直径df16mm轴承盖螺钉直径d38mm数目N4个视孔盖螺钉直径d46mm通孔直径Df/20mm定位销螺钉直径d6mm沉头座直径D045mm箱体外壁至轴承端面的距离L139mm底座凸缘尺寸C125mm大齿轮顶圆与箱体壁距离122mmC223mm齿轮端面与箱体壁的距离215mm肋厚箱体m13mm箱座高度H185箱盖m110mm油面高度h657mm铸件有1：20的拔模斜度，铸造圆角半径取R=5mm,沉头座锪平。82附件设计1） 窥视孔和视孔盖：窥视孔开在啮合区的上方并有适当的大小，窥视孔平时用盖
18、板盖住，加密封垫圈，螺钉连接。尺寸如下：2） 通气器：选M161.5塞。3） 起吊装置：选吊耳环和吊钩。吊耳环尺寸为：吊钩尺寸为：4) 油面指示器：选油标尺M125） 油孔和螺塞：放油孔位于箱座底面最低处，底面作成1度至1.5度斜面，油孔附近作出凹坑。螺塞采用M181.5/ZQ4450-86型外六角螺塞，加装封油垫。6） 起盖螺钉：采用螺栓 GB/T 5781 M8*40，螺钉端部作成圆柱端。数量为1个7） 定位销：采用销 GB/T 117 A6*50，两个，非对称分布。九设计小结通过两周实践和学习，我们的机械设计基础课程设计终于接近尾声。此时此刻，我感触良多。总结如下：1.理论和实践同等重要
19、。理论能指导实践，使你能事半功倍，实践能上升成为理论，为以后的设计打下基础。 从校门走出后,一定要重视实践经验的积累,要多学多问。把学校学习的专业知识综合的应用起来，这非常重要。2.机械设计需要个人不断积累不断思考，不能为了机械而机械，一定要有自己的想法，形成自己的风格，也要有创新。3.现在纯机械已经越来越少了,一般要求我们会一点电脑或者控制方面的知识了,还有就是会3D绘图也好好学学。4.做事的态度很重要!凡事都要全力以赴，认真努力去做!5.把技术搞好就必须安心的学习，虚心向别人请教，耐心的对待每一个问题，不放过任何一个自己遇到的问题，要善于发现问题。6.我们要不断的学习新知识，完善自己的知识
20、结构，活到老学到老!8.多多帮助你能帮上的人，这是双赢的行为!当然由于是初次设计，故而在机械的装配图，主要零件的工作图以与设计计算说明书中均不同程度的出现了错误，通过和同学们的讨论以与互相检验，已经尽自己最大的努力纠正了错误，并且获得了一定的经验，但是，由于水平有限，还有一些隐秘的错误还没有检查出来，敬请老师指正，以期完善本次设计。由于没有实践经验，在机械的结构、工艺性方面存在着一些与实际不符的错误，至于其他方面我认为还是可以的。通过本次设计，我掌握了设计机械的总的基本的方法以与设计流程，掌握了如何迅速查阅资料、进行校核，掌握了如何一边设计、如何一边修改完善的方法。总之，这次设计使我的设计能力有了质的飞跃，在以后的设计中我会扬长补短，尽自己最大的努力提高设计质量，避免造成无所谓的损失。最后，说一句，要成为真正的合格工程师,不是一步就能完成的,要慢慢积累，路慢慢其修远兮,吾将上下而求索十参考资料1黄华梁，文生。机械设计基础M，第4版。：高等教育，2001。2唐增宝，常建娥。机械设计课程设计M，第三版。：华中科技大学，2006。- 19 - / 19