机械设计《课程设计》：一级圆柱齿轮减速器.doc

1、机械设计课程设计课题名称一级圆柱齿轮减速器系别机汽学院专业机制班级3班第D组姓名学号指导老师完成日期2013年12月1627日目录第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明21课题题目22主要技术参数说明23传动系统工作条件24传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算31减速器结构32电动机选择33传动比分配34动力运动参数计算第四章齿轮的设计计算包括小齿轮和大齿轮41齿轮材料和热处理的选择42齿轮几何尺寸的设计计算421按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸422齿轮弯曲强度校核423齿轮几何尺寸的确定43齿轮的结构设计第五章轴的设计计算从动轴51轴的材料和热处理的选择52轴几何尺

2、寸的设计计算521按照扭转强度初步设计轴的最小直径522轴的结构设计523轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择61轴承的选择及校核62键的选择计算及校核63联轴器的选择第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算71润滑的选择确定72密封的选择确定73减速器附件的选择确定74箱体主要结构尺寸计算第八章总结参考文献第一章绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识，并运用AUTOCAD软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众

3、多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对OFFICE软件中WORD功能的认识和运用。第二章课题题目及主要技术参

4、数说明21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。22主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F22KN，输送带的工作速度V09M/S，输送机滚筒直径D300MM。23传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。24传动系统方案的选择图1带式输送机传动系统简图第三章减速器结构选择及性能参数计算31减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。32电动机选择（一）工作机的功率PWWPFV/1000198

5、KW（二）总效率总总带齿轮联轴器滚筒2轴承097X0982X097X0979X096084（三）所需电动机功率DP/198/084235DWPPKW总查机械零件设计手册得PED3KW电动机选用Y132M16N满960R/MIN33传动比分配工作机的转速N601000V/（D）60100016/314260573R/MIN/960/5731675/MININNR总满取3带I则/1675/3558III总带齿34动力运动参数计算（一）转速N电动机选用Y132M163带I齿I5580N满N960（R/MIN）IN0N/带I满N/带I960/3320（R/MIN）IININ/齿I320/5585735

6、（R/MIN）IINIIN5735（R/MIN）（二）功率P0235DPPKW102350962115PPKW带21211509809920519PPKW齿轮轴承322051909909920111PPKW联轴器轴承（三）转矩T2100/14209550/9550000NPT23377NM1023377096367327TTINM带带2167327098099558TTI齿轮轴承齿364491NM32364491099099558TTI联轴器轴承齿带357238NM将上述数据列表如下轴号功率P/KWN/RMIN1T/NMI023596067327309612115320673272201595

7、735364491402509732011157353572381098第四章齿轮的设计计算41齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用45号钢，调质处理，HB236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB19042齿轮几何尺寸的设计计算421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AHAHMPMP530,5802LIM1LIM,SHLIM11,200,215LIM2LIM1LIMFAFAFSMPMP12/320/57355580NN由机械零件设计手册查得ZN1ZN21YN1YN211由AHNHHMPSZ58011580LIM11LIM1AHNHHMPSZ53011530LIM22LIM2AF

8、NFFMPSY244111215LIM11LIM1AFNFFMPSY204111200LIM22LIM2（一）小齿轮的转矩IT1119550/95502115/3206312TPNNM（二）选载荷系数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K11。（三）计算齿数比5580（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D1。（五）计算小齿轮分度圆直径1D1D1D766UUKTHDI223176632116311955801153055805076MM（六）确定齿轮模数M1507611

9、558016697222DAMMM0007002A0007002166972取M25（七）确定齿轮的齿数1Z和2Z1150762030425DZM取Z12221557922122738ZZ取Z2122（八）实际齿数比21122554522ZZ齿数比相对误差00602FY/2F219/20400107计算大齿轮齿根弯曲应力为1112222200020001167327X263552522FFKTYBMZ146828FMPA齿轮的弯曲强度足够423齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径AD由机械零件设计手册得HA1C02511112222212560AAADDHZHMMM2222221222125310AA

10、ADDHZHMMM齿距P25314785MM齿根高3125FAHHCMMM齿顶高12525AAHHMMM齿根圆直径FD1124875FFDDHMM22229875FFDDHMM43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D80MM轮毂直径1D16D1680128MM轮毂长度255LBMM轮缘厚度034M68MM取08轮缘内径2D2AD2H2028275MM取D2280MM腹板厚度C032B0355165取C17MM腹板中心孔直径0D051D2D154MM腹板孔直径0D025（2D1D）12MM取0D12MM齿轮倒角N05M0525125齿

11、轮工作如图2所示第五章轴的设计计算51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，HB217255B650MPAS360MPA1280MPA52轴几何尺寸的设计计算521按照扭转强度初步设计轴的最小直径从动轴2DC223NP考虑键槽2D29351053082选取标准直径2D42MM522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。523轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力TF222000DT229948径向力RFTFTAN836942由于为直齿轮，轴向力AF0作从动轴受力简图（如图3所示）从动轴RARBRHAR

12、HBFTFTFRRVARVBFT水平面弯矩垂直面弯矩合力弯矩扭矩危险截面当量弯矩从动轴受力简图L80MMHARHBR05TF0516549282746NHCM05HARL8274611005/10005172MNVARVBR05RF056023430117MNVCM05VARL5011711005/1000364MN转矩T158872MN校核CM22VCHCMM22821872515504MNEM22ATMC2287215860045511842MN由图表查得，B155MPAD10BEM13101055104211832921MM考虑键槽D2921MM45MM则强度足够第六章轴承、键和联轴器的

13、选择61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62072个（GB/T2761993）从动轴承62092个（GB/T2761993）从动轴承2个两轴承受纯径向载荷PRF836942X1Y0从动轴轴承寿命深沟球轴承6212，基本额定功负荷RC478KNTF13HL10PCFNRT26601036104781100060573583694254139111014预期寿命为5年，单班制L5360814400HL10轴承寿命合格62键的选择计算及校核（一）从动轴外伸端D42，考虑键在轴中部安装故选键128GB/T10962003，B12

14、，L32，H8，选45号钢，其许用挤压力P100MPAPLHFTHLDTI400022994867327147080958P则强度足够，合格（二）与齿轮联接处D80MM，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键1452GB/T10962003，B22MM，L70MM，H14MM，选45号钢，其许用挤压应力P100MPAPLHFTHLDTI400050358872158400045392P则强度足够，合格从动轴外伸端键128GB/10962003与齿轮联接处键2214GB/T1096200363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

15、13CT9550IIIINKP955013205195735444190选用TL7型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩NT500，CTNT。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径D3240，选D35，轴孔长度L82TL8型弹性套住联轴器有关参数型号公称转矩T/NM许用转速N/（R1MIN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TL625033003582160HT200Y型A型第七章减速器润滑、密封及箱体主要结构71润滑的选择确定711润滑方式1齿轮V1212M/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712润滑油牌号及用量1齿轮润滑选用150号机械油，最低最

16、高油面距1020MM，需油量为15L左右2轴承润滑选用2L3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜72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73减速器附件的选择确定列表说明如下名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M616GB57821986螺栓安装端盖24Q235M825GB5782198674

17、箱体主要结构尺寸计算箱座壁厚10MM箱座凸缘厚度B15,15MM箱盖厚度18MM箱盖凸缘厚度1B15,112MM箱底座凸缘厚度2B25,25MM,轴承旁凸台高度H45，凸台半径R20MM齿轮轴端面与内机壁距离1L18MM大齿轮顶与内机壁距离112MM小齿端面到内机壁距离215MM上下机体筋板厚度1M68MM,2M85MM主动轴承端盖外径1D105MM从动轴承端盖外径2D130MM地脚螺栓M16，数量6根销定位235A640GB1171986垫圈调整安装365MN10GB931987螺母安装33AM10GB61701986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气13A第八章总结通过本次毕业设计，使自

18、己对所学的各门课程进一步加深了理解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续学习和实践。本设计由于时间紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，若想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨。但作为一次练习，确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到机械、电气等多方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、控制系统设计及步进电动机的选用等方面的认识和应用能力。总之，本次设计让我受益非浅，各方面的能力得到了一定的提高。参考文献1、机械设计课程设计，孙岩等主编，北京理工大学出版社。2、机械设计课程设计，银金光等主编，中国林业出版社；北京希望电子出版社。3、机械制图教材4、机械设计基础教材5、工程力学教材