机械设计课程设计

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1、机械设计课程设计课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算系别机械系专业机械设计与制造班级17机制17701班姓名学号指导老师完成日期2018年6月27日目录第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明课题题目主要技术参数说明传动系统工作条件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减速器结构电动机选择传动比分配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）齿轮材料和热处理的选择齿轮几何尺寸的设计计算按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸齿轮弯曲强度校核齿轮几何尺寸的确定齿轮的结构设计第五章轴的设计计算（从动轴）轴的材料和热处理的选择轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小

2、直径轴的结构设计轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择轴承的选择及校核键的选择计算及校核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润滑的选择确定密圭寸的选择确定减速器附件的选择确定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

3、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Wore功能的认识和运用。第二章课题题目及主要技术参数说明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

4、器及V带传动。主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=1150N输送带的工作速度V=m/s，输送机滚筒直径D=260mm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。传动系统方案的选择图1带式输送机传动系统简图计算及说明结果第二章减速器结构选择及相关性能参数计电动机算选用：减速器结构Y100L2-4本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。i齿二电动机选择（一）工作机的功率FWPw=FV/1000=1150X1000=（二）总效率总2总=带齿轮联轴器

5、滚筒轴承2=0.960.980.990.960.99=0.876（三）所需电动机功率Pd查机械零件设计手册得Ped=3kw电动机选用丫112M-4n满=1420r/min传动比分配工作机的转速n=60X1000v/(D)=60X1000XX260)=min取i带3则i齿i总/i带12.076/34.025动力运动参数计算（一）转速n计算及说明结果口0=门满=1420(r/min)ni=no/带=n满/i带=1420/3=(r/min)n“=n|/i齿=(r/min)nm=nH=(r/min)(二) 功率P(三) 转矩T=(Nm)=(Nm)=(Nm)计算及说明结果将上述数据列表如下:轴号功率P/

6、kWN/T/(N-m)i0142031231第四章齿轮的设计计算齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用45号钢，调质处理，H吐236大齿轮选用45号钢，正火处理，HB=190齿轮几何尺寸的设计计算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Hlim1580MPa,Hlim2530MPa,SHlim=1由机械零件设计手册查得ZN1=ZN2=1YN1=YN2=由Hlim1ZN15801580MPaSHlim1计算及说明结果（一）小齿轮的转矩Ti（二）选载荷系数K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载何平稳，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K=（三）计算尺数比（四）选

7、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d二1（五）计算小齿轮分度圆直径did1计算及说明结果Z1=24Z2=96d1=48mmd2=192mm3KTi（u1）1.140.684（4.0251）2=7662dH2u-15304.025=（mm）（六）确定齿轮模数mm=a=x取m=2（七）确定齿轮的齿数乙和z2d144714Z122.36取Z1=24m3Z2Z14.0252496.6取Z2=96（八）实际齿数比I齿数比相对误差0.006Yf2/f2=204=计算大齿轮齿根弯曲应力为a=120mmB=57mmE2=48mmV=(m/s)定为IT7计算及说

8、明结果齿轮的弯曲强度足够齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径da由机械零件设计手册得ha=1c=齿距P=2x=(mm)齿根高hfhacm2.5(mm)齿顶咼haham122(mm)齿根圆直径df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(mm)轮毂直径D1=x50=80(mm)轮毂长度LB266(mm)轮缘厚度8o=(34)m=68(mm)取0=8轮缘内径D2=da2-2h-20=196-2xx8强度足够da1=54mmda2=196mnh=S=P=hf=ha=2mmdf1=43mmdf2=187mm计算及说明结果=171(mm)取D2=

9、170(mm)腹板厚度c=B2=x48=取c=15(mm)腹板中心孔直径Do=(Di+D2)=(170+80)=125(mm)腹板孔直径do=(D2-DJ=(170-80)=(mm)取d0=20(mm)齿轮倒角n=x2=1齿轮工作如图2所示：计算及说明结果第五章轴的设计计算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，HB217-255b=650MPas=360MPa1=280MPa轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径33.从动轴d2=c广2=115J1.955-*2F117.587考虑键槽d2=x=选取标准直径d2=32mm轴的结构设计根据轴上零件

10、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。轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力Ft=2000T2=2000X192=d2径向力Fr=Fttan=xtan20=由于为直齿轮，轴向力Fa=0作从动轴受力简图：（如图3所示）D2=32mm计算及说明结果L=110mm从动轴承2个Rha=Rhb=Ft=x=(N)Mhc=Rha=X110X1000=(Nm)Rva=Rvb=F=X=(Nm)MVC=Rva=X110X1000=(Nm)转矩T=(Nm)校核MC=.MHC2MVC2=.51.72218.822=(Nm)Me=MC2aT2=.55.0420.6158.8722=(N

11、m)由图表查得，1b=55MPad10Me=10-118-42=(mm)Y0.11b0.1*55考虑键槽d=45mm则强度足够第六章轴承、键和联轴器的选择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/T276-1993)从动轴承62092个(GB/T276-1993)寿命计划:计算及说明结果从动轴外伸端键10X40GB/10962003与齿轮联接处键14X52GB/T10962003两轴承受纯径向载荷Cr=ft=1=3L10h=106ftCr=10625.61100060nP60117.589602.34Cr=ft

12、=1=3L10h=106ftCr=10625.61100060nP60117.589602.34从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209,基本额定功负荷预期寿命为：8年，两班制P=Fr=X=1Y=0L=8X300X16=38400L10h轴承寿命合格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10X40GB/T1096-2003,b=16,L=50,h=10,选45号钢，其许用挤压力=100MPaFt_4000丁_4000158.872_hlhld83032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14X52GB/T10962

13、003,b=10mmL=45mmh=8mm选45号钢，其许用挤压应力=100MPaFt=40阿=4000血872hlhld83550则强度足够，合格结果联轴器的选择选用TL8计算及说明套住联轴器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=KpTC=955011=9550X1.31.916=117.589选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩Tn=250,TCTn。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=3240,选d=35,轴孔长度L=82TL8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/(rmin1轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/

14、mm材料轴孔类型键槽类型TL625033003582160HT200Y型A型第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图润滑的选择确定1. 齿轮V=v12m/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润滑油牌号及用量齿轮浸油润滑轴承脂润滑计算及说明结果齿轮用150号机械油轴承用2L3型润滑脂1. 齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020mm需油量为左右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

15、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圭寸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减速器附件的选择确定列表说明如下：计算及说明结果名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M6X16GB57821986螺栓安装端盖24Q235M8X25GB57821986销定位235A6X40GB1171986垫圈调整安装365Mn10GB931987螺母安装3M10GB61701986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1箱体主要结构尺寸计算箱座壁厚=10mm

16、箱座凸缘厚度b=,=15mm箱盖厚度1=8mm箱盖凸缘厚度bl=,1=12mm箱底座凸缘厚度b2=,=25mm轴承旁凸台高度h=45,凸台半径R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离h=18mm大齿轮顶与内机壁距离1=12mm小齿端面到内机壁距离2=15mm上下机体筋板厚度m1=,m2=主动轴承端盖外径D1=105mm从动轴承端盖外径D2=130mm地脚螺栓M16数量6根第八章总结通过本次毕业设计，使自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6、其它机械类专业课程教材