展开式二级圆柱齿轮减速器设计机械设计课程设计

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1、xxx大学普通高等教育 机械设计课程设计 -展开式二级圆柱齿轮减速器设计 学 院：机电工程学院 专业班级：机械102班 姓 名： 学 号： 指导教师： 成 绩： 目 录一 课程设计任务书3二 设计要求3三 设计步骤41.传动装置总体设计方案52.电动机的选择53.确定传动装置的总传动比和分配传动比74.传动装置的运动和动力参数计算75.设计V带和带轮96.齿轮的设计127.轴的设计计算228.滚动轴承的选择及寿命计算289.键联接的选择及校核计算3010.联轴器的选择3111.减速器箱体及附件3212.润滑密封设计36.四设计小结38.五参考资料39机械设计课程设计成绩评阅表题目评分项目分值评

2、价标准评价等级得分A级（系数1.0）C级（系数为0.6）选题合理性题目新颖性20课题符合本专业的培养要求，新颖、有创新基本符合，新颖性一般内容和方案技术先进性20设计内容符合本学科理论与实践发展趋势，科学性强。方案确定合理，技术方法正确有一定的科学性。方案及技术一般文字与图纸质量30设计说明书结构完整，层次清楚，语言流畅。设计图纸质量高，错误较少。设计说明书结构一般，层次较清楚，无重大语法错误。图纸质量一般，有较多错误独立工作及创造性10完全独立工作，有一定创造性独立工作及创造性一般工作态度10遵守纪律，工作认真，勤奋好学。工作态度一般。答辩情况10介绍、发言准确、清晰，回答问题正确，介绍、发

3、言情况一般，回答问题有较多错误。评价总分总体评价注：1、评价等级分为A、B、C、D四级，低于A高于C为B，低于C为D。2、每项得分分值等级系数（等级系数：A为1.0，B为0.8，C为0.6，D为0.4）3、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”一 课程设计任务书展开式二级圆柱齿轮减速器的设计1 设计题目 用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如右图所示。(1)带式运输机数据见数据表格。(2)工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为5%。(3)使用期限 工作期限为十年，检修期间隔为三年。(4)生产批量及加工条件

4、小批量生产。2.设计任务1)选择电动机型号；2)确定带传动的主要参数及尺寸；3)设计减速器；4)选择联轴器。3.具体作业1)减速器装配图一张；2)零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3)设计说明书一份。4.数据表运输机工作轴转矩T/(Nm)800850900950800850900800850900运输带工作速度v/(m/s)1.21.251.31.351.41.451.21.31.551.4运输带滚筒直径D/mm360370380390400410360370380390工作条件：（1） 每天一班制工作，每年工作300天，使用年限10年，大修期3年；（2） 连续单向回转，工作时有轻微振动，运输

5、带允许速度误差5%；（3） 室内工作，环境中有粉尘；（4） 生产厂可加工78级精度的齿轮；（5） 动力来源为三相交流电；（6） 小批量生产。原始数据：运输机工作轴转矩T（N.m）850运输带工作速度V（m/s）1.45卷筒直径（mm）410二. 设计要求（1）传动装置的设计计算；（2）减速器装配草图设计；（3）减速器装配图设计；（4）减速器零件图设计；（5）减速器三维造型.三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 传动装置的运动和动力参数计算5. 设计V带和带轮6. 齿轮的设计7. 轴的设计计算8.滚动轴承的选择及寿命计算9.键联

6、接的选择及校核计算10.连轴器的选择11.减速器箱体及附件12.润滑密封设计1. 传动装置总体设计方案1）传动装置由三相交流电动机、二级减速器、工作机组成。2）齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3）电动机转速较高，传动功率大，将带轮设置在高速级。传动装置简图：2. 电动机的选择 电动机所需工作功率为：Pw=Tw*nw/9550 =Tw*60*1000V/(d*9550)=850*60*1000*1.45/(3.14*410*9550)=6.0 kw执行机构的曲柄转速为：nw=601000v/d=67.7r/min效率范围:1：带传动： V带 0.952：圆柱

7、齿轮 0.99 7级3：滚动轴承 0.984：联轴器 浮动联轴器 0.970.99,取0.99w 滚筒： 0.99=1*2*2*3*3*3*4*w =0.95*0.97*0.97*0.99*0.99*0.99*0.98*0.99 =0.839Pd = Pw / =6.0/0.839=7.15Kw又因为额定转速Ped Pd=7.15 Kw取Ped=7.5kw常用传动比：V带：i1=24圆柱齿轮：i2=35圆锥齿轮：i3=23i=i1i2i2=243535=18100 取i=1840N=Nwi=（1840）57.83=10412313.2 r/min取N=1500r/min选Y132M-4电动机

8、Nm=1440r/min型号额定功率Ped满载转速 nm 启动转矩最大转矩中心高HY132M-47.5KW1440r/min2.2.2.2132mm3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比i=Nm/Nw=ivi减=i0i1i2i0为带传动传动比；i1为高速齿轮传动比；i2为低速级齿轮传动比；总传动比i=Nm/Nw=1440/67.7=21.27取V带传动比i0=3减速箱的传动比 i减=i/ i0= i1i2=7.09按浸油深度要求推荐高速级传动比：一般i1=（1.11.2）i2，取i1=1.1 *i2。i1*i2=1.1 *i2i2=2.5，i1=1.1*i2=2.754. 计算传动

9、装置的运动和动力参数 1）各轴转速(r/min)n0=nm=1440 r/minn=nm/i0=480minn= n/i1=174.55r/minn = n/i2=69.82 r/min2）各轴输入功率（kW）P0=Pd=7.15 kWP=P01=7.150.95=6.79 kWP = P23=6.7910.970.98=6.59kWP = P 23= 6.590.990.98=6.39 kWP= P 34=6.390.980.99=6.20 kW1=v=0.95, 2=齿=0.99，3=滚=0.98，4=联=0.99；注意：滚筒轴负载功率是指其输出功率，即： Pw=Pw=6.2*0.99=6

10、.14kW3）各轴输入扭矩（N.m）T0=9550Pd/nm=47.42 N.mT=9550P/n=135.10 N.mT =9550P/n=360.55 N.mT =9550P/n=874.02 N.mT=9550P/n=848.04 N.m运动和动力参数结果如下表编号理论转速（r/min）输入功率（kw）输入转矩(Nmm)传动比效率电机轴14407.1547.4230.95高速轴702.446.79135.102.750.97中间轴174.36.59360.552.50.97低速轴57.96.39814.02滚筒轴57.836.20848.040.995.设计V带和带轮电动机功率P=7.1

11、5KW，转速n=1440r/min 传动比i0=31 确定计算功率Pca由机械设计课本表8-7查工作情况系数KA=1.1Pca=KAP=1.17.15KW=8.25KW2.选择V带的带型根据Pca，Nm查图8-11，选A带确定带轮的基准直径dd和验算带速V1） 初选小带轮的基准直径dd1由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1=160 mm2） 验算带速v，按式（8-13）验算带的速度V=n1Dd1/(60*1000)=3.14*160*1440/(60*1000)=12.06 m/s又5 m/s VFd1所以被“压紧”的轴承1 Fa1= Fae+ Fd2=2672.44N被“放松”的轴

12、承2 Fa2=Fd2=787.44N 2) 当量动载荷P1和P2低速轴轴承选用7213AC， 由于有轻微震动，取,Fa1/Fr1=0.84e,查表13-5 取X=0.41,Y=0.87P1=fp(XFr1+YFa1)=3985.19NFa2/Fr2=e,取X=1,Y=0P2=fp(XFr2+YFa2)= 1158.0N取Pmax=3985.19N3）验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力大小验算LLh所选轴承可满足寿命要求。9. 键联接设计 1高速轴带轮的键联接根据d =35 mm，查机械课程设计手册，选用A型，bh=108，L=32 mm2中间轴齿轮的键联接根据d =54 mm，查机械课程设计

13、手册，选用A型，bh=1610，L=50 mm3低速轴齿轮的键联接（1） 选择类型及尺寸根据d =67 mm，查机械课程设计手册，选用A型，bh=2012，L=70 mm（2）键的强度校核(1) 键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度kl = L -b= 70-20=50 mmk = 0.5h =6 mm(2) 强度校核此处，键、轴和轮毂的材料都是钢，查表6-2，有轻微震动，取p=110MPaT=884.08N.mp = p键安全合格4.低速轴联轴器的键联接1 选择类型及尺寸根据d =60mm，查机械课程设计手册，选用C型，bh=1811 L=70mm2 键的强度校核(1) 键的工作长度l及键

14、与轮毂键槽的接触高度kl = Lb/2=61 mmk = 0.5*h =6 mm(2) 强度校核此处，键、轴和轮毂的材料都是钢，查表6-2，有轻微震动，取p=110MPaT=884.08 N.mp = p键安全合格10.联轴器选择1.类型选择.选取联轴器的型号：齿式联轴器11. 减速器箱体及附件1） 箱体主要尺寸采用HT200铸造箱体，水平剖分式箱体采用外肋式结构。箱内壁形状简单，润滑油流动阻力小，铸造工艺性好，但外形较复杂。箱体主要结构尺寸名称符号尺寸关系箱座壁厚=10mm箱盖壁厚11=10mm箱体凸缘厚度b，b1，b2箱座b=1.5*=15mm箱盖b1=1.5*=15mm箱底座b2=2.5

15、*=25mm肋厚m，m1箱座m=0.85*=8mm箱盖m=0.85*=8mm地脚螺钉直径df0.036*a+12=21.08mm 取M22地脚螺钉数目nn=6轴承旁联接螺栓直径d1d1=0.75*df=18 mm 取M20箱盖、箱座联接螺栓直径d2(0.50.6)* df取M10轴承端盖螺钉直径d3d3=（0.40.5）*df 取M8窥视孔盖螺钉直径d4d4=(0.30.4)*df 取 M10定位销直径dd=（0.70.8）*d2=10 mmdf、d1、d2至箱壁外距离C1df: C1=30mmd1: C1=30mmd2: C1=30mmdf、d2至凸缘边缘的距离C2df: C2=26mmd1

16、：C2=26mmd2: C2=26mm轴承旁凸台高度半径R1R1= C2=26mm箱体外壁至轴承座端面的距离l1l1=C1+C2+(510)=66 mm大齿轮顶圆至箱体内壁的距离11.2取18 mm齿轮端面至箱体内壁的距离2取15mm轴承端盖外径+（55.5）*120（1轴）140（2轴）176（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）140（2轴）176（3轴）2） 主要附件a）窥视孔和视孔盖窥视孔应设在箱盖顶部能够看到齿轮啮合区的位置，其大小以手能伸进箱体进行检查操作为宜;窥视孔处应设计凸台以便于加工。视孔盖可用螺钉紧固在凸台上，并应考虑密封。b)通气器通气器设置在箱盖顶部或视孔盖上。较完善

17、的通气器内部制成一定曲路，并设置金属网。考虑到环境因素选用了防尘性能好的二次过滤通气器。通气器选M22油面指示器用油标尺，其结构简单、在低速轴中常用。油标尺上有表示最高及最低油面的刻线。油标尺的安装位置不能太低，以避免有溢出油标尺座孔。油标尺选用M22 c)放油孔和油塞放油孔应设置在油池的最低处，平时用螺塞堵住。采用圆柱螺塞时，箱座上装螺塞处应设有凸台，并加封油垫片。放油孔不能高于油池底面，以免排油不净。选M22 d)起吊装置减速器箱体沉重，采用起吊装置起吊，在箱盖上铸有箱盖吊耳，为搬运整个减速箱，在箱座两端凸缘处铸有箱座吊耳。结构简单，加工方便。示意图: e)定位销常采用圆锥销做定位销。两定

18、位销间的距离越远越可靠，因此，通常将其设置在箱体联接凸缘的对角处，并做非对称布置。取位销直径d8mmf)起盖螺钉起盖螺钉螺纹有效长度应大于箱盖凸缘厚度。起盖螺钉直径可与凸缘联接螺钉直径相同。12.润滑密封设计1.齿轮传动的润滑各级齿轮的圆周速度相对都较小，所以采用油脂润滑。另外，传动件齿轮浸入油中的深度要求适当，既要避免搅油，又要充分的润滑。油池应保持一定的深度和储油量。两级大齿轮直径应尽量相近，以便浸油深度相近。1）润滑油牌号及油量计算润滑油牌号选择查机械课程设计手册，选用工业闭式齿轮油，代号L-CKC220，润滑油运动粘度为198-242mm2/s。3） 油量计算以每传递1KW功率所需油量

19、为350-700，各级减速器需油量按级数成比例。该设计为双级减速器，每传递1KW功率所需油量为700-1400实际储油量：由高速级大齿轮浸油深度约1个齿高，但不小于10mm；低速大齿轮浸油深度在齿轮半径；大齿轮齿顶距箱底距离大于3050mm的要求得：（设计值为50）最低油深：最高油深：又箱体内壁总长：L=566mm箱体内壁总宽：b=208mm所以箱体有足够的储油量。2轴承的润滑与密封由于dn2高速级齿轮的圆周速度接近2m/s，所以轴承采用脂润滑。由于减速器工作场合的需要，选用抗水性较好，耐热性较差的钙基润滑脂（GB491-87）。轴承内密封：由于齿轮用油润滑，为了防止齿轮捏啮合时飞溅出的热油冲

20、向轴承内部，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油环。轴承外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，为防止灰尘水份从外。伸段与端盖间隙进入箱体，所有选用毡圈密封。3.减速器的密封减速器外伸轴采用密封件，具体由各轴的直径取值定，轴承旁还设置封油盘。四.设计小结为期两周的课程设计转眼就要结束了，虽然本次课程设计的时间才短短的两周，但是每天都过得很充实，从中得到的收获还是非常多的。 这次课程设计的题目是设计一个二级圆柱直齿轮减速器，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在王银彪老师热心教导下，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。在课程设计的过程中，首

21、先要根据拿到的数据算出一系列的尺寸，正向老师说得一样，设计所需要的每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处，如果想偷懒或蒙惑过关都是不行的。比如在我设计减速器的装配草图时我没有太注意相关尺寸，致使我设计的箱体出现了较大的结构错误，间接导致了我以后的装配图的步履维艰。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次并且下次不要再犯才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。 在设计过程中培养了我的综合运用机械设计课程及其他课程理论知识和利用生产时间知识来解决实际问题的能力，真正做到了学以致用。在此期间我

22、我们同学之间互相帮助，共同面对机械设计课程设计当中遇到的困难，培养了我们的团队精神。在这些过程当中我充分的认识到自己在知识理解和计算方面的不足，将来要进一步加强，今后的学习还要更加的努力。本次课程设计不仅仅是对自己所学的知识的一次系统总结与应用，而且是对自己过去上课所学内容是否融会贯通的一次检验。我自己检验下来的结果是平时还需努力。本次课程设计由于时间的仓促，还有许多地方有不足之处。但这次课程设计的经验对我以后的学习和工作应该是很有帮助的，所以一切辛苦都值得。五.参考资料 【机械设计】 濮良贵, 纪名刚 主编高等教育出版社2006年 第8版【机械设计课程设计】 王大康 卢颂峰 主编高北京工业大学出版社2004年1月 第3版【机械设计手册】 张富洲 孟悠英 主编西北工业大学出版社2005 年3月 第5版【机械零件设计手册】 葛志中 等主编高等教育出版社2007年 第6版