机械设计基础课程设计(详细计算_带图纸)

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1、文档学 号：师大学分校课 程 设 计题 目减速器设计教 学 院物流学院专 业物流工程班 级11工程2班姓 名指导教师2013年7月19日目录一 前言6二 电动机的选择6三 总传动比和分配传动比7四 运动与动力参数的计算8五 带传动的设计8六 齿轮传动的设计计算10七 减速器箱体根本尺寸设计12八 轴的设计14九 联轴器的选择19十 对轴承的校核19十一 普通平键的选择与校核20十二 润滑方式与密封形式的选择22十三 设计小结22十四 参考文献23十五 附图24一 前言1. 题目分析运动简图：根据任务书的要求，我们得知本设计为降速传动，同时将电动机的输出的转矩升高。又由上运动简图可知，本设计中的

2、机械为二级传动机械，其中第一级为带传动存在一定误差，第二级为齿轮传动精度较高，可调整误差。故在选定电动机并计算出总传动比后要将传动比进展合理分配，以达到最优传动效果。2. 原始数据：运输带的有效拉力：运输带的有效速度：滚筒直径：二 电动机的选择1. 选择电动机类型：根据任务书要求可知：本次设计的机械属于恒功率负载特性机械，且其负载较小，故采用Y型三相异步电动机全封闭结构即可达到所需要求。另外，根据此处工况，采用卧式安装。2. 选择电动机的功率：工作机功率：工作机所需电动机输出功率：为传动总机械效率由任务书中的运动简图分析可知：17 / 17V带传动效率；齿轮传动的轴承效率；齿轮传动的效率；联轴

3、器的效率；滚筒轴承的效率；滚筒效率。由表查得：初选齿轮为八级精度如此有：减速器部有2对轴承，其机械效率一样，均为3. 确定电动机转速：滚筒转速为： 取V带传动的传动比围为：取单级齿轮传动的传动比围为：工程经验如此可得合理总传动比的围为：故电动机转速可选的围为： 由表可知满足要求的可选用电动机转速为：730 r/min、970 r/min、1460 r/min。为了使得电动机与传动装置的性能均要求不是过高，故择中选用1460 r/min的转速。其初定总传动比为：综上，可选定电动机型号为：Y160M-4。其相应参数列于表1：表1.所选用电动机的相关参数。电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比Y

4、160M-411KW1500 r/min(4级)1460 r/min4三 总传动比和分配传动比1. 总传动比：由上一步算得知2. 分配传动比：由工程经验知顶分配传动比除了满足、外，还应满足。故取：V带传动比为，齿轮传动比为。四 运动与动力参数的计算1 各轴转速：轴：；轴：。2 各轴功率：轴：；轴：。3 各轴转矩：轴：；轴：。功率kW初算转速(r/min)初算转矩(N*m)轴II轴带轮传动比齿轮传动比3五 带传动的设计a. 带型号、长度、根数；b. 中心距、带轮直径、宽度；c. 安装初拉力、对轴作用力。1 求计算功率带轮小输入功率：，根据任务书所述要求与所选电动机三相一步电动机，工作于16小时两

5、班制，载荷变动小带式输送机，查表得工况系数：。故有。2 选V带型号：由于此处传动功率适中，考虑到本钱，应当选用普通V带。根据、查表，可得该交点位B型，应当选用B型V带。3 挑小径求大小带轮基准直径：查表可知带轮直径不可过小，否如此会使带的弯曲应力过大，降低其寿命。查表得小轮下端不可超过电动机底座，否如此于地面相干预，设计不合理。查表推荐值，稍比其最小值大即可，故取。由表得，其中为滑动率此取0.02。查表带轮直径推荐值，寻其最近值得。虽实际取值较原值大，但实际传动比，其误差，故满足误差围。4 验算带速：，在，适合。功率恒定时，速度越大如此受力越小；但根据公式知，速度越大会使带的安装初拉力与其对轴

6、压力增大，故应适中；根据工程实践，得此围5到25间5 估中定周长与反中求V带基长与中心距a:初步估算中心距：，为圆整计算，取满足，工程经验。由表得带长：，查表，对于B型带选用带长。再由表知：实际中心距：。6 验算小轮包角：由表得：，适宜。7 求V带根数z：由式得：。此处查表得；根据，查表得；由查表得、。故，取整根。8 求作用在带轮轴上的压力:查表得，其安装初拉力：。作用在轴上的压力为：。9 V带轮宽度确实定：查表得B型带轮，有带轮宽度，故取。带型号长度根数B型2500mm4根中心距带轮直径宽度821mmd1=132,d2=40061mm安装初拉力对轴压力实际传动比六 齿轮传动的设计计算1. 选

7、择材料与确定许用应力：小齿轮：初选45钢，调制处理。查【1】表11-1得知其力学性能如下：硬度，接触疲劳极限取585计算，试其为线性变化取均值，弯曲疲劳极限取445计算。大齿轮：初选45钢，正火处理当大小齿轮都为软齿面时，考虑到校齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20-50HBS。查【1】表11-1得知其力学性能如下：硬度，接触疲劳极限取375计算，弯曲疲劳极限取310计算。由表【1】11-5得：一般可靠度，取值稍偏高用于安全计算。由此得：，；，。2. 按齿面接触强度设计：根据前计算可得齿轮传动所需传动比为，轴实际转速为。设齿轮按

8、8级精度制造，查表得(电动机，中等冲击)，此取1.3计算。查表得齿宽系数为软齿面，对称分布，此取1计算。如此小齿轮上转矩为：。查表取锻钢，取，故有：上公式中所代是为了安全计算，使得两齿轮均适用。齿数取软齿面，硬齿面，如此有，取整得满足传动比的前提下，尽可能使两齿数互质。故实际传动比；其误差为；故满足误差围。初估模数为，查表得标准模数为，故实际分度圆直径为：。中心距为：。初估齿宽为：，圆整取保证啮合，故取小齿轮比大齿轮宽5到10毫米。3. 验算齿轮弯曲强度：查图可得齿形系数；齿根修正系数。由【1】式1-5知：，。安全。4. 齿轮的圆周速度：，对照【1】表11-2知即可，应当选取8级便可达到要求。

9、材料热处理齿数分度圆直径齿宽小齿轮45钢调制3193115大齿轮45钢正火123369110模数实际传动比中心距3267七 减速器箱体根本尺寸设计根据表中中的箱体根本尺寸经验公式可算出如下数据：1. 箱体壁厚：箱座：取8mm；箱盖：取8mm。2. 凸缘：箱盖凸缘厚度，箱座凸缘厚度，箱座底凸缘厚度。3. 螺钉与螺栓：地脚螺钉直径；地脚螺钉数目：；轴承旁连接螺栓直径；盖与座连接螺栓直径；连接螺栓的间距；轴承端盖螺钉直径；视孔盖螺钉直径；定位销直径取整得。4. 螺钉螺栓到箱体外避距离：查表得：至箱体外壁距离为：；到凸缘边缘距离：；轴承旁凸台半径：；箱体外壁至轴承端面距离：。5. 箱体部尺寸：大齿轮齿

10、顶圆与箱体壁距离；齿轮端面到箱体壁的距离增加散热；箱盖、箱座肋厚。6. 视孔盖由于单级减速器中心距为231mm，故查表得：视孔盖长，横向螺栓分布距离，视孔盖宽，纵向螺栓分布距离，螺栓孔直径，孔数4个。7. 其中吊耳和吊钩吊耳环的结构设计：根据表中的推荐设计公式知：吊耳肋厚度为，吊耳环孔径为，倒角为，吊耳环空心到箱体外壁距离为。吊钩的结构设计：吊钩长，吊钩高，吊钩深，吊钩圆半径，吊钩厚度。八 轴的设计A. 高速轴:1. 选择轴的材料、热处理方式：由于无特殊要求，选择最常用材料45钢，调制处理。查表得知：硬度：；强度极限：；屈服极限：；弯曲疲劳极限：；弯曲需用应力静。2. 初步估算轴最小直径：由式

11、得：，查表得取118计算。故，由于开了一个键槽，故圆整。3. 轴的结构设计：根据高速轴上所需安装的零件，可将其分为7段，以表示各段的直径，以表示各段的长度。处安装大带轮，处安装轴承端盖，处安装一号轴承与套筒，处安装小齿轮，处安装二号轴承1) 径向尺寸：根据常用结构，取；查表知倒角倒圆推荐值为：，故孔大带轮倒角推荐值为1.6mm，故取，由于查表得由表得知毡圈系列中要求的轴径均为0、5圆整数，故此修正为；此先选轴承为6209型号轴承无轴向力，应当选深沟球轴承，直径系列选2号轻系列；为便于安装与轴上尺寸基准，选08号径，查表知所选轴承径为45mm，且轴承宽度，故取；为方便加工测量，取此也为小齿轮孔直

12、径；查表得安装直径，故查表选取“，故；对齿轮孔倒角1.6mm，故取取55mm;由于对称分布故，。2) 轴向尺寸：由图得：根据大带轮的孔宽取1.5计算，为防止由于加工误差造成的带轮晃动，取；确定轴承润滑方式：，应当选取润滑油润滑方式；为防止箱体部润滑油溅到轴承上冲走润滑油，将轴承与箱体壁距离取大于8mm由于所选套筒长度25mm，故轴承断面到箱体壁的距离取15mm，为适宜齿轮传动时散热，取齿轮距箱体壁为此取10mm,故有；套筒档齿轮时，为保证精度取，故同时将修正为；轴环取，故取；由于安装时齿轮箱体轴承均对称分布，取，包括越程槽尺寸；轴承到端盖壁的距离，前所选轴承端盖螺钉知：由表中公式得轴承端盖厚度

13、，查表可取A级M10非全螺线的螺栓即此时取端盖到大带轮的扳手空间为，此时取。图1. 高速轴结构设计示意图B. 低速轴：1. 选择轴的材料、热处理方式：由于无特殊要求，选择最常用材料45钢，调制处理。查【1】表14-1得知：硬度：；强度极限：；屈服极限：；弯曲疲劳极限：。查【1】表14-3得：弯曲需用应力静。2. 初步估算轴最小直径：由式2得：，查表得取118计算。由前计算可知：，故，由于开了一个键槽，故。3. 轴的结构设计：根据低速轴上所需安装的零件，可将其分为7段，以表示各段的直径，以表示各段的长度。处安装联轴器，处安装轴承端盖，处安装三号轴承与套筒，处安装大齿轮，处安装四号轴承1) 径向尺

14、寸：联轴器的初步选择：根据低速轴的计算转矩与转速查表可选用凸缘联轴器，型号为“，可得其轴孔直径为，深孔长度为。根据上所选联轴器，取；根据密封毡圈的标准，取；根据此处尺寸选择6214型号轴承查表知所选轴承径为70mm，外径为125mm，且轴承宽度，故取；为方便测量取；查表得安装直径，故查【4】表11-3选取“，故；查【2】1-27知倒角倒圆推荐值为：，故孔大齿轮倒角推荐值为2mm，故取；为对称分布，故取，。2) 轴向尺寸：确定轴承润滑方式：应当选取油润滑方式。根据上定箱体两壁间的宽度可算得大齿轮到箱体壁的距离为12.5mm, 为防止箱体部润滑油渐到轴承上冲走润滑油，将轴承与箱体壁距离取大于8mm

15、为套筒尺寸此取27.5mm，故有；套筒档齿轮时，为保证精度取，故同时将修正为；轴环取，故取；由于安装时齿轮箱体轴承均对称分布，取，包括越程槽尺寸；轴承到端盖壁的距离，由于轴承外径为125mm故，选端盖螺钉为，由公式得轴承端盖厚度，查【2】表3-9可取A级M8非全螺线的螺栓即此时取端盖到大带轮的扳手空间为，故此取，由上选联轴器可知。附图3. 低速轴结构设计示意图4. 对高速轴进展弯扭强度校核略。九 联轴器的选择根据前选出的联轴器设计的低速轴校核得知，轴满足要求，故联轴器定为：。十 对轴承的选择A. 高速轴选6209号轴承B. 低速轴选6214号轴承 十一 普通平键的选择与校核根据工程经验，此处无

16、特殊要求，故均选用A型平键连接。1. 带轮处键连接：由于此处轴径为35mm，查表得：选用，由于此处转矩不大，选取铸铁为材料，故由表下的L系列选取，即。对平键进展强度校核：查表得其许用挤压应力为轻微冲击，根据式得：，故符合要求。2. 小齿轮处键连接：由于此处轴径为50mm，查表得：选用，由于此处转矩不大，选取铸铁为材料，故由表下的L系列选取，即。对平键进展强度校核：查表得其许用挤压应力为轻微冲击，根据式得：，故符合要求。3. 大齿轮处键连接：由于此处轴径为75mm，查表得：选用，由于此处转矩不大，选取铸铁为材料，故由表下的L系列选取，即。对平键进展强度校核：查表得其许用挤压应力为轻微冲击，根据式得：，故符合要求。4. 联轴器处键连接：由于此处轴径为60mm，查表得：选用，由于此处转矩不大，选取铸铁为材料，故由表下的L系列选取，即。对平键进展强度校核：查表得其许用挤压应力为轻微冲击，根据式得：，故符合要求。十二 润滑方式与密封形式的选择润滑方式：由轴的设计中确定的轴承润滑方式知：轴承为油润滑。齿轮为油润滑。密封方式：伸出轴端盖处选用毡圈密封。箱盖与箱体间采用安装前涂一层水玻璃的方式密封。