展开式二级圆柱齿轮减速器课程设计说明书

机械设计课程设计 题目题号：展开式二级圆柱齿轮减速器 学 院：机电工程学院 专业班级：机械 102 学生姓名：吉洪涛 学 号： 2010111046 指导教师：王银彪 成 绩：优秀 2012 年 12 月 2 日 目 录 一 课程设计任务书 3 二 设计要求 3 三 设计步骤 4 5 5 7 7 带和带轮 9 12 22 28 30 器的选择 31 32 36 38 39 机械设计课程设计成绩评阅表 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³等级系数（等级系数： A 为 B 为 C 为 为 3、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格” 题 目 评分项目 分值 评价标准 评价等级 得分 A 级（系数 C 级（系数为 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、发言情况一般 ，回答问题有较多错误。 评价总分 总体评价 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 小批量生产。 1)选择电动机型号； 2)确定带传动的主要参数及尺寸； 3 二 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器4 联 轴 器5 带 式 运 输 机1 电 动 机2 V 带 传 动3)设计减速器； 4)选择联轴器。 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。 运输机工作轴转矩T/(N² m) 800 850 900 950 800 850 900 800 850 900 运输带工作速度v/(m/s) 输带滚筒直径D/60 370 380 390 400 410 360 370 380 390 工作条件： (1)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%。 (2)使用期限 工作期限为十年，检修期间隔为三年。 (3)生产批量及加工条件 (4) 小批量生产。 原始数据： 运输机工作轴转矩 T（ 800 运输带工作速度 V（ m/s） 筒直径（ 400 二 . 设计要求 (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。 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 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3 二 级 圆 柱 齿 轮 减 速 器4 联 轴 器5 带 式 运 输 机1 电 动 机2 V 带 传 动布，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： w*550 =0*1000V/(d*9550)=800*60*1000*00*9550)=5.6 行机构的曲柄转速为： 0³ 1000v/ d=率范围 : 1： 带传动： V 带 2： 圆柱齿轮 7 级 3： 滚动轴承 4： 联轴器 浮动联轴器 w 滚筒： = 1* 2* 2* 3* 3* 3* 4* w =d = =因为额定转速 w 取 用传动比： V 带： 4 圆柱齿轮： 5 圆锥齿轮： 3 i=4³ 35³ 35=18100 取 i=1840 N=i=（ 1840）³ 0412313.2 r/ N=1500r/ 动机 440r/号 额定功率载转速 启动转矩 最大转矩 中心高 H 1440r/ 32. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比 i=w=i 减 =i2 低速级齿轮传动比； 总传动比 i=w=1440/ V 带 传动比 减速箱的传动比 i 减 =i/ 浸油深度要求推荐高速级传动比： 一般 i1*.1*4. 计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴转速 (r/n0=440 r/n =nm/80n = n /n = n /r/）各轴输入功率（ d= = 1= = P³ 2³ 3= = P ³ 2³ 3= = P ³ 3³ 4= 1= v= 2= 齿 = 3= 滚 = 4= 联 = 注意：滚筒轴负载功率是指其输出功率，即： w=）各轴输入扭矩（ 550³ Pd/ =9550³ P /n = =9550³ P /n = =9550³ P /n = =9550³ P /n =动和动力参数结果如下表 编号 理论转速（ r/ 输入功率（ 输入转矩(N² 传动比 效率 电机轴 1440 速轴 480 间轴 速轴 滚筒轴 带和带轮 电动机功率 P=速 n=1440r/传动比 1 确定计算功率 机械设计课本表 8工作情况系数 A³ P= 带的带型 根据 图 8 A 带 确定带轮的基准直径 验算带速 V 1） 初选小带轮的基准直径 表 8小带轮的基准直径 60 ） 验算带速 v，按式（ 8算带的速度 V=³ 60*1000)=60*1440/(60*1000)=m/s 又 5 m/s 以被“压紧”的轴承 1 “放松”的轴承 2 2) 当量动载荷 速轴轴承选用 7213 由于有轻微震动，取 1.1 3 e,查表 13 X=1=r2=e,取 X=1,Y=0 P2= ）验算轴承寿命 因为 1P > 2P ，所以按轴承 1 的受力大小验算 3366 98 5. 191085(0)1(60 10 L>>L h 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 机械课程设计手册，选用 A 型， b³ h=10³ 8， L=32 中间轴齿轮的键联接 根据 d =54 机械课程设计手册，选用 A 型， b³ h=16³ 10， L=50 低速轴齿轮的键联接 （ 1） 选择类型及尺寸 根据 d =67 机械课程设计手册，选用 A 型， b³ h=20³ 12， L=70 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 k l = L 700 mm k = 6 2) 强度校核 此处，键、轴和轮毂的材料都是钢， 查表 6轻微震动，取 p=110 = p = . m m p 键安全合格 1 选择类型及尺寸 根据 d =60机械课程设计手册，选用 C 型， b³ h=18³ 11 L=702 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 k l = L b/2=61 mm k = 0.5*h =6 2) 强度校核 此处，键、轴和轮毂的材料都是钢， 查表 6轻微震动，取 p=110= p = M P ak p 键安全合格 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 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 =10盖壁厚 1 1=10体凸缘厚度 b， 座 b= =15盖 =15底座 =25厚 m， 座 m= =8盖 m= =8脚螺钉直径 a+12=取 脚螺钉数目 n n=6 轴承旁联接螺栓直径 d1 8 盖、箱座联接螺栓直径 承端盖螺钉直径 d3 * 视孔盖螺钉直径 d4 位销直径 d d=（ *10 mm C1 0mm 0mm 0mm 凸缘边缘的 C2 6离 6mm 6承旁凸台高度半径 1= 6体外壁至轴承座端面的距离 l1 1+510)=66 齿轮顶圆至箱体内壁的距离 1 取 18 轮端面至箱体内壁的距离 2 > 取 15承端盖外径 2D 2 +（ 5* 3d 120（ 1轴） 140（ 2轴） 176（ 3轴） 轴承旁联结螺栓距离 S 2 120（ 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 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 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 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 d 8mm f)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。 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，代号滑油运动粘度为 198s。 3） 油量计算 以每传递 1率所需油量为 350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 1率所需油量 为 700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 10速大齿轮浸油深度在 31 61 齿轮半径；大齿轮齿顶距箱底距离大于 30 50要求得：（设计值为 50） 最低油深： 最高油深： 又箱体内壁总长： L=566体内壁总宽： b=208以箱体有足够的储油 量。 2轴承的润滑与密封 由于 ³ 510 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（ 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。 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 经过十几天的努力 ,我终于将机械设计课程设计做完了 我遇到了许多困难 ,一遍又一遍的计算 ,一次又一次的设计方案修改，这都暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足，计算出现了很多小问题，令我非常苦恼 我找到了问题所在之处 ,并将之解决 尽管这次作业的时间是漫长的 ,过程是曲折的 ,但我的收获还是很大的 也对机械制图、 进一步的掌握。对我来说 ,收获最大的是方法和能力 在整个过程中 ,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验 ,没有感性的认识 ,空有理论知识 ,有些东西很可能与实际脱节。在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。 总体来说 ,我觉得做这种类型的作业对我们的帮助还是很大的 ,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，综合应用才能很好的完成包括机械设计 在内的所有工作，也希望学院能多一些这种课程。 五 1机械设计课程设计，高等教育出版社，李育锡主编，2008年 6 月第 1 版； 2机械设计课程设计，北京大学出版社，许瑛主编， 2008年 8 月第 1 版； 3机械设计课程设计，科学出版社，巩云鹏，田万禄，张伟华，黄秋波主编， 2008年 3 月第一版； 4机械设计综合课程设计，机械工业出版社，王之栎，王大康主编， 2009年 1 月第二版； 5机械设计（第八版），高等 教育出版社，濮良贵，纪名刚主编， 2006 年 5 月第八版；