机械设计课程设计说明书单级直齿圆柱齿轮减速器.doc

济源职业技术学院机电类课程课程设计报告（20 07 20 08学年第 一 学期） 设计题目：单级直齿圆柱齿轮减速器专业班级： 模具 班 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计日期：2007.12.292008.1.7 设计地点： 实训楼 教务处目录一、课程设计目的：1二、课程设计的任务（附具体设计任务书一份）1三、课程设计时间安排：1四、机械设计基础课程设计任务书2五、机械设计课程设计设计说明31、电动机的选择:32、计算传动装置的总传动比43、计算传动装置的运动参数和动力参数44、各轴转矩55、传动带的设计56、减速器齿轮的设计77、轴的设计98、轴承的选择149、键的选择1410、减速器箱体的设计15六、设计总结：17七 参考文献18一、课程设计目的：1、通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与生产实际知识来分析和解决机械设计问题的能力。 2、学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。 3、进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计和绘图的训练。二、课程设计的任务（附具体设计任务书一份）1、减速器装配草图1张A0图纸 。2、零件工作图2张A2或A3图纸。（传动零件齿轮、轴或箱体） 3、设计计算说明书一份，内容包括：拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（按弯扭合成强度计算）、键的强度校核，选择联轴器等，约8000字。三、课程设计时间安排：1、传动装置总体设计、传动件计算：2天2、装配草图设计：2天3、正式装配图设计：3天4、绘制零件图：1天5、完成说明书：2天四、机械设计基础课程设计任务书设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器设计方案：（带式输送机传动装置图）1.电动机 2.带传动 3.减速器 4.联轴器 5.滚筒 6.传动带已知条件：运输带工作拉力F=2300N；运输带工作速度v=1.5m/s允许运输带速度误差为5%）；滚筒直径D= 320mm；两班制，连续单向运转，载荷轻微冲击；工作年限5年；环境最高温度350C；小批量生产。应完成的工作1、减速器装配图1张；2、零件工作图12张（从动轴、齿轮）；3、设计说明书1份。课程设计记录（详细内容、要求、问题讨论及注意事项）：五、机械设计课程设计设计说明1、 电动机的选择:（1）、动机的型选择电号 本减速器在常温下工作，载荷轻微冲击，对起动机无特殊要求，故选用Y系列笼型三相异步电动机，封闭式结构，电压为380V。（2）、确定电动机的功率： 工作机所需功率： 故电动机至工作间的总效率（包括工作机效率）为： 由设计手册得 (带传动)，（轴承），（齿轮精度为8级） （轴承），（联轴器），=0.96（卷筒）代入，得电动机的工作功率： 故选取电动机的额定功率（3）、确定电动机的转速：卷筒轴工作转速：取V带传动比，一级圆柱齿轮减速器传动比，则总传动比合理范围为，电动机的转数可选范围为： 符合这一范围的同步转速有750、1000两种，可查两种方案，见下表：方案电动机型号额定功率（KW）同步转速满载转速总传动比带传动比齿轮传动比1Y132M2-65.5100096010.733.572Y160M2-85.57507209.512.43.96综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比选用方案一中机型。主要外形和安装尺寸见下表：中心高（mm）H外形尺寸(mm)L安装尺寸（mm）AB轴伸尺寸(mm)DE13251534531521617838802、 计算传动装置的总传动比：（1） 传动装置的总传动比： （2） 分配各级传动比： 为了使三角带传动的外廓尺寸不致过大，取传动比，则齿轮传动比：3、 计算传动装置的运动参数和动力参数：a) 各轴的转速为：轴 轴 滚筒轴 b) 各轴功率：轴 轴 卷筒轴输入功率4、 各轴转矩： 电动机轴 轴 轴 卷筒轴输入转矩 将计算数值列表如下： 轴号功率(KW)转矩T(Nm)转速n（r/min）电机轴4.0139.89960轴3.85114.88320轴3.73397.988.9卷筒轴3.7338688.95、 传动带的设计：1.选择V带型号：查表，得工作情况系数1.3所需传递的功率 又因 故选择V带的型号为 A 型2.确定带轮直径：由设计手册得 小带轮直径：D 大带轮直径： 按表 选取标准值3核算带速： 因为所以符合要求4初步确定中心距：+ ； 280800取5确定带长 + 1648mm 查设计手册，取带的基准长度6修正中心距： +576考虑到安装调整及长期工作后松弛对其进行张紧的情况，中心距应留一个调整佘量，变动范围为： amin=a-0.015=551.28mm +0.03Ld=625.44mm 7校核V带带轮包角： 小带轮 160.1 所以，均符合要求8确定V带根数由式 根据D1=100mm 查表得 p0=0.97kw 由 0.11kw 得出 查表10.8得长度修正系数 1.01 查表 得包角系数 0.95 V带根数Z 故取7根。9确定带的初拉力：10确定带对轴的压力11带轮的设计（略）12. 设计结果 选用7根A2000 GB 1154489V带，中心距a=576mm，带轮直径D1=100mm，D2=300mm.6、 减速器齿轮的设计1.选择齿轮减速器材料及精度等级：(1)选择齿轮材料，热处理方式该齿轮无特殊要求，可选用一般材料，查表并考虑的要求，小齿轮选用45钢，调质处理，齿面硬度取HBS230,大齿轮选用45钢，正火处理，齿面硬度取HBS190.(2)确定精度等级：减速器为一般齿轮传动估计圆周速度不大于5m/s,根据表可知，精度等级初选9级精度。（3）确定许用应力，有图12.11C、图12.14C分别查得， 有表12.5查得 和 ，故 因齿面硬度小于HBS350，属软齿面，所以按齿面接触强度进行计算。2.按齿面接触疲劳强度设计 有式（12.7），计算中心距 （1） 取 （2）小齿轮转矩 (3)取齿宽系数 (4)由于原动机为电动机，载荷平稳支承为対称布置，查表12.4选K=1将上述数据代入，得中心距3.确定基本参数计算齿轮的主要尺寸(1)选择参数：取Z1=32,则Z2=iZ1=93 取Z2=94(2)确定模数：有表5.1取(3)确定中心距：(4)确定齿宽：为了补偿两齿轮轴向尺寸的误差，使小轮宽度略大于大轮，故取 (5)分度圆直径： 4.验算齿根弯曲疲劳强度(1)有式(12.9)校验算齿根弯曲强度 取 由图12.13查得7 YF2=2.23代入上式得 安全 安全(2)验算圆周速度：由表12.3知选9级精度合适。7、 轴的设计1、选择轴的材料和确定许用应力：选用45号钢，并经正火处理，已知从动轮转速r/min 传递功率p=3.61km查表 强度极限 许用弯曲应力2、按扭转强度估算轴径查得 又由式（14.2）得： 因轴的伸出端开一个键槽，故要将轴径增大3%-5%即取： 考虑到伸出端要与联轴器连接，故选绘制轴的结构草图，如图所示3、轴上需要安装的零件的位置及轴上零件的定位方式要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺序和固定方法，如图确定齿轮从轴的右端装入齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒定位。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全固定，齿轮的同向固定采用平链连接，轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用两肩固定，同向采用过盈配合固定。4、确定轴的各段直径轴段1为外伸端，外接联轴器定位轴段3上应有轴肩同时为能很顺利地在轴段3上安装轴承，轴段3必须满足轴承内径的标准，故取直径轴段4 为了便于拆卸左轴承。取轴段5 5、确定轴的各段长度按齿轮的轮齿宽度72mm，由滚动轴承尺寸查得轴承宽为，则将左轴径长度定为。齿轮的端面与箱体内壁的距离定为大于，轴承端面与箱体内壁的距离取或者取,用机体内的油润滑，故取轴环宽度为，套筒长度取。由结构草图看出，跨距。处（右边）的长度定为。为便于装拆右端盖螺钉，以便打开机盖，将处的长度定为。6、验算轴的强度 画出轴的受力图（图a）并确定轴上的作用力。圆周力，径向力 水平面内的弯矩图(图b)，支点反力为 截面处的弯矩为： 截面处的弯矩为： 垂直面内的弯矩图（图c） 截面处的弯矩为： 截面处的弯矩为 作合成弯矩图（图d） 截面 截面 做转矩图（图） 求弯矩因减速器单向运转，故认为转矩为脉动循环变化，取修正系数 截面 截面 确定危险截面及校核强度由图可以看出应为危险截面。故对截面进行校核： 截面 截面 查得，满足的条件，故轴的强度足够。7、修改轴的结构：因所设计轴的强度余量不大，此轴不再修改。8、绘制从动轴（齿轮轴）的结构草图 8、轴承的选择从动轴的轴承选用滚动轴承，型号为6212，各部分尺寸为： 主动轴（齿轮轴）的轴承选用滚动轴承，型号为6210，各部分尺寸为： 9、键的选择轴径键宽2014键高129键长5070键代号为 10、减速器箱体的设计1. 箱体材料选用HT200铸造而成，结构采用剖分式。2. 箱体结构设计为使箱体有足够的强度，应对箱体的外壁加上肋板，为了提高轴承座处的联接刚度，孔两侧的联接螺栓的距离应尽量缩短，但不能与端盖螺钉孔干涉，同时轴承座孔附近还应做出凸台，但其高度要保证安装时有足够的板手空间。为了提高箱体钢性，箱盖和箱座的联接凸缘应取厚些，箱座底凸缘的宽度B应超过箱体内壁。减速器的润滑采用浸油润滑，减速器中滚动轴承采用飞溅润滑，因此，应在箱座接合面上制出输油沟。为了保证良好的密封性，箱盖与箱座的接合面应精加工，表面粗糙度不大于，为了进一步提高密封性，在箱座凸缘上面还应加工出回油沟。3. 减速器附件为了检查传动件的啮合情况、注油、排油、指示、油面及装拆吊运等，减速器还应安装以下几种附件 观察孔和观察孔盖，通气器，吊环螺钉、吊耳和吊钩，圆锥定位销，启盖螺钉，油标，放油螺塞和排油孔，调整垫片。 4.综合考虑，箱体的尺寸和各部分零件的尺寸如下： 箱座壁厚度： 箱盖壁厚度： 箱座凸缘厚度： 箱盖凸缘厚度： 箱座底凸缘厚度： 地脚螺钉数目： 地脚螺钉直径： 轴承旁联接螺栓直径： 箱盖与箱座联接螺栓直径 联接螺栓的中心距： 轴承端盖螺钉直径： 观察孔盖螺钉直径： 、到外箱壁距离： 、到凸缘边缘距离： 定位销直径： 轴承旁凸台半径： 轴承端盖外径： 箱盖、箱座肋板厚度： 轴承端盖凸缘厚度： 外箱壁到轴承座端面距离： 六、设计总结：经过了两个星期的艰苦努力，我们的机械设计课程设计终于告一段落了。我们刚开始设计时，感觉很迷茫，不知从何下手，心里真的是没一点谱，感觉挺难受的。但当我们投入进去时，一切也并不是像想象的那么可怕。通过这次课程设计，我学到了许多在平时学不到的知识。在设计的过程中，姚老师很耐心的给我们讲解，同学们也互相帮助互相学习，碰到比较棘手的问题时，就在一起讨论讨论，各抒己见。增进了互相之间的团结和互助，更提高了同学们解决问题的能力。我们设计的是一个减速器，设计中我们必须考虑它的经济性、实用性、工艺性等等，使自己的设计尽可能的合理，在原先的基础上尽可能的发挥自己的创新能力，设计一个具有特色的减速器。首先，我们需要考虑总的设计方案，比较它们的优、缺点，选择最佳的方案。其次，再根据总结出方案设计具体的零件，其中同样考虑各个零件的优越性，在比较中选择最好的。这也是任何一个设计所必须遵循的步骤。从我们不知该怎样下手，到经过老师的指点终于弄明白了设计顺序和应注意的事项，这时的我们终于有了得心应手的感觉。这次课程设计对我们这些总是眼高手低的同学来说是一次非常大的考验，因为它要求设计的机器能用到实际的工作中去，而这也是我们平时练习时最大的缺陷，所遇到的最大问题是学的理论不能与实践完全的结合。再者就是机械设计中有许多需要运用工作经验去解决的问题和选择参数的时候，让我们不敢下手，对此老师教我们要敢于选择敢于实验。在设计的过程中我们有遇到了许多的困难和挫折，比如当有多个数据我们不知道选择哪一个？还有就是设计出来的轴没有符合要求时我们也很迷茫，很不知所措。但是谁也没有因此而停止而放弃。从数据的草算，到图纸的制定，每一个细节都仔细勘察，翻阅了大量的资料。带传动减速器的设计内容的最重要的部分是减速器的设计，同时还要注意与电动机传动的配合，老师的要求设计出配合尺寸和装配图及个别零件图并写出设计说明书这对同学们来说都是一次新的尝试和创新。总之，在整个课程设计的过程中我收获很多，是这个实习的机会让我把理论与实践结合起来，是这个实习的机会让我对设计产生兴趣，我也坚信自己会做的更好。参考文献1 岳平山.机械设计基础.石油工业出版社，1995 2 孙宝钧.机械设计课程设计.机械工业出版社，19973 孙宝钧.机械设计基础.机械工业出版社，19974 杨可桢.程光蕴，机械设计基础.高等教育出版社，19915 吕慧瑛.机械设计基础学习与训练指导.清华大学出版社，2002课程设计成绩评定成绩项目标准优秀工作态度遵守设计时间，在指定地点设计，认真查阅资料，积极询问和讨论，计算绘图有根有据，自己主动与他人协助，在班级中起带头作用。设计数量按时完成装配图一张，零件图两张和设计说明书一份。设计质量计算正确性：电机选择、传动比分配合理，传动件强度设计内容完整正确，说明书简明扼要，条例清晰，与设计图纸数据一致。绘图规范性：装配图和零件图结构表达清楚，视图、尺寸和公差、标题栏、明细表、技术要求完整，并符合制图标准和规范。设计合理性：材料、参数、精度与标准件等选择合理，符合标准，零件结构合理，工艺性良好。良好同上介于优秀和中等之间，有较强的独立设计能力，在班级中属于先进地位。中等工作态度遵守设计时间，在指定地点设计，计算绘图有根有据，在班级属于中间地位设计数量按时完成装配图一张，零件图两张和设计说明书一份。设计质量计算正确性：电机选择、传动比分配合理，传动件强度设计内容完整正确，说明书简明扼要，条例清晰，与设计图纸数据一致。绘图规范性：装配图和零件图结构表达基本清楚，视图、尺寸和公差、标题栏、明细表、技术要求完整，并符合制图标准和规范。设计合理性：材料、参数、精度与标准件等选择基本合理，符合标准，零件结构基本合理，工艺性良好。及格同上低于中等要求，得到了设计的基本要求。不及格工作态度经常缺勤，抄袭别人的设计内容，或让别人代作。设计数量未按时完成装配图一张，零件图两张和设计说明书一份。设计质量说明书条例不清，内容不完整，设计计算有严重错误；视图表达不清，不符合标准，结构存在严重错误。成绩 指导教师