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1、成都理工大学机械设计课程设计1机械设计基础课程设计说 明 书设计题目：设计题目：减速器减速器学学院：院：环境与土木工程学院环境与土木工程学院专业班级：专业班级：勘查四班勘查四班学学号：号：姓姓名：名：指导教师：指导教师：李明辉李明辉日日期：期：20122012 年年 6 6 月月成都理工大学机械设计课程设计2设计题目： 设计皮带运输机械传动装置，双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向 传动，轴承寿命 2 年，减速器使用年限为 6 年，运输带允许误差 5%。 原始数据：运输带有效应力（F/N）：1650运输带速度 V（m/s）：1.5卷筒直径 D (mm)：280设计内容：1) 设计一级圆柱齿
2、轮减速器，计算三角带传动。2) 绘制齿轮减速器装配图一张。（A3 纸打印）；绘制从动轴上的齿轮零件工作图；（A4 纸打印）绘制从动轴零件工作图；（A4 纸打印）3) 写出设计计算说明书一份。（打印装订）第一章皮带运输机传动方案的论证成都理工大学机械设计课程设计3一传动方案的分析与研究总体设计包括机械系统运动方案选择， 原动机类型选择， 执行机构设计， 传动方案设计。 根据题目所给工作条件： 双班制， 有轻微振动， 小批量生产， 单向传动，轴承寿命 2 年，减速器使用年限为 6 年，运输误差允许误差 5%， 可知会出现载荷变动，过载和发热，所以采用 V 带传动连接过载保护，减速 装置采用闭式圆柱
3、齿轮传动类型，减速器与工作机的连接采用联轴器，由于 有轻微振动，可能发生过载，所以选用弹性联轴器。二.合理性评估与改进给出的传动方案， 采用 V 带传动和圆柱齿轮机构， 工作可靠， 传动效率高， 方便制造，环境适应性好，宽度较大。第二章 电动机的选择1.电动机类型选择： 采用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。2.电动机容量计算：电动机容量的额定功率工作机所需电动机输出功率卷筒轴的输出功率=3.电动机转速范围的确定成都理工大学机械设计课程设计4=102.32 r/min4.选择电动机的同步转速容量相同的电动机有 4 中同步转速可供选用750100015003000 r/min根据容量和
4、转速，由有关手册查出有 3 中可供选择型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）堵转转矩 额定转矩最大转矩 额定转矩质量/kgY100L2-43150014302.22.338Y132S-610009602.02.063Y132M-87507102.02.079综合考虑总传动比及尺寸大小，选取 Y100L2-4 型第三章 计算传动装置的总传动比及分配各级传动比1.传动比成都理工大学机械设计课程设计5普通 v 带 ，2. 转速 n=n/=1430/3.5=408.6（r/min）IIn=/=408.6/3.994=102.3（r/min）相对误差=（102.3-102.32
5、）/102.32-0.0002120上述选择合适。6.带的根数 z带数Lc KKPPPz)(0查教材表 13-3 得 p=1.32kw由式 13-9 得实际传动比 i=查表 13-5 得P0=0.17k=160.5 查表 13-7 得 Ka=0.96查表 13-2 得 KL=1.06由此得 Z=2.77取 3 根第五章 减速器的齿轮传动设计1.选择材料及确定需用应力小齿轮选用 ZG 340-640，硬度 179-207HBS成都理工大学机械设计课程设计8大齿轮选用 ZG 310-570, 硬度 163-197HBS由机械零件设计手册查得Hlim1E1H310-340,240-270,1.0aF
6、aMPMP SHlim2E2280-330,210-250,1.25aFaFMPMP S由lim1 1330H HaMPSlim2 2300H Ha HMPS1 1208Fa FMPS2 2192Fa FMPS2. 按齿面接触强度设计齿轮按 8 等级精度制造由于原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对成布置，一般按照中等冲击载荷计算。取 K=1.1弹性系数 ZE=188.0取齿宽系数u=i=2.5小齿轮上的转矩1119550/44000()TPnN m=72.4mm成都理工大学机械设计课程设计9齿数取 Z1=29，则 Z2=293.994=115.8 取 Z2=111故实
7、际传动比 i=3.83模数齿宽，取 b2=60mm，b1=65mm取 m=2.5mm，实际的d1=zm=292.5mm=72.5mm，d2=1112.5mm=277.5mm中心距3.验算齿轮弯曲强度齿形系数 YFa1=2.64，YSa1=1.62YFa2=2.21，YSa2=1.80由式（11-5），安全。4.计算齿轮圆周转速 VV=选择 8 级精度过高，所以选用 9 级精度是合宜的。传动比误差故误差合理成都理工大学机械设计课程设计10第六章 减速器装配图机座壁厚8机盖壁厚8机座凸缘厚度b12机座底凸缘厚度20机盖凸缘厚度12地脚螺钉直径20地脚螺钉数目n4轴承旁连接螺栓直径15机盖与机座联接
8、螺栓直径12联接螺栓 d2 的间距L150200轴承端盖螺钉直径10窥视孔盖螺钉直径8定位销直径d101816轴承旁凸台半径凸台高度h30外机壁至轴承座端面距离60大齿轮齿顶圆与内机壁距离9.6齿轮端面与内机壁距离8机盖机座肋厚m0.85轴承端盖外径成都理工大学机械设计课程设计11上表为装配图的各项数据准备画出减速器的装配草图轴承端盖凸缘厚度t12轴承旁连接螺栓距离s成都理工大学机械设计课程设计121.输入轴（高速轴）结构设计高速轴轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。选择 45 钢正火。硬度达到 170217HBS,抗拉强度b=600MPa，屈服强度e=355MPa。b1=60MPa成都
9、理工大学机械设计课程设计13（1）计算 d1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率 P和扭矩 T取 C=107最小直径计算（查机械设计基础教材表 153取 c=107）考虑键槽，故其直径要增加 0.05 到 0.07，此处取 0.07 选择标准直径（2）计算2d（h=0.07+3）因2d必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取2d=30mm；（3）计算3d按3d大于的原则，且3d必须与轴承的内径一致，查手册 P64-65定3d=35mm 。轴承采用 6207GB/T276-1994 号 D=72mmd=35mm轴承盖采用凸缘式轴承盖 e=9.6mm =112mm =92mm（4）计算4d与
10、小齿轮连接4d=72.5mm成都理工大学机械设计课程设计14（5）计算5d5d=3d=35 mm，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。计算轴各段长度（1）计算1L（2）计算2L=m+e+1520=40（3）计算3L挡油环宽度=（4）计算4L此段为小齿轮的齿宽（5）计算5L成都理工大学机械设计课程设计152.输出轴（低速轴）结构设计低速轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。选择 45 钢正火。硬度达到 170217HBS,抗拉强度b=600MPa，屈服强度e=355MPa。b1=60MPa（1）计算 d1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率 P和扭矩 T取
11、 C=107最小直径计算（查机械设计基础教材表 153取 c=110）考虑键槽 ，且低速轴要与弹性联轴器连接，故对进行圆整选择标准直径（2）计算2dh 取 2 到 3因2d必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取2d=40mm；采用 6211 轴承 B=21mm D=100mm轴承盖采用凸缘式轴承盖 e=1.2 取 8e=9.6mm成都理工大学机械设计课程设计16（3）计算3d，且3d必须与轴承的内径一致，圆整3d=55mm（4）计算4d与小齿轮连接圆整标准直径，一般取 0,2,5,8 尾数取（5）计算5d 542ddhh=0.07*60+3=7.2取5d=75mm；（6）计算6d6345ddm
12、m，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。确定各轴长度（1）计算1L与联轴器相连接又选取联轴器型号LT2所以取（2）计算2L2L+ 所以取=65mm成都理工大学机械设计课程设计17（3）计算3L=36mm（4）计算4L44(1.21.5)d265 268Lmm （5）计算5L5441.41.4 (0.07 0.1)310Lbddmm （6）计算6L3.输入轴强度校核计算(1)计算齿轮受力圆周力： Ft=2T2/d2=1276 N径向力:Fr=Fttan成都理工大学机械设计课程设计18作用在带轮端上的外力 F=516(见教材 p210)K=60mmL=106mm是直齿轮
13、，故轴向力：0aFN（2）按许用应力校核轴的弯曲强度1.轴的受力简图 （图 A）2.求支持反力垂直面支反力F1v=F2v=Fr/2=232 N成都理工大学机械设计课程设计19水平面支反力F1H=F2H=Ft/2=638 NF 在支点产生的反力=292N=F+=808N3.作弯矩图垂直弯矩20.513 .avavVMMLFN m水平弯矩10.584 .HMaHLFN m成都理工大学机械设计课程设计20F 产生的弯矩 M2F=F.K=31Na-a 截面 F 产生的弯矩 MaF=F1F.L/2=15N.m4.求合成弯矩，作出合成弯矩图（图 E）22 aF+100 .aavaHMMMMNm=100N.
14、m传递的转矩T=.=46N.m最危险截面当量弯矩104N.m轴的材料选用 45 好钢 正火处理=60MPa则 d=26mm由前面轴的设计可知道，齿轮轴径为 72.5mm 所以轴的强度适合。4.输出轴强度校核计算成都理工大学机械设计课程设计21L=+2+轴肩-B=125mmK=+-B/2=133圆周力： Ft=2T2/d2=1276 N径向力:Fr=Fttan成都理工大学机械设计课程设计22作用在带轮端上的外力 F=0.25*2T 输/D。=166 N是直齿轮，故轴向力：0aFN按许用应力校核轴的弯曲强度1) 轴的受力简图 （图 A）2) 求支持反力垂直面支反力F1v=F2v=Fr/2=232
15、N水平面支反力F1H=F2H=Ft/2=638 N=177N=F+=343N3) 作弯矩图垂直弯矩20.514.5 .avavVMMLFN m水平弯矩10.540 .HMaHLFN mF 产生的弯矩 M2F=F.K=22Na-a 截面 F 产生的弯矩 MaF=F1F.L/2=11N.m成都理工大学机械设计课程设计234) 求合成弯矩，作出合成弯矩图（图 E）22 aF+54 .aavaHMMMMNm=54N.m传递的转矩T=.=46N.m最危险截面当量弯矩113N.m轴的材料选用 45 好钢 正火处理=60MPa则 d=13mm由前面轴的设计可知道，齿轮轴径为 60mm 所以轴的强度适合。5.
16、轴承的寿命计算高速轴成都理工大学机械设计课程设计24查手册 P65 知， =25.5KN=15.2KN向心轴承只承受径向载荷时，当量载荷 P=由教材式 16-2 可知 轴承寿命 7.003低速轴查手册 P65 知， =43.2KN=29.2KN向心轴承只承受径向载荷时，当量载荷 P=由教材式 16-2 可知 轴承寿命 1.36普通平键及其校核1）根据工作条件，有轻微振动，输入轴与大齿轮连接采用平键连接。此段=20mm=33因为装在轴端所以采用 c 型平键查手册表 10-9b=6mmh=6mmL=30mm选用 键 c615GB/T1096-2003强度校核=57合格成都理工大学机械设计课程设计252）输出轴与大齿轮的连接此段 d =60mmL=68mm选用 A 型键b=18mmh=11mmL=50mm选
