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1、课程设计指导 课程名称:机械零件课程设计 标题:带式输送机齿轮减速器 班级:X 班，XXXX，XXXX 专业 姓氏:XXXX 编号:XXXXX 讲师:XXXXX 评估结果: 老师的评语: 讲师签名: 目录 一、设计任务书 二。设计目的 三。运动参数的计算、原动机的选择 四。链传动的设计和计算 齿轮传动的设计和计算 不及物动词轴的设计与计算 低速轴的设计 高速轴的设计和检查 七。检查滚动轴承的选择 八。键的选择和检查 九。联轴器的选择和计算 XI。润滑方式、润滑油品牌和密封装置的选择 十二。设计总结 十三。参考文献 一. 程序 1.设计题目:带式输送机齿轮减速器 2.传动装置示意图 1.马达 2
2、。耦合 3。单级螺旋圆柱形减速器 4。链传动 5。驱动辊 6。移动带 3.使用条件 1)使用寿命 10 年，两班倒(每年 300 天)； 2)负荷有轻微冲击； 3)运输物品和货物； 4)传输不可逆。 4.原始条件 1)工作机输入功率为 3.5KW 2)工作机的输入速度为 160 转/分。 二。设计目标 (1)培养理论联系实际的设计思想，分析解决机械设计、选型、验算的知识。 (2)培养学生的机械设计技能，使其能够独立分析和解决问题。树立正确的设计思想，重点学习典型齿轮减速器的工作原理和动态计算特点，为以后的实际工作打下基础。 (3)基本设计技能的培训，如查阅设计资料(手册、标准和法规等。)，计算
3、、应用和使用经验数据，进行经验估计和处理数据。进一步培养学生的 CAD 制图能力和撰写设计说明书等基本技能。完成工程技术人员在机械设计方面所必需的设计能力的培训。 3.运动参数的计算和原动机的选择。 一、电机的选择 1运动参数的计算和电机的选择。 (1)查表可知各传动机构的传动效率如下表所示: 效率 齿轮 键 耦合 轴承 卷 0.97 0.96 0.99 0.99 0.96 因此，机构的总传动效率由上表计算得出。 总计= 0.9920.990.970.960.970.96 = 0.84 计算电机功率 电力=3.5/0.84=4.17(千瓦) (2)选择电机 a)根据电机转速、电机所需工作功率
4、Pd，考虑传动装置尺寸、重量传动比、价格等因素，根据机械设计手册第 167 页表 12-1，电机型号为 Y132S1-2，额定功率5.5KW，满载转速2900 r/min。 b)电机选型分析:相同功率的电机通常有几种同步转速可供选择。对于同步速度高的电机，级数越少，成本越低。因此，应尽可能选择同步速度高的电机。 2.传动比分布 总传动比:I 总=n 电动/n 滚筒=2900/160=18.125 总 I =i齿 I链i 链(2-7) I齿(4-6) I 链= 4.1；I =4.5齿 3.计算轴的速度、功率和扭矩。 项目 电动机 轴 I 轴 第三轴 旋转速度 2900 2900 644 160
5、电源 p 5.5 5.39 5.18 4.62 扭矩 t 18.11 17.75 76.7 275.72 一、传动比 一个 4.5 4.1 效率 0.99 0.96 0.95 四 链传动的设计与计算 计算和解释 结果 1.从以上步骤可以知道；I =4.1 链轮齿数；表 13-12 选择 Z1 =23-25 大齿轮齿数:Z2 =i 链 Z1 =94.3 实际传动比:i=Z2/Z1 =95/23=4.13(误差小于 5%) 2.链节数量: 初始对中距离 a0=40Pa，可通过以下公式获得: LP = 2 A0/p+(Z1+z2)/2+p/A0(z2-Z1)2/(2)2 = 142.3节 3.计算功
6、率:KA =1.2 Pc =KAP =5.181.2=6.27KW 4.链节距:P0 =Pc/KzKm =5.09KW 结合小链轮的转速(n=644r/min)，我们从图中可以看出: Kz =(Z1/19)1.08 =1.23 采用单排链条，Km =1.0，节距 p = 15.875mm 5.实际中心距:a =a0 =30P =635mm 6.计算链条速度:v = z1pn1/60000 = 3.92m/s。 7.作用在轴上的压力: FQ =(1.21.3)F；取 FQ =1.3F F =1000Pc/v =1586.7N FQ = 2062.8 北纬 Z1 =23 Z2=95 取 Lp=14
7、2 节 选择 10A 单排链条。 五 齿轮传动的设计与计算 计算和解释 结果 一 齿轮设计 1.选择齿轮类型、材料和齿数。 1)根据图中所示的传动方案，选择斜齿圆柱齿轮传动。 2)选材:小齿轮采用 45 钢(表面硬化)，硬度 4050HRC，大齿轮采用 45 钢(表面硬化)，硬度 4050HRC。这两种材料是一样的。 3)小齿轮齿数 Z1=19，小齿轮齿数 Z2=4.519=85.5，Z2=86 2.按齿根弯曲强度设计计算。 1)校核弯曲疲劳强度极限 FE=680MPa，接触疲劳极限Hlim =1150Mpa，最小安全系数 SH=1，SF=1.25，弹性系数ZE=188.0，ZH=2.5，计算
8、许用弯曲疲劳应力: F1= F2=0.7FE/SF=380.8Mpa H1=H2=史林。 /SH=1150MPa 2)计算荷载系数k 齿轮以 8 级精度制造。查载荷系数 K=1.3，齿宽系数d=0.8，计算齿轮扭矩，一级螺旋角，实际传动比，齿廓系数。 小齿轮上的扭矩t1 = 9.55106(p/n) = 1.77104牛顿毫米 主螺旋角= 15 齿形系数 ZV1=Z1/=21.08 ZV2=Z2/=95.43 查图 118 得 YFa1=2.88 YFa2=2.23 查图 119 得 YSa1=1.57 YSa2= 1.78 3)计算大、小齿轮的 FSaFaYY并加以比较 111FSaFaYY
9、= 0.01187 222FSaFaYY= 0.01042 故应对小齿轮进行弯曲强度计算 法向模数 mn31211211cos2FSaFadYYzKT= 1.38 取 mn= 2 4)计算中心距 acos221nmzz = 108.71mm a 圆整后取110mm 5)按圆整后的中心距修正螺旋角 = arcosamzzn221= 17。2048” 6)计算大、小齿轮的分度圆直径 d1cos1nmz=39.81mm d2cos2nmz=180.2mm 7)计算齿轮宽度 b= dd1= 0.839.81= 31.848mm 取 b1= 32mm ，b2= 37mm 3.按齿面接触强度设计 H1=
10、ZEZHZ12211bdKT = 126.7MPa H1= 380.8MPa H2= ZEZHZ12211bdKT =111.23 MPa H2 = 380.8MPa 安全 齿轮的圆周速度 V= 10006011nd= 6.04 m/s 对照表可知，选 8 级制造精度是合宜的。 这些参数如下 项目 结果 谈到 Z1=19 Z2=86 标准中径 d1 = 39.81mm毫米 d2 = 180.2mm毫米 中心距 a = 110mm毫米 齿轮宽度 b1 = 32mm毫米 b2 = 37mm毫米 六轴计算 计算和解释 结果 1. 计算每个轴的最小直径。 根据公式30PdAn得： d113.5mm ;
11、d222mm 考虑到第轴与联轴器相接，第轴与齿轮相接，由于链轮和联轴器是标准件，查表确定第轴最小径为 16mm; 第轴最小直径为 24 mm 2. 确定齿轮和轴承的润滑 计算齿轮圆周速度 1160 1000vd n=6.04m/s 齿轮采用油池润滑 3. 轴材料的选择 根据轴的受力分析查表 15-1 选择 45 钢，正火处理 4. 轴的结构设计 (1) 高速轴 拟订轴上的零件装配方案，根据受力分析选择角接触球轴承，根据最小直径和安装轴承盖和齿轮的要求，初步定轴长和轴肩，轴端倒角为245,各轴间处的倒角半径为R4。 选择圆锥磙子轴承 30205 d = 25 mm D = 52mm B = 15
12、 mm T=16.25mm 。 (1) 这根高速轴为齿轮轴，m = 2 z = 19,分度圆 d =40mm 低速轴 拟定轴上零件的装配方案，根据受力分析选择角接触球轴承，根据最小直径和安装轴承盖及齿轮的要求初步确定轴长和轴肩，轴端倒角为2 45，每根轴的倒角半径为R4。 选择圆锥滚子轴承 30206 d = 35 mm D = 72 mm B = 17mm T=17.25。 因为 D1 和 D4 需要组装轴承，D1 = D4 = 30mm，与承重墙配套。D3 是档位定位功能。根据结构，D3 = 36mm。根据轴的最小直径，D6 = 22mm 与链轮相匹配。 根据轴肩要求，D2 = 42mm。
13、 根据齿宽 B 和轴承标准件的宽度，由箱座的结构决定。 L1 = 17 毫米；L2=10 毫米；L3 = 33mm l4 = 30mm；L5=53 毫米； 总长度 l = 200mm 毫米； d1 = 16mm 毫米 d2 = 20mm 毫米 d3 = 25mm 毫米 d4 = 30mm 毫米 D6 = 25 毫米 d1 = 30mm 毫米 d2 = 42mm 毫米 d3 = 36mm 毫米 d4 = 30mm 毫米 d5 = 26mm 毫米 D6 = 22 毫米 T2 = 76700D1D2D3D4D6轴线公差:根据表 18-5，D2 = 42H7/JS6D1 = D4 = 30H7/H6
14、D6 =22h 7/h6；以上合作选用 7 级精度标准。IT7。 5.检查轴(低速轴) 低速轴的圆周力 普通 径向力 320 牛 轴向力 265N 1)求垂直面的支撑反力。 -180.7 牛顿 501N 2)求水平面的支撑反力。 425N 3)支点处 F 力产生的反作用力 3593 牛 5655N f .外力的作用方向与链传动方向的布置有关，在确定具体布置前可按最不利情况考虑。 4)画出垂直面的弯矩图(轴的载荷分析图) 17.5 牛顿米 -6.3 牛米 5)画出水平面的弯矩图(轴的载荷分析图) 14.9 牛顿米 6)F 力产生的弯矩图(轴的载荷分析图) 251.7 牛顿米 a- 由截面 A F
15、 力产生的弯矩为 牛顿毫米 d2 = 180mm毫米 n=20 =17.34 L = 70mm 毫米 K = 122mm 毫米 F=2062.8牛顿 125.8 牛顿米 7)找出综合弯矩图(轴的载荷分析图) 考虑到最坏的情况，直接加上和。 148.8 牛顿米 北纬 142 度 8)求轴传递的扭矩。 76.5 牛顿米 9)求危险截面的等效弯矩。 从图中可以看出，a-a 截面最危险，其等效弯矩为 轴的载荷分析图如下 如果轴的扭转剪应力被认为是脉动循环应力，则取换算系数。 =0.6，代入上式即可得到。 155.7 牛顿米 10)计算危险截面的直径。 轴的材料是 45 钢，经过淬火和回火处理。检查 B
16、= 650MPa。 -1b= 60MPa，则 29.6 毫米 考虑到键槽对轴的削弱，D 值增加了 5%，所以 d = 1.0529.6 = 31 毫米 fs2 因此，轴向力为Fa1 = 409.6Fa2 = 205.3N牛 压紧轴承 1，松开轴承 2。 4.等效负载 查表可知 e=1.5=0.402。 因为 fa1/fr1 = 0.88 0.402 Fa2/ Fr2=0.31 P2，所以要以轴承1 的径向等效动载荷P1 作为计算依据。从正面看。 FV1 = 180.7N牛顿 FV2=501N FNI=FH2=425N Fa = 265.4N牛顿 由于冲击载荷适中，表中 fp=1.5，工作温度正
17、常，表中ft=1，所以 cr1 = FP P1/ft = 14.6 千牛 根据说明书，轴承的径向基本额定动载荷 Cr 为 43.2kn.因为 cr1 cr。因此，30206 轴承是合适的。 Lh=3001016 =48000(小时) 八键联接的选择与验算 计算和解释 结果 高速轴上的 1 个键，用于与联轴器匹配 直径 d1 = 16mm毫米，L1 = 50毫米 查手册选择 A 型平键，可以得到: 键 A5550 GB/T1096-2003 T1 = 17.75N牛米高= 5 毫米长= 40 毫米 根据教科书 = 22.19兆帕 低速轴上的 2 个键，用于与链轮匹配。 轴 d2 = 22mm毫米
18、 L2 = 50毫米 查手册选择 A 型平键，可以得到: A 5550 GB/T1096-2003 T2 = 76.7毫米高= 5 毫米长= 40 毫米 根据教科书 = 69.7 兆帕 3.输出轴通过平键与大齿轮连接。 轴径 D3 = 36mm L3 = 28mm T3 = 76.7nm a 型平键 55 x50 110 兆帕 a 型平键 55 x50 110 兆帕 a 型平键 检查手册以选择 A 型平键。 128 GB1096-79 l = L3-b = 28-10 = 18 毫米 h = 8 毫米 根据教科书 = 59.2 兆帕 从上面可以看出，选择的按键都符合要求。 10x8 x28 =
19、 110 兆帕 联轴器的选择 根据轴设计中的相关数据，查表 8-5(机械设计基础课程设计)，通过加长轴安装联轴器。考虑到轴传递的扭矩较大，选用弹性销联轴器，联轴器型号为 LT2，其主要参数如下: 模型 LT3 标称扭矩 TN/(nm) 31.5 钢的允许转速n|转(r/min) 6300 轴孔直径 d1、d2、dz|钢(mm) 16、18、19 轴孔长度|Y |L(毫米) 四十二个 轴孔长度|J，J1，Z |L1(mm) 30 轴孔长度|J，J1，Z |L(mm) 四十二个 建议轴孔长度|L(mm) 四十二个 D|(毫米) 95 一|(毫米) 35 重量|(千克) 2.2 惯性矩|(千克米 2
20、) 0.0023 容许安装补偿|Y(mm) 0.2 容许安装补偿| 1.30 GB/T4323-2002 十、减速器附件的选择 通风器:因室内使用，选用曝气机(初滤)，采用 M121.5。 油位指示器:使用游标 M6。 起吊装置:采用箱盖吊耳和箱座吊耳。 放油塞:选用外六角放油塞和垫片 M81.5。 XI。润滑和密封 1.传动部件的润滑(油槽润滑):适用于齿轮圆周速度 v 12m/s 的减速器，为了减少齿轮的阻力和油温升高，齿轮浸油深度宜为 12 齿，转速高时浅一些，约 0.7 齿，但至少 10mm。低速时允许浸入大齿轮顶圆半径 1/61/3 深度。油池应保持一定的深度。一般情况下，大齿轮的冠
21、圆到油池底部的距离不应小于 3050mm。以免太浅时搅起沉积在罐底的油泥，油池中应保持一定量的油。油量可按每千瓦350700cm3 左右确定，大功率时应采用较小值。 2.滚动轴承的润滑:减速器中滚动轴承的润滑应尽可能利用传动部件的润滑油来实现。通常根据齿轮的圆周速度来选择润滑方式。本设计采用油脂润滑，在轴承侧设置挡油环，防止油池中的稀油进入舟功能，稀释油脂。 3.润滑剂的选择:润滑剂的选择与传动类型、负载性质、工作条件、转速等多种因素有关。轴承负荷大，温度高，应选择粘度高的润滑油。当轴承负荷低、温度低、转速高时，应选择低粘度的润滑油。一般情况下， HT-40、HT-50机油或 HL-20、HL
22、-30 齿轮油可用于减速器。用润滑脂润滑时，轴承中润滑脂的量可占轴承腔空间的1/31/2。 4.减速器的密封:减速器的密封是为了防止漏油、外界灰尘和水进入常见的漏油部位，如箱体表面、轴头、盖端、人孔盖等。 5.为了密封分箱面，油槽可以在分箱面上打开。轴伸处的密封装置是垫圈、 O 形橡胶圈和唇形密封圈。 十二个设计总结 回想当初的雄心壮志，我以为当我完成了自己设计的图纸，会有一种无比的成就感。但是，当我完成零件图的最后一个标注时，一点成就感都没有，反而觉得身心轻松。经过半个多月的设计，让我们熟悉了机械设计需要接触的一切，突然意识到我们所学的东西是如此的薄弱。翻书，查表，看说明书，一开始也没找到好
23、方法。像一只无头苍蝇，我迷失了方向。渐渐的，我不再盲目，找到了自己的好方法。我没有好高骛远，也没有急躁，这样才能保证尺寸的准确性和布局的合理性。我始终相信付出会有回报。即使重复简单的机械操作，对 CAD 的熟练度也明显加深；不断查阅机械设计手册，让我对各个零件的尺寸标准有了进一步的了解。总之，这两周的学习让我进步了很多，也为以后的课程设计打下了基础。我可以随时随地学习。 十三。引用表 1吴，罗主编。机械设计课程设计手册。高等教育，2006 年 5 月 2桓和左默主编。机械原理。高等教育出版社，2000 年 8 月 3弘文，主编。材料力学。高等教育，2004 年 1 月 4徐雪琳，主编。互换性与测量技术基础。大学，2005 年 8 月 5 Xi 平主编。工程机械图集。机械工业，2007 年 5 月 6晁儒， ，高志毅主编。机械制图(第四版)。高等教育。2001 年 8 月第 4 版，2002 年 6月 7主冬梅主编。画法几何及机械制图。高等教育，2000 年 12 月
