《机设方案二》

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《机设方案二》word版 本文简介：河南科技大学课程设计说明书题目：单级圆柱齿轮减速器类别：机械设计基础课程设计年级专业：2012年机械设计制造及其自动化专业1班姓名：刘洋洋河南科技大学课程设计任务书一、题目：一级圆柱齿轮减速器二、时间：自2013年5月14日至2013年6月18日止三、要求：1、齿轮减速器装配图A0图纸1张2、轴、齿

《机设方案二》word版 本文内容：

河南科技大学

课

程

设

计

说

明

书

题

目：

单级圆柱齿轮减速器

类

别

：

机械设计基础课程设计

年级专业

：

2012年机械设计制造及其自动化专业1班

姓

名

：

刘

洋

河南科技大学

课

程

设

计

任

务

书

一、

题

目：

一级圆柱齿轮减速器

二、时

间

：

自2013

年5月14日

至2013年6月18日止

三、要

求：

1、齿轮减速器装配图A0图纸

1张

2、轴、齿轮零件图A2或A3图纸

各1张

3、设计说明书

1份

指导教师

：杨

魏

下达

时间：

2013

年

月

日

第一章

绪论

第二章

课题题目及主要技术参数说明

2.1

课题题目

2.2

主要技术参数说明

2.3

传动系统工作条件

2.4

传动系统方案的选择

第三章

减速器结构选择及相关性能参数计算

3.1

减速器结构

3.2

电动机选择

3.3

传动比分配

3.4

动力运动参数计算

第四章

齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)

4.1

齿轮材料和热处理的选择

4.2

齿轮几何尺寸的设计计算

4.2.1

按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸

4.2.2

齿轮弯曲强度校核

4.2.3

齿轮几何尺寸的确定

第五章

V带传动设计

5.1确定计算功率

5.2确定V带型号

5.3确定带轮直径

5.4确定带长及中心距

5.5验算包角

5.6确定V带根数Z

5.7

确定粗拉力F0

5.8计算带轮轴所受压力Q

第六章

轴的设计计算(从动轴)

6.1

轴的材料和热处理的选择

6.2

轴几何尺寸的设计计算

6.2.1

按照扭转强度初步设计轴的最小直径

6.2.2

轴的结构设计

6.2.3

轴的强度校核

第七章

轴承、键和联轴器的选择

7.1

轴承的选择及校核

7.2

键的选择计算及校核

7.3

联轴器的选择

第八章

减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构

尺寸的计算

8.1

润滑的选择确定

8.2

密封的选择确定

8.3减速器附件的选择确定

8.4箱体主要结构尺寸计算

第九章

总结

参考文献

第一章

绪

论

本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、

规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：

（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。

（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。

（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。

（4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。

第二章

课题题目及主要技术参数说明

2.1课题题目

单级圆柱齿轮减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。

2.2

主要技术参数说明

鼓轮轴的输入功率：Pw=4.2千瓦，转速Nw=60转/分

2.3

传动系统工作条件

带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8小时），要求减速器设计寿命为10年，三相交流电源的电压为380/220V。

2.4

传动系统方案的选择

图1

带式输送机传动系统简图

计

算

及

说

明

结果

第三章

减速器结构选择及相关性能参数计算

3.1

减速器结构

本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。

3.2

电动机选择

（一）工作机的功率Pw

=4.2KW

（二）总效率

=0.96x0.982x0.95x0.96

=0.841

（三）所需电动机功率

查《机械设计课程设计手册》第二十章表20-1

选取电动机额定功率

Ped

5.5

电动机选用

Y132m2-6

n满

960r/min

3.3

传动比分配

工作机的转速n=60r/min

取

则

则i齿=I

总/i带/i链=4

3.4

动力运动参数计算

（一）转速n

电动机

选用：

Y132L2-6

=3.84

计

算

及

说

明

结果

==960（r/min）

=/=/=960/2=480（r/min）

=/=480/4=120（r/min）

=/i链=60（r/min）

（二）

功率P

（三）

转矩T

=48.745(N﹒m)

=96.590(N﹒m)

=327.896(N﹒m)

=655.792(N﹒m)

计

算

及

说

明

结果

将上述数据列表如下：

轴号

功率

P/kW

/(r.min-1)

(N﹒m)

4.9

960

48.745

0.96

4.704

480

93.50

0.98

4.379

120

327.896

0.95

4.120

655.792

0.96

注意:各轴的转速、功率、转矩指输入值！！

第四章

齿轮的设计计算

4.1

齿轮材料和热处理的选择

小齿轮选用45号钢，调质处理，HB＝236

大齿轮选用45号钢，正火处理，HB＝190

4.2

齿轮几何尺寸的设计计算

4.2.1

按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸

由《机械零件设计手册》查得,SHlim

由《机械零件设计手册》查得

ZN1

ZN2

YN1

YN2

1.1

由

（一）小齿轮的转矩

（二）

选载荷系数K

由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查《机械原理与机械零件》教材中表得，取K＝1.1

（三）

计算尺数比

（四）

选择齿宽系数

根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查《机械原理与机械零件》教材中表得，取＝1

（五）

计算小齿轮分度圆直径

≥

计

算

及

说

明

结果

计

算

及

说

明

结果

≥766=766

58.982(

mm)

（六）

确定齿轮模数m

=(0.007～0.02)a

(0.007～0.02)×147.455

取m=2

（七）

确定齿轮的齿数和

取

=120

（八）实际齿数比

齿数比相对误差

Δ/[]=2.19/204=0.0107

计算大齿轮齿根弯曲应力为

a=120mm

B1=57mm

B2=48mm

V=1.1890

(m/s)

定为IT7

计

算

及

说

明

结果

齿轮的弯曲强度足够

4.2.3

齿轮几何尺寸的确定

齿顶圆直径

由《机械零件设计手册》得

h*a

0.25

齿距

2×3.14=6.28(mm)

齿根高

齿顶高

齿根圆直径

强度足够

=54mm

=196mm

h=4.5mm

S=3.14mm

P=6.28mm

hf=2.5mm

ha=2mm

df1=43mm

df2=187mm

计

算

及

说

明

结果

计

算

及

说

明

结果

第五章V带传动设计

5.1确定计算功率

查表得KA=1.1，则

PC=KAP=1.1×5.5=6.05KW

5.2确定V带型号

按照任务书得要求，选择普通V带。

根据PC=6.05KW及n1=960r/min，查图确定选用B型普通V带。

5.3确定带轮直径

（1）确定小带轮基准直径

根据图推荐，小带轮选用直径范围为125—140mm，选择d1=140mm。

（2）验算带速

===7.0336m/s

5m/s＜v＜25m/s,带速合适。

（3）计算大带轮直径

d2=

d1（1-ε）=2×140×（1-0.02）=274.4mm

根据GB/T

13575.1-9规定，选取dd2=280mm

5.4确定带长及中心距

（1）初取中心距a0

得294≤a0≤840，

根据总体布局，取ao=600

(2)

确定带长Ld：

根据几何关系计算带长得

==1867.567mm

根据标准手册，取Ld

=2000mm。

(3)计算实际中心距

==666.217mm

5.5.验算包角

==167.959°＞120°，包角合适。

5.6.确定V带根数Z

Z≥

根据dd1=140mm及n1=480r/min，查表得P0=2.08KW,ΔP0=0.3KW

中心距a=666.217mm

包角α=169.96°

包角合适

确定带的根数

Z=PC/（(P0+△P0)·KL·Kα）

=6.05/（（2.08+0.30）×1.00×0.95）

2.68

故取3根B型V带

5.7.确定粗拉力F0

F0=500

查表得q

0.17㎏/m,则

F0=500=98.26N

5.8.计算带轮轴所受压力Q

Q=2ZF0sin=2×2×98.26×sin=388N

第六章

轴的设计计算

6.1

轴的材料和热处理的选择

由《机械零件设计手册》中的图表查得

选45号钢，调质处理，HB217～255

=650MPa

=360MPa

=280MPa

6.2

轴几何尺寸的设计计算

6.2.1

按照扭转强度初步设计轴的最小直径

主动轴=c=115=24.61

从动轴=c=115=38.18

考虑键槽=24.61×1.05=25.84

考虑键槽=38.18×1.05=40.089

选取标准直径=26

选取标准直径=42

(3)确定轴各段直径和长度

从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取D1=Φ30mm，又带轮的宽度

B=（Z-1）·e+2·f

=（3-1）×18+2×8=52

则第一段长度L1=60mm

右起第二段直径取D2=Φ38mm

根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm，则取第二段的长度L2=70mm

右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6208型轴承，其尺寸为d×D×B=40×80×18，那么该段的直径为D3=Φ40mm，长度为L3=20mm

右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D4=Φ48mm，长度取L4=

10mm

右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为Φ66mm，分度圆直径为Φ60mm，齿轮的宽度为65mm，则，此段的直径为D5=Φ66mm，长度为L5=65mm

右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D6=Φ48mm

长度取L6=

10mm

右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D7=Φ40mm，长度L7=18mm

6.2.2

轴的结构设计

根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。

6.2.3

轴的强度校核

从动轴的强度校核

圆周力

==2000×327.896/240=2732.47

径向力

=tan=2732.47×tan20°=994.537

由于为直齿轮，轴向力=0

作从动轴受力简图：（如图3所示）

D2=32mm

计

算

及

说

明

结果

L=110mm

==0.5=0.5×2845.10=1422.55

=0.5L=1422.55×110×0.5/1000=78.24

==0.5=0.5×1035.53=517.76

=0.5L=517.76×110×0.5/1000=28.47

转矩T=341.413

校核

===83.08

===221.05

由图表查得，=55MPa

d≥10=10=40.19(mm)

考虑键槽d=40.19mm

42mm

则强度足够

第七章

轴承、键和联轴器的选择

7.1

轴承的选择及校核

考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查《机械零件设计手册》选择6207

2个（GB/T276-1993）从动轴承6209

2个

（GB/T276-1993）

寿命计划：

从动轴承

2个

计

算

及

说

明

结果

两轴承受纯径向载荷

P==1035.53

X=1

Y=0

从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209，基本额定功负荷

=25.6KN

===2098290

预期寿命为：10年，两班制

L=10×300×16=48000<

轴承寿命合格

7.2

键的选择计算及校核

（一）从动轴外伸端d=42，考虑键在轴中部安装故选键10×40

GB/T1096—2003，b=16，L=50，h=10，选45号钢，其许用挤压力=100MPa

====47.75<

则强度足够，合格

（二）与齿轮联接处d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键14×52

GB/T1096—2003，b=10mm，L=45mm，h=8mm，选45号钢，其许用挤压应力=100MPa

====26.19<

则强度足够，合格

从动轴外伸端键10×40

GB/1096—2003

与齿轮联接处键14×52

GB/T1096—2003

计

算

及

说

明

结果

7.3

联轴器的选择

由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器

K=1.3

=9550=9550×=443.836

选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=250，<。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=32～40，选d=35，轴孔长度L=82

TL8型弹性套住联轴器有关参数

选用TL8型弹性套住联轴器

型号

公称

转矩T/(N·m)

许用

转速

n/（r·

轴孔

直径

d/mm

轴孔

长度

L/mm

外径

D/mm

材料

轴孔

类型

键槽

类型

TL8

250

3300

160

HT200

Y型

A型

第八章

减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图

8.1

润滑的选择确定

8.1.1润滑方式

1.齿轮V=1.2＜＜12

m/s

应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑

2.轴承采用润滑脂润滑

8.1.2润滑油牌号及用量

齿轮浸油润滑

轴承脂润滑

计

算

及

说

明

结果

1.齿轮润滑选用150号机械油，最低～最高油面距10～20mm，

需油量为1.5L左右

2.轴承润滑选用2L—3型润滑脂，用油量为轴承间

隙的1/3～1/2为宜

8.2密封形式

1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封

选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法

2.观察孔和油孔等处接合面的密封

在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封

3.轴承孔的密封

闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部

轴的外伸端与透盖的间隙，由于V<3（m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封

4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部

8.3减速器附件的选择确定

列表说明如下：

齿轮用150号机械油

轴承用2L—3型润滑脂

计

算

及

说

明

结果

名称

功用

数量

材料

规格

螺栓

安装端盖

Q235

M6×16

5782—1986

螺栓

安装端盖

Q235

M8×25

5782—1986

销

定位

A6×40

117—1986

垫圈

调整安装

65Mn

93—1987

螺母

安装

M10

6170—1986

油标尺

测量油

面高度

组合件

通气器

透气

8.4箱体主要结构尺寸计算

箱座壁厚=10mm

箱座凸缘厚度b=1.5,=15mm

箱盖厚度=8mm

箱盖凸缘厚度=1.5,=12mm

箱底座凸缘厚度=2.5,=25mm,轴承旁凸台高度h=45，凸台半径R=20mm

齿轮轴端面与内机壁距离=18mm

大齿轮顶与内机壁距离=12mm

小齿端面到内机壁距离=15mm

上下机体筋板厚度=6.8mm,=8.5mm

主动轴承端盖外径=105mm

从动轴承端盖外径=130mm

地脚螺栓M16，数量6根

第九章

总结

通过本次课程设计，使自己对所学的各门课程进一步加深了理解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续学习和实践。

本设计由于时间紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，若想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨。但作为一次练习，确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到机械、电气等多方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、控制系统设计及步进电动机的选用等方面的认识和应用能力。总之，本次设计让我受益非浅，各方面的能力得到了一定的提高。

参考文献

1、

《机械设计课程设计》，孙岩等主编，北京理工大学出版社。

2、

《机械设计课程设计》，银金光等主编，中国林业出版社；北京希望电子出版社。

3、

《机械制图》教材

4、

《机械设计基础》教材

5、

《工程力学》教材

6、其它机械类专业课程教材

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