机械设计课程设计双齿轮减速器设计说明书.docx

1、目录一、设计任务书1二、电动机的选择3三、传动装置的运动参数计算3四、减速器外部链传动零件设计4五、高速级齿轮设计计算5六、低速级齿轮设计计算7七、轴的设计计算9八、键连接的选择和计算11九、低速轴滚动轴承选择和计算12十、联轴器的选择13十一、润滑和密封方式的选择，润滑油和牌号的确定14十二、箱体及其附件的设计和选择14十三、总结15参考文献16 机械设计课程设计 双级圆柱齿轮极速器一、设计任务书1、设计题目带式输送机传动装置。第4题，第13组；2、工作条件及设计要求 带式输送机工作装置图如下图，主要完成由输送带运送机器零、部件的工作。该机室内工作，单项运转，工作有轻微震动，两班制。要求使用

2、期限十年，大修期三年。输送带速速允许误差5%。在中小型机械厂小批量生产。 3、原始数据输送带工作拉力F=4200N，输送带速速v=1 m/s，滚筒直径D=400mm。二、电动机的选择2.1 电动机类型的选择根据工作条件及工作环境，选Y系列三相异步电动机（JB307482），同步转速为1500r/min。2.2 电动机功率1）工作需要功率 2）电动机输出功率电机输出功率为，为计算出点击所需要输出功率，先要确定总效率总。，选择8级精度的一般齿轮、滚子链、弹性联轴器、球轴承。 则电机所需功率由此可初选额定功率为P=5.5kw，满载转速为1440r/min的电动机3）确定电动机的转速 选取 则i齿轮1

3、=（1.21.3)i齿轮2 i减= （1.21.3) i齿轮22 取i齿轮1=1.2i齿轮2 ， 则 i齿轮1=3.6612、i齿轮2 =3.0510i减= i齿轮1i齿轮2 =11.1703=1.2 i齿轮224）确定电动机型号而初选的电动机满载转速能满足要求，则选择电动机型号为Y132S-4。电动机型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比i外伸轴长度(mm)外伸轴直径（mm）Y132S-44.01500144030.15938038三、传动装置的运动参数计算3.1 各轴的转速计算3.2 各轴的输入功率计算3.3 各轴的输入转矩计算将上述计算结果列入下表轴号转

4、速n/(r/min)功率P/kw转矩T/(N)传动比i14404.940032.76183.66123.0510393.31374.7928116.3731128.91304.6500344.473747.74654.4194883.9470四、减速器外部链传动零件设计 已知传递的功率=4.4194kw，小链轮和大链轮转速为4.1选择链轮齿数由上面可知，由表12.8初选取小链轮齿数=27，则，实际传动比，传动比误差=0.074%5%。4.2 链条节数初定中心距，则有4.3 链条节距查相关资料有，故当n=128.9130r/min时，查图12.13有,20A链条能传递所需的功率，其节距p=31.

5、75mm。4.4 实际中心距4.5 选择润滑方式由式12.1有，按20A链，v=1.8418m/s，由图12.17查得应采用油浴或飞溅润滑（3区）。4.6 作用在轴上的力五、高速级齿轮设计计算高速级主动轮输入功率=4.9400kw，转速=1440r/min，齿数比，单向运转，载荷轻微冲击，每天工作16小时，一年工作300天，预期寿命10年。5.1 选齿轮材料、处理方式 小齿轮：45钢，调质处理，硬度为217255HBS，取230HBS。 大齿轮：45钢，正火处理，硬度为169217HBS，取200HBS。5.2 确定许用应力（1）按齿面硬度查图9.55得，=620，=550，查图9.58得，=

6、,270，=220。（2）计算应力循环次数N，确定寿命系数、查图9.56得，=0.85 =0.88查图9.59得，=1。查表9.15得，=1，=1.25（3）计算需用应力 5.3分析失效形式，确定设计准则由于设计的是闭式齿轮传动，其主要失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，甚至可能发生轮齿疲劳折断。因此，该齿轮传动应根据齿面接触疲劳强度进行设计及确定主要参数，然后再校核轮齿的弯曲疲劳强度。5.4 初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸（1）选择齿轮小齿轮的转矩，预估齿轮的圆周速度，齿宽b=40mm，精度为8级的斜齿轮。（2）初选参数初选：，由表取，初取b/h=6。（3）初步计算齿轮的主要尺寸 查相关资料得

7、，则有载荷系数， ，取，。 可初步计算出齿轮的分度圆直径，取=2 mm中心距,取整调整螺旋角分度圆直径分别是 圆周速度 齿宽：大齿轮 小齿轮 5.5 验算齿轮的弯曲疲劳强度（1） 计算当量齿数查图9.53、9.54有 =2.62，=2.18 ；=1.6，=1.78则以上设计成立六、低速级齿轮设计计算低速级主动轮输入功率=4.7928kw，则转速=393.3137 r/min=233.01r/min，齿数比，单向运转，载荷轻微冲击，每天工作16小时，每年工作300天，预期寿命10年。6.1 选齿轮材料、处理方式 小齿轮：45钢，调质处理，硬度为217255HBS，取240HBS。 大齿轮：45钢

8、，正火处理，硬度为169217HBS，取210HBS。6.2 确定许用应力（1）按齿面硬度查图9.55得，=640，=580，查图9.58得，=,270，=230。（2）计算应力循环次数N，确定寿命系数、查图9.56得，=0.89 =0.95查图9.59得，=1。查表9.15得，=1，=1.25（3）计算需用应力 6.3分析失效形式，确定设计准则由于设计的是闭式齿轮传动，其主要失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，甚至可能发生轮齿疲劳折断。因此，该齿轮传动应根据齿面接触疲劳强度进行设计及确定主要参数，然后再校核轮齿的弯曲疲劳强度。6.4 初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸（1）选择齿轮小齿轮的转矩，预

9、估齿轮的圆周速度，齿宽b=40mm，精度为8级的斜齿轮。（2）初选参数初选：，由表取，初取b/h=6。（3）初步计算齿轮的主要尺寸 查相关资料得，则有载荷系数， ，取，。 可初步计算出齿轮的分度圆直径，取=2.5 mm中心距,取整调整螺旋角分度圆直径分别是 圆周速度 齿宽：大齿轮 小齿轮 6.5 验算齿轮的弯曲疲劳强度（1） 计算当量齿数查图9.53、9.54有 =2.61，=2.21 ；=1.58，=1.77则以上设计成立七 轴的设计计算7.1轴设计计算由上述可知：轴输入功率P=4.65Kw，转速n=128.913r/min,输入转矩T=344.4737Nmm,单向运转，载荷有冲击，齿轮宽度

10、B=65mm,齿数z=76，法面模数=2.5mm,螺旋角，齿轮分度圆直径d=195.65mm。受到链轮作用的力FQ=2879.4N。（1）选择轴的材料 轴传递中等大小功率、转速不高，且属一般用途的轴，无特殊要求，故轴的材料可选用45钢，精度等级为8级。经调质处理，查表得其许用应力。（2）按扭转强度初步计算轴端直径 由表19.3查得A=126103，取A=110，则轴端直径为 故取最小直径。（3）轴的结构设计轴的结构设计见零件图（4）受力分析计算齿轮受力 齿轮的圆周力： 齿轮的径向力：齿轮的轴向力：画受力简图计算支反力 铅垂面内支反力： 水平面内支反力：(5)按弯、扭合成强度校核 将弯矩合成，齿

11、轮作用于轴截面处的合成弯矩最大取=0.65，并考虑键槽的影响，d乘以0.947.2 轴的设计计算 轴传递中等大小功率、转速不高，且属一般用途的轴，无特殊要求，故轴的材料可选用45钢。经调质处理，查表得其许用应力。按扭转强度初步计算轴端直径 由表19.3查得A=126103，取A=110，则轴端直径为 故取。7.3 轴设计计算 轴传递中等大小功率、转速不高，且属一般用途的轴，无特殊要求，故轴的材料可选用45钢。经调质处理，查表得其许用应力。按扭转强度初步计算轴端直径 由表19.3查得A=126103，取A=110，则轴端直径为考虑到轴与联轴器联接问题，结合上述所知选取最小直径。八 键连接的选择和

12、计算8.1 低速轴上齿轮处的键已知d=51mm，选择A类键，则有键的尺寸b=16,h=10,l=56。低速轴输入转矩为选的材料为刚，查表有所选键满足条件8.2 低速轴链轮处的键 已知d=38mm，选择A类键，则有键的尺寸b=10,h=8,l=36。低速轴输入转矩为选的材料为刚，查表有 所选键能满足条件8.3 其他位置键选择位置轴径d(mm)型号键长l(mm)键宽b(mm)接触高h(mm)轴深度t(mm)高速轴30A50874中间轴毂短处37A401085中间轴毂长处37A631085九 低速轴滚动轴承选择和计算9.1 滚动轴承的选择滚动轴承的类型应根据所受载荷的大小、性质、方向，轴的转速及其工

13、作要求进行选择。有轴向载荷，选择角接触球轴承（），由于d=45mm，故初选7209C的角接触球轴承。9.2 滚动轴承的计算及校核选用正装，受力分析如下图： 相关系数查表有，附加轴向力Fs1，Fs2查表得7000C型轴承的附加轴向力为则可得轴承、的附加轴向力为，则轴承压紧，轴承放松。计算当量载荷轴承 用线性插值法求得e1=0.39用线性插值法得：，由此可得轴承 用线性插值法求得e2=0.42用线性插值法得：，由此可得轴承使用寿命Lh计算因为，故按轴承计算轴承寿命故所选轴承7003C合格。9.3 其他轴轴承选择位置型号dDBCr(kN)C0(kN)轴7208C40801836.825.8轴7306

14、C30721926.519.8十 联轴器的选择假设选用弹性柱销联轴器，根据电动机外伸轴的长度和直径选择型号为HL3的联轴器，J型轴孔，轴孔直径为d1=38mm，d2=30mm，L1=60mm，质量m=8kg，轴最小直径为则此联轴器满足设计需求。十一 润滑和密封方式的选择，润滑油和牌号的确定 减速器的传动零件和轴承必须要有良好的润滑，以降低摩擦，减少磨损和发热，提高效率，保证使用期限。齿轮采用润滑油润滑，选择中负荷工业齿轮油。采用油池浸油润滑，齿轮浸入油池一定深度，齿轮运转时就把油带到啮合区，同时也甩到箱壁上，借以散热。减速器中滚动轴承可采用润滑油或润滑脂进行润滑。由于减速器中齿轮的圆周速度V较

15、低，则采用直接用减速器油池内的润滑油润滑。该减速器是中速的机器，采用飞溅润滑。十二 箱体及其附件的设计和选择12.1 箱体的结构形式及材料箱体起着支承轴系、保证传动件和轴系正常运转的重要作用，选用箱体结构形式为剖分式，箱体的毛坯制造方法为铸造箱体，材料选用HT200灰铸铁。12.2箱体结构尺寸名称符号尺寸(mm)机座壁厚10机盖壁厚110机座凸缘的厚度b15机盖凸缘的厚度b115机座底凸缘的厚度b225地脚螺栓的直径df18轴承旁联接螺栓直径d114上下机体结合处联接螺栓直径d210轴承端盖的螺钉直径d38窥视孔盖的螺钉直径d46螺栓Mdf、Md2至凸缘边缘距离C2由螺栓直径查表决定螺栓Mdf

16、、Mf1、Md2至外机壁距离C1同上轴承旁凸台半径R1C2凸台高度h45.5外机壁至轴承座端面之间距离l144大齿轮顶园与内机壁距离115齿轮端面与内机壁之间的距离212上下机体肋厚度m1,m10轴承端盖外直径D224轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近，互不干涉12.3 主要附件（1）窥视孔和视孔盖 窥视孔应设在箱盖顶部能看见齿轮啮合区的位置，大小以手能伸入箱体内检查操作为宜。 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，并考虑密封。（2）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。 选择通气器类型的时候应考虑其对环境的适应性，其规格尺寸应与减

17、速器大小相适应。（3）油面指示器 油面指示器应设置在便于观察且油面较稳定的部位，如低速轴附近。 油标尺的结构简单，在减速器中较常采用。油标尺上有表示最高及最低油面的刻线。装有隔离套的油尺可以减轻油搅动的影响。 油标尺安装位置不能太低，以避免油溢出油标尺座孔。（4）放油孔和螺塞 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，座箱上装螺塞处应设置凸台，并加封油垫片。放油孔不能高于油池底面，以避免排油不净。（5）起吊装置箱盖吊耳、吊钩和箱座吊钩的结构尺寸在设计时可以进行适当修改。（6）定位销 常采用圆锥销作定位销。两定位销之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，

18、并应作非对称布置。定位销的长度应大于箱盖、箱座凸缘厚度之和。（7）起盖螺钉 起盖螺钉设置在箱盖联接凸缘上，其螺纹有效长度应大于箱盖凸缘厚度。起盖螺钉直径可与箱盖凸缘螺钉直径相同，螺钉端部制成圆柱形并光滑导角或制成半球形。十三 总结 按照设计任务书的要求，设计出的双级圆柱齿轮减速器，各项均符合国家标准，各零件的配合无太大的误差，可以进行正常的运作，所以该设计方案是可行的。齿轮为圆柱斜齿轮，各级齿轮的尺寸大小均符合设计任务书的要求，其强度经校核也符合强度标准，使用时应该不会出现强度不足造而成的零件损坏。轴系的设计符合设计任务书的设计要求，轴承按照国家标准选择，抗弯的强度校核均符合要求，不会出现因强

19、度不足而造成的轴系零件损坏。各轴与轴承的配合也无问题，总体运行情况良好。窥视孔、通气器、油塞、吊耳都符合设计要求，设计的位置按照设计任务书的注意事项设计，能完成各附件的作用。装配图以及零件图基本无结构问题，各零件的配合间隙符合国家标准。零件图中，标注适当。箱体的结构设计以及附件的位置布置均符合设计任务书的要求，位置合适。计算部分的计算依据以及数据来源可靠，计算结果基本正确。在设计过程中，参考设计任务书以及各种标准件的国家标准，设计和计算过程中遇到的各种问题，让我认识到设计工作所必须的严谨态度。每个零件不单单要考虑到工作情况，还要考虑加工的工艺难度，受其他零件的影响情况，每个零件的配合都要力求精

20、确，不可带有半点含糊，有时需要不断检验各轴以符合要求，材料尽量常见，且价格便宜。我设计的这个双级圆柱齿轮减速器在结构上采用闭式，润滑方式为油润滑，各轴都采用角接触球轴承，运行情况良好，结构简单又不失其基本功能。但是总体外型上还有一点小小的不足之处，起盖螺钉的端面采用了六角形，而没有采用圆柱形或者半球形，这样在平时使用时容易造成起盖螺钉松动，造成危险。参考文献1、机械设计课程设计图册龚溎义主编高等教育出版社1989年5月2、机械设计吴克坚等主编高等教育车版设2003年3月3、机械设计课程设计指导书龚溎义主编高等教育出版社1990年4月4、机械设计课程设计任嘉卉等主编北京航空航天大学出版社2001年1月15