链传动一级圆柱齿轮减速器设计说明书Ⅰ.docx

1、链传动一级圆柱齿轮减速器设计说明书学号02成绩课程设计说明书设计名称 机械设计基础 课程设计 设计题目 一级减速器设计 设计时间 学 院 交通与机械工程学院专 业 物流工程班 级 09-1 班姓 名 张赛朋 指导教师 赵德宏2011 年 7 月 14 日机械课程设计任务书班级 物流 09-1 姓名 张赛朋 学号 02题目： 皮带运输机的 一 级 直 齿圆柱齿轮减速器设计一、传动简图二、原始数据：输送带工作拉力 F 1500 N，滚筒直径 D 300 mm ，输送带速度 V s。三、工作条件：单班制，连续单向运转，有轻度冲击，环境温度 25 C。四、使用年限：寿命 10 年 。五、输送带速度六、

2、设计工作量：允许误差 5%。1、减速器装配图 1 张（ A1）。2、零件图 1 张（ A3）。3、设计说明书 1 份。1、传动方案拟定 .22、电动机的选择 . .23、计算总传动比及分配各级的传动比 .44、运动参数及动力参数计算 .55、传动零件的设计计算 .6 6、轴的设计计算 .12 7、滚动轴承的选择及校核计算 .198、键联接的选择及计算 .22 9、设计参考资料目录10、结束语结果F=1000NV=sD=500mmL=500mmn 滚筒 =min总=P 工作 =计算过程及计算说明1、传动方案拟定 第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级链传 动工作条件：使用年限 10 年，工作为二班

3、工作制， 载荷稍有波动，环境多灰尘。原始数据：滚筒圆周力 F=1500N；带速 V=s； 滚筒直径 D=300mm；滚筒长度 L=500mm。 传动简图（图 1）2、电动机选择 电动机类型的选择： Y 系列三相异步电动机 电动机功率选择： 传动装置的总功率：2总=联 轴承 齿轮 链 滚筒 =电机所需的工作功率：P 工作 =FV/1000 总=1500 1000图1 确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n 筒 =60 1000V/D=60 1000 300=min按手册 P7 表 1 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 I a=36。取链传动比 I 1=13，则总传动比理时范

4、围为 I a=318。故电动机转速的可选范围为 n d=I a n 筒=（318） =min 符合这一范围的同步转速有 750、 1000、和1500r/min 。根据容量和转速， 由有关手册查出有三种适 用的电动机型号： 因此有三种传支比方案： 如指 导书 P15 页第一表。综合考虑电动机和传动装置 尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 可见第 2 方案比较适合，则选 n=1000r/min 。 确定电动机型号根据以上选用的电动机类型， 所需的额定功 率及同步转速，选定电动机型号为 Y132M1-6。其主要 性能：额定功率：，满载转速 960r/min ，额定转矩。质量 73kg。3计

5、算总传动比及分配各级的伟动比总传动比： i 总=n 电动 /n 筒=960/= 分配各级伟动比据指导书 P7表 1，取链 i 链=（单级减速器 i=36 合理） i 总=i 齿轮 I 链 i 齿轮=i 总 / i 链=4电动机型号Y132M1-6i 总 = 据手册得I 链 =i 带 =nI =960r/min运动参数及动力参数计算nII=minPI=PII=TI=39400NmmTII=141000N m m计算各轴转速（ r/min ） nI=n 电机 =960r/min nII=nI/i 齿轮 =960/=（r/min） 计算各轴的功率（ KW） PI=P 电动机 联= = KW PII=

6、PI 轴承齿轮= =计算各轴扭矩（ Nmm ） TI=106PI/n I=106960 =39400Nmm TII=106PII/n II=106 =141000N mm5传动零件的设计计算 齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软 齿面。小齿轮选用 40Cr 调质，齿面硬度为 240285HBW。大齿轮选用 45 钢，调质，齿面 硬度 229286HBW；根据课本 P139表6-12选 9 级精度。(2)按齿面接触疲劳强度设计 确定有关参数如下：传动比 i 齿= 取小齿轮齿数 Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1=20=76实际传动比 I0=76

7、/20= 传动比误差： i-i0/I= 可用 齿数比： u=i0=6 由课本 P126表 6-10 取 d=(3)转矩 T1T1=106P/n1=106960 =39400Nmm(4)载荷系数 k 由课本 P128表 6-7取 k=(5)许用接触应力 H H1= (380+HBW)Mpa=(380+260)Mpa=640 Mpa H2= (380+Mpa=(380+240)Mpa=548Mpa F1= (155+Mpa=(380+8 260)Mpa=233Mpa F2= (140+Mpa=(140+240)Mpa=188Mpa(6)由 d1(kT1(u+1)/ duH2)1/3d1 (kT1(

8、u+1)/ duH2)1/3 =39400+1)/1/3mmu=6i 齿 =Z1=20Z2=76H1=640MpaH2=548Mpa F1=233 Mpa模数： m=d1/Z1=20=根据课本 P107表 6-1 取标准模数： m= 确定有关参数和系数分度圆直径： d1=mZ1=20mm=50mmd2=mZ2=76mm=300mm计算齿轮传动的中心矩 aa=m/2(Z1+Z2)=2(20+76)=120mm根据课本 124齿宽： b= dd1=50mm=45mm取 b=45mm b1=50mm(7)齿形系数 YFa根据齿数 Z1=20,Z2=76 由查表得YF1= YF2=(8)校核齿根弯曲疲

9、劳强度 F1=2kT1 YF1/bd 1m=2394004550= F1=233MPaF2= F1 YF2 / YF1 = MPa F2=188MPa 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮的圆周速度 VF2=188Mpad1=50mm d2=300mm b=45mm b1=50mm a =120mmYFa1=YFa2=V=d1n1/601000=50601000=s圆周由课本 p124 表 9-5 齿轮精度等级为 9 级 6 轴的设计计算输入轴的设计计算6.1.1 按扭矩初算轴径 选用 45#调质，硬度 217255HBS 根据课程设计指导书 P21 例题 （1）、初步确定减速器外伸段轴颈

10、 d=（） d 电机=（） 38= 38mm （2）、选择联轴器 由传动装置工作条件拟选用弹簧柱销连轴器 （ GB5014 85）。计算转矩 Tc =KAT=1. 5= T=n= 其中 KA = 此处取 查表 1及核对轴颈后选择 HL3联轴器 （ 3）、最后确定减速器告诉轴外伸段直径为 d=32mm6.1.2 轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央， 相对 两轴承对称分布， 齿轮左面由轴肩定位， 右面用 套筒轴向固定， 联接以平键作过渡配合固定， 两 F1=233Mpa F2=188MpaV =s轴承分别以轴肩和套筒定位， 则采用过渡配合固 定（2）

11、确定轴各段直径和长度 工段： d1=32mm 长度取 L1=90 mm h=2c c=1mmII 段:d2=d1+2h=32+21=34mm初选用深沟球球轴承，其内径为 35mm, 宽度为 17mm.考虑齿轮端面和箱体内壁， 轴承端面和箱体内 壁应有一定距离。取套筒长为 17mm ，通过密 封盖轴段长应根据密封盖的宽度， 并考虑联轴器 和箱体外壁应有一定矩离而定， 为此，取该段长 为 64mm ，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小 2mm,故 II 段长： L2=（ 64+17+2） =83mmIII 段直径 d3=38mm L3=50 -2=48mm 段直径 d3=38mm h=2c c=2mm

12、d4=d3+2h=38+22=42 mmd=32mmd1=32mmL1=90mmd2=34mm长度与右面的套筒相同，即L4=5mm段直径 d5=34mm. 长度 L5=29mmL2=83mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=255mmd3=38mm按弯矩复合强度计算L3=48mm求分度圆直径：已知 d1=50mm求转矩：已知 T1=39400Nmmd4=42mm求圆周力： FtL4=5mm根据课本 P127（ 6-34）式得Ft=2T2/d 2=2 39400/50=1579Nd5=34mm求径向力 FrL5=29mm根据课本 P127（ 6-35）式得Fr=Fttan=1579tan20

13、0=L=255mm因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=42mm（1）绘制轴受力简图（如图 a）（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=Ft =1579NFAZ=FBZ=Ft/2=Fr=由两边对称，知截面 C 的弯矩也对称。截面 C在垂直面弯矩为M C1=FAyL/2= 21= m(3)绘 制 水 平 面 弯 矩 图 ( 如 图 c )截面 C 在水平面上弯矩为：FAY =FBY =FAZ =M C1= mMC2=FAZL/2=21=m(4)绘制合弯矩图(如图 d)M C=(M C12 +MC22)1/2=+1/2= m(5)绘制扭矩图(如图 e)转矩： T=(P

14、2/n2)106=141Nm(6)绘制当量弯矩图(如图 f)转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化， 取=1，截面 C 处的当量弯矩：Mec=M C2+(T)21/2=+(1141)21/2=142Nm（7）校核危险截面 C 的强度 由式（ 6-3）e=Mec/=142/ 383M C2= m= -1b=60MPaMC =m该轴强度足够。输出轴的设计计算T=141N m按扭矩初算轴径 选用 45#调质钢，硬度（ 217255HBW）根据课本 P235页式（ 10-2），表（10-2）取 c=120 dc(P3/n 3)1/3=1201/3=取 d=34mm轴的结构设计1）轴的零件定位，固定和装

15、配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央， 相对两轴承对称分布， 齿轮左面用轴肩定位， 右Mec =142N m e =-1bd=34mm面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配 合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位， 周向定位 则用过渡配合或过盈配合， 轴呈阶状， 左轴承从 左面装入，齿轮套筒，右轴承从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度初选 6027 型深沟球轴承，其内径为 40mm ， 宽度为 18mm。考虑齿轮端面和箱体内壁， 轴承 端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为， 则该段长 41mm ，安装齿轮段长度为轮毂宽度为 2mm。（3）按弯扭复合强度计算 求分度圆直径：已知 d2=3

16、00mm 求转矩：已知 T2=141Nm3求圆周力 Ft：根据课本 P127（ 6-34）式得 Ft=2T2/d 2=2 141103/190=4求径向力 Fr 根据课本 P127（6-35）式得 Fr=Fttan =5两轴承对称 LA=LB=42mm（1）求支反力 FAX、FBY、 FAZ、FBZ FAX=FBY=Fr/2=2=FAZ=FBZ=Ft/2=2=(2)由两边对称，书籍截 C 的弯矩也对称 截面 C 在垂直面弯矩为 M C1=FAYL/2=42= m(3)截面 C 在水平面弯矩为 MC2=FAZL/2=42=m(4)计算合成弯矩 MC=(MC12+MC22)1/2=(+)1/2 =

17、m(5)计算当量弯矩：根据课本 P235 得=1 Mec=M C2+(T)21/2=+(1141)21/2=m (6)校核危险截面 C 的强度 由式( 10-3) e=Mec/ () =1903)= -1b=60Mpa 此轴强度足够7 滚动轴承的选择及校核计算 根据条件，轴承预计寿命 103658=29200 小时Ft =FAX=FBY=FAZ=FBZ = M C1= mMC2= mMC =mMec = m计算输入轴承( 1)已知 n1=960r/min 两轴承径向反力： FR1=FR2= 初先两轴承为深沟球轴承 6207 型 根据课本 P214(例)得轴承内部轴向力 FS= 则 FS1=FS

18、2=(2) FS1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取一端为压紧端，现取 1 端为压紧端 FA1=FS1= FA2=FS2=(3)求系数 x、 yFA1/FR1=FA2/FR2=根据课本 P192表( 12-12)得 e=FA1/FR1e x1=1 FA2/FR2e x2=1y1=0 y2=0(4)计算当量载荷 P1、P2根据课本 P191表( 12-10)取 f P= 根据课本 P212(11-6)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=(1+0)=P2=fp(x2FR1+y2FA2)= (1+0)=(5)轴承寿命计算 e =29200h预期寿命足够计算输出轴承x1=1(1)已知 n=min

19、y1=0Fa=0 FR=FAZ=x2=1试选 6207 型深沟球轴承y2=0根据课本 P265 表( 11-12)得 FS=,则FS1=FS2=540=(2)计算轴向载荷 FA1、FA2P1= FS1+Fa=FS2 Fa=0P2=任意用一端为压紧端， 1 为压紧端， 2 为放松端两轴承轴向载荷： FA1=FA2=FS1=(3)求系数 x、 yFA1/FR1=FA2/FR2=LH=根据课本 P192表( 12-12)得： e= FA1/FR1e x1=1y1=0 FA2/FR229200h此轴承合格预期寿命足FR =FS1=x1=1y1=0x2=1y2=08 键联接的选择及校核计算 输入轴采用平

20、键联接 轴径 d1=32mm,L1=80mm查手册得，选用 A 型平键，得：键 A 10 8 GB1096-79 l=L1-b=80-10=70mm T1= m h=8mm根据课本 P243(10-5)式得 p=4T2/dhl=4 39400/32870=R (110Mpa)输入轴与齿轮联接采用平键联接 轴径 d2=38mm L2=40mm T= m 查手册 P51 选 A 型平键 键 12 8 GB1096-79l=L3-b=40-12=28mm h=8mmp=4T/dhl=439400/38828= p(110Mpa)输出轴与齿轮 2 联接用平键联接 轴径 d3=44mm L3=40mm

21、T=141 N m 查手册 P51 选用 A 型平键 键 12 8 GB1096-79l=L2-b=40-12=28mm h=8mm据课本 P243式( 10-5)得 p=4T/dhl=4141000/44828=pP1=P2=Lh = 故轴承合格A 型平键 10 8p=9 设计参考资料目录 所用到的参考资料都可以列出，如：1 机械设计基础课程设计： 孙德志主编， 沈 阳：东北大学出版社，2机械制图：大连理工大学主编 北京：高等教育出版社，3机械设计基础： 韩泽光主编 北京：机械工业出版社10 结束语 在学习了机械设计基础的课程以后，我们用用两周的时间进行机械设计基础的课程设 计，让我们对本学

22、期机械课程的知识学习并且 会灵活应用，通过实践应用到我们实际生活生 产中。本次课设我们是根据不同的工作条件和 不同的设计尺寸，根据自己学习的机械设计知 识，来设计我们生活中要使用的减速器，电动 机的输出功率以及相关数据来设计，这两周的 课程设计我们痛并快乐着，我们品尝着第一次 为学习通宵的艰辛，我们拖着每天从早到晚对 着电脑，不停地移动着鼠标没时间睡午觉的疲 惫的身体，可是我们沉醉在第一次自己设计减 速器的好奇与喜悦中，当我们画好图以后大家 脸上都有掩饰不去的成功感。A 型平键128 p=A 型平键 128 p =面对第一次自己设计减速器，我们有的实 际难免有不足之处，有一些尺寸是无据可依的，

23、 对待要估计的数据我们很忐忑，很怕一不小心 就可能导致大的错误，在我的设计中就有这样 的问题，比如对于一些倒角和一些过渡圆角的 尺寸，竖书中只是说出了大概的范围，让我觉 得很不好决定，还有一些计算也是这样的，还 有在油标尺安放的位置的高度和倾斜度还有油 标尺的长度和倾斜度，还有在螺塞和封油垫的 右方需要有一个低一些的槽都是我大概估计的 我查了书可是没有解决，对于这些不足之处， 我在这次课设中发现在以后的学习生活中我会 吸取并改正。对于本次课设，我收获非常多，在设计的 过程中我和几个同学一起研究讨论有的时候很 容易达到共识，可是有的时候会各持己见谁到 不让，都有自己的道理，有的时候大家的玩笑 还可以减轻整日作图的疲惫，在制图的过程中 使我之前学习的机械知识还是不够多，好多东 西都是在课设的时候遇到了现开始找书把知识 点看会了在继续计算画图，画草图是最难的， 要不断的计算各种零件的各种尺寸，大到齿轮、轴，小到螺钉、垫片。在草图大概成型以后开 始画三视图就相对简单了，只是要注重一些小 的细节就可以了。这次课设让我深深的体会到 了，机械设计的不容易，可是我还是努力的完 成了自己的设计，虽然它有很多的不足之处， 但是总的来说还是我努力设计的结果，也是我 第一个自己设计的减速器。