一级减速器机械设计基础课程设计.docx

1、一级减速器机械设计基础课程设计重庆机电职业技术学院课程设计说明书设计名称： 机械设计基础 题 目： 带式输送机传动装置 学生姓名： 彭 浪 专 业： 机械设计与制造 班 级： 2012级 5 班 学 号： 1260720151102 指导教师： 杨 阳 日 期： 2013 年 12 月 8 日 重庆机电职业技术学院课程设计任务书 机械设计与制造 专 业 2012 年级5 班一、设计题目带式输送机传动装置已知条件：1.工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，运输带速度允许误差为0.5%；2.使用折旧期：五年；3.动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；4.滚筒效率：0.96（包括滚筒

2、与轴承的效率损失）。原始数据表参数题号12345运输带工作拉力F/（KN）3.23.43.52.82.6运输带工作速度V/（m/s）1.51.61.81.51.4卷筒直径D/(mm)400400400450450参数题号678运输带工作拉力F/（KN）2.42.22.1运输带工作速度V/（m/s）1.51.41.5卷筒直径D/(mm)400400500选择的题号为 5 号数据为：运输带工作拉力F = 3200 N运输带工作速度v = 1.5 m/s卷筒直径D = 400 mm二、主要内容1.拟定和分析传动装置的设计方案；2.选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；3.进行传动件的设计计算及结

3、构设计，校核轴的强度；4.绘制减速器装配图；5.绘制零件工作图；6.编写设计计算说明书。三、具体要求本课程设计要求在2周时间内完成以下的任务：1.绘制减速器装配图1张（A2图纸）；2.零件工作图2张（齿轮和轴，A4图纸）；3.设计计算说明书1份，约3000字左右。四、进度安排次序设计内容时间分配（天）1指导老师介绍课程设计注意事项12拟定设计方案13传动件的设计计算24画装配图25画零件图26编写设计说明书2五、成绩评定指导教师 杨 阳 签名 日期 2014 年 1 月8 日系主任 张利国审核 日期 2014 年1 月 10 日一 设计任务的分析1.1本课程设计的目的(1)通过课程设计使学生运

4、用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。（2）通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，是学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。（3）提高学生机械设计的基本能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计(CAD)能力等，使学生具有查阅设计资料（标准手册、图册等）的能力，掌握经验估算等机械设计的基本技能，学会编写一般的设计计算说明书。1.2 本课程设计的内容、任务及要求1.2.1课程设计的内容（1）拟定和分析传动装置的设计方案；（2）选择电动机，计算传动装置的运动的动力参数；（3）

5、进行传动件的设计计算及结构设计，校核轴、轴承、联轴器、键等零部件的强度，选择润滑和密封方式；（4）绘制减速器装配图；（5）编写设计计算说明书，准备答辩。1.2.2课程设计的任务（1）绘制减速器装配图1张用A1或A0图纸绘制）；（2）绘制零件工作图12张A4或A3（齿轮、轴、箱体等）；（3）编写设计计算说明书一份。1.2.3 课程设计的要求在课程设计前，应认真阅读任务书，了解设计题目及设计内容，搞清楚所要设计的传动装置包含哪些机构及传动路线。如果任务书中没有给出传动简图，则应首先了解设计的已知数据及工作类型，并对所学的有关传动机构的运动特点、总体传动性能及某些传动数据的常用范围进行复习，然后根据

6、工作的要求将有关机构进行不同的组合，画出不同的传动简图，依据先修知识，选出12种较合理的传动方案，同时进行设计（在进行装配图设计之前，对两种传动的数据进行比较，选择最合理的一组进行后续设计）。上述工作完成之后，应认真阅读课程设计指导书有关总体及传动设计计算的章节，开始设计计算。1.3 课程设计的步骤1.3.1设计准备工作（1）熟悉任务书，明确设计的内容和要求；（2）熟悉设计指导书、有关资料、图纸等；（3）观看录像、实物、模型或进行减速器装拆实验等，了解减速器的结构特点与制造过程。1.3.2 总体设计（1）确定传动方案；（2）选择电动机；（3）计算传动装置的总传动比，分配各级传动比；、（4）计算

7、各轴的转速。功率和转矩。1.3.3传动件的设计计算（1）计算齿轮传动、带传动、的主要参数和几何尺寸；（2）计算各传动件上的作用力。1.3.4装配图草图的绘制（1）确定减速器的结构方案；（2）绘制装配图草图，进行轴、轴上零件和轴承组合的结构设计；（3）校核轴的强度、键连接的强度；（4）绘制减速器箱体结构；（5）绘制减速器附件。1.3.5装配图的绘制（1）画底线图，画剖面线；（2）选择配合，标注尺寸；（3）编写零件序号，列出明细栏；（4）加深线条，整理图面；（5）书写技术条件、减速器特性等。1.3.6 零件工作图的绘制（1）绘制齿轮类零件的工作图；（2）绘制轴类零件的工作图；（3）绘制其它零件的工

8、作图。1.3.7 编写设计说明书（1）编写设计计算说明书，内容包括所有的计算，并附有必要的简图； (2)写出设计总结，一方面总结设计课题的完成情况，另一方面总结个人所作设计的收获、体会及不足之处。二 传动装置的总体设计2.1选择电动机2.1.1选择电动机类型按工作要求选用Y系列全封闭自扇式冷式笼型三相异步电动机，电压380V。2.1.2选择电动机的容量电动机所需工作功率为Pd=Pw/nw=601000V/D=(6010001.5)/ (3.14400)=71.66 r/min其中联轴器效率=0.99，滚动轴承效率（2对）0.98，闭式齿轮传动效率=0.97，V带效率=0.96，滚筒效率=0.9

9、6代入得 传动装置总效率：=0.85工作机所需效率为：Pw=FV/1000=32001.5/1000=4.8Kw则所需电动机所需功率：Pd=Pw/=4.8/0.85=5.64Kw因载荷平稳，电动机额定功率Ped略大于Pd即可由机械设计基础实训指导附录5查得Y系列的点击数据，选电动机的额定功率为7.5Kw.2.13确定电动机转速卷筒轴工作转速：由nw=71.66r/min，V带传动的传动比为i1=24;闭式齿轮单级传动比常用范围为i2=38,则一级圆柱齿轮减速器传动比选择范围为：I总=i1i2=632 故电动机的转速可选范围为nd=nwI总=71.66(632)=429.96 r/min2293

10、.12 r/min符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min、3000 r/min。可供选择的电动机如下表所示:方案电动机型号额定功率Kw同步转速/满载转速nm(r/min)1Y132S2-47.51500/14402Y132M2-67.51000/9603Y160L-87.5750/720则可选用Y132M2-6电动机，满载转速960r/min, 额定功率为7.5Kw2.2计算总传动比和分配传动比2.2.1总传动比Iz=960/71.66=13.4V带的传动比为I1=2.68减速器的传动比为i2=Iz/i1=13.4/2.68=52.2.2运动和动

11、力参数计算0轴（电动机轴）P0=Pd=5.5Kw7.5Kw960r/min=95507.5/960=74.61（N.m）1轴（高速轴既输入轴）=/i1=960/2.68=358.21r/min=95507.2/358.21=191.95（N.m）2轴（低速轴既输出轴）=/i2=358.21/5=71.64 r/min=95506.84/71.64=911.81（N.m）根据以上数据列成表格为： 轴名 功率 P/Kw 转矩 T(N.m) 转速 n(r/min) 传动比 电动机轴（0轴） 7.5 74.61 960 1轴 7.2 191.95 358.21 2.68 2轴 6.84 911.81

12、71.64 52.3 传动零件的设计计算2.3.1 V带的设计（1）确定计算功率 Pc=Ka7.5=8.25Kw（2）选取普通v带型号 根据Pc=8.25Kw,n1=960r/min,由图6-7选用A型普通V带。（3）确定两带轮的基准直径 根据表6-2选取dd1=112mm 大带轮基准直径为dd2=ixdd1=2.68x112=300.16mm 由表6-2选取标准值为dd2=315mm 则i实际=dd2/dd1=2.8 n2=n1/i=960/2.8=342.86r/min 从动轮的误差率为:(358.21-342.86)/358.21x100=4.2 误差率在5内，为允许值。（4) 验算带速

13、 v=3.14dd1n1/601000=3.14x112x960/60x1000=5.63m/s 带速在525m/s内，为允许值。s（5）确定中心距a和带的基本长度Ld 0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2) 298.9a0854 取a0=500mm 则L0=2a0+/2(dd1+dd2)+（dd2dd1）2/4a0 =2X500+3.14/2x(112+315)+(315-112)2/(4X500) =1691mm 由表6-3，选取Ld=1600mm 则a实=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1691)/2=454.5mm 取a=460mm（6）校验小带轮的包角 a1=

14、180o-(dd2-dd1)/ax57.3=180o-(315-112)/454.5x57.3=154.4o a1120,满足条件 （7 确定V带根数Z 根据dd1=112mm,n1=960r/min,由表6-5，用线性插值法得P0=1.16kw 由表6-6得，P0=0.126kw,由表6-3的，KL=0.99,由表6-7得，k=0.93 所以，Z=7.5/(1.16+0.126)X0.99X0.93=6.3 所以， Z=7（8）计算V带的初始拉力F0和带轮轴上的压力Fa，由表6-1查的q=0.105kg/m F0=500Pc/ZV(2.5/k-1)+qv2=163.96N Fa=2ZF0si

15、n(a1/2)=2238.4N2.3.2齿轮的设计 已知电动机额定功率P=7.5Kw,转0速960r/min,各轴的转速如： 转动轴电机轴（0轴）输入轴（1轴）输出轴（1轴） 转速n 960 358.21 71.64 齿数比2.68 5 电动机驱动，工作寿命年限为5年，两班制工作，连续单向运转，载荷较平稳。1、选择齿轮的精度等级、材料 输送机为一般工作机器，转动速度不高，为普通减速器，故选用8级精度（GB/T10095-2008），要求齿面粗糙度Ra3.2-6.3m。选择小齿轮材料为16MnCr5渗碳淬火，其硬度选为5662HRC，大齿轮为40Cr表面淬火，其硬度为4855HRC。2、按齿面接

16、触疲劳强度设计 Mn1.171、 转矩 =9.55 106P1/n1=9.55 1067.2/358.21=1.9105（N.mm）2、 载荷系数k及材料的弹性系数ZE查表7-10取K=1.5,查表7-11取ZE=189.8MPa1/2 1/23、 齿数Z1和齿宽系数d和螺旋角取小齿轮的齿数Z1，则大齿轮的齿数Z2=Z1i=205=100.对称布置、硬齿面，查表7-14取d=0.9。初选螺旋角为15。4、 许用弯曲应力由图7-26查得Flim1=880MPa, Flim2=740MPaN1=60njLh=60358.211（552516）=4.47108N2= N1/i=4.47108/5.3

17、8=8.94107由图7-23查得YN1=1, YN2=1由表7-9查得SF=1.5根据【F】1=（YN1Flim1）/SF=586.67MPa 【F】2=（YN2Flim2）/SF=493.33MPa0.0075MPa-10.0082MPa-1则m1.17=2.6由表7-2取标准模数m=3 、确定中心距a及螺旋角a=186.35mm 取a=186mm=arccosMn(Z1+Z2)/2a=1459 与设计值相差不大，故不必重新计算3、主要尺寸计算d1=mz1/cos=62.1mmd2=mz2/cos=310.6mmb=d1=0.962.1=55.89mm经圆整理后b2=60mm, b1=b2

18、+5=65mm Da1=d1+2ha=66mm Da2=d2+2ha=306mm Df1=d1-2hf=52.5mm Df2=d2-2hf=292.5mm a=0.53（20+100）=180mm4、按齿面接触疲劳强度校核1 齿数比U=i=52 许用接触应力【F】由图7-25查得Hlim1=1510MPa，Hlim2=1220MPa由表7-9查得SH=1.2由图7-24查得ZN1=1，ZN2=1.16【H】1=ZN1Hlim1/SH=1258.33MPa【H】2=ZN2Hlim2/SH=1179.33MPa由表7-11查得弹性系数ZE=189.8,故H= =957.73MPaH1.2=15mm

19、齿轮端面与箱体内壁的距离2=15mm，箱盖、箱座肋厚m1=0.851=8.5mm、m2=0.85=8.5mm轴承端盖外径D2入=D入+2.5d3=105mm、D2出=D出+2.5d3=135mm轴承端盖上螺钉的数目都为4轴承旁连接螺栓的距离S入=D入+2d1=87mm、S出=D出+2d1=117mm箱座内的深度Hd=d大/2+（30-50）=225mm箱座总高度H=Hd+（5-10）=245mm箱座总长度L=a+2/1df1+2/1df2+2=417mm箱座内的宽度Ba=15+15+65=95mm螺纹油塞的直径:d油=10mm,取M10x1.25参考文献1、机械设计基础实训指导，罗玉福等主编，大连理工大学出版社2、机械设计基础，王少岩等主编，大连理工出版社3、机械制图，钱可强主编，高等教育出版社4、工程力学，张定华主编，高等教育出版社5、机械设计手册，机械出版社