机械设计基础课程设计单级圆柱齿轮减速器副本DOC.docx

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机械设计基础课程设计单级圆柱齿轮减速器副本DOC

第一章绪论

1.1设计目的

（1）培养我们理论联系实际的设计思想，训练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、绘图数据处理等设计方面的能力。

1.2传动方案拟定

1、传动系统的作用及传动方案的特点：

机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。

传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。

传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。

合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。

传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。

带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。

齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。

本设计采用的是单级直齿轮传动。

减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。

2、传动方案的分析与拟定

1、工作条件：

使用年限10年，工作为一班工作制，载荷平稳，室内工作。

2、原始数据：

滚筒圆周力F=2200N；

带速V=1.5m/s；

滚筒直径D=450mm；

3、方案拟定：

　　　采用Ｖ带传动与齿轮传动的组

合，即可满足传动比要求，同时由于

带传动具有良好的缓冲，吸振性能，

适应大起动转矩工况要求，结构简单，

成本低，使用维护方便。

图1带式输送机传动系统简图

结果

小齿轮为40Gr钢调质，齿面硬度为250HBS

大齿轮为45号钢正火，齿面硬度为220HBS

Z1=25

Z2=125

=3

=5

［σH］=560Mpa[σF]

=352MPa

=5

结果

m=2.5

强度满足

d1=62.5mm

d2=312.5mm

da1=67.5mm

da2=317.5mm

df1=56.25mm

df2=306.25mm

a=187.5mm

小齿轮采用齿轮轴结构

大齿轮采用

腹板式结构

轮毂直径:

=110mm

轮毂长度:

结果

轮缘内径：

D2=290mm

腹板厚度：

c=20mm

腹板中心孔直径：

D0=200mm

腹板孔直径

=45mm

齿轮倒角：

n=1

结果

齿轮轴选用45号钢调质，硬度217～255HBS

d=30mm

圆周力：

Ft=3488N

径向力：

Fr=1290.56N

结果

dⅠ≥

27.14mm

dⅡ≥

15.07mm

dⅢ≥

28.76mm

大齿轮材料用45钢，正火，σb

=600Mpa，硬度217～255HBS

d=50mm

结果

圆周力：

Ft=3392N

径向力：

Fr=1255.04N

dⅠ≥

49.87mm

dⅡ≥

15.07mm

dⅢ≥

2.37mm

输入轴的强度满足要求

输入轴的强度满足要求

结果

小轴轴承型号为6208

大轴轴承型号为6212

小轴轴承满足寿命要求

大轴轴承满足寿命要求

小轴上键强度符合要求

大轴上键强度符合要求

选用YL8型凸缘联轴器

结果

齿轮浸油润滑

轴承油润滑

齿轮轴承均用AN150全系统损耗油

结果

δ=8mm

δ1=8mm

b=10mm

b1=10mm

b2=20mm

Df=16mm

N=6个

d1=12mm

d2=10mm

d3=12，10mm

d4=7mm

D=7mm

l1=49mm

△1=13mm

△2=15mm

m1=9mmm2=9mm

第十章减速器绘制与结构分析

10.1拆卸减速器

按拆卸的顺序给所有零、部件编号，并登记名称和数量，然后分类、分组保管，避免产生混乱和丢失；拆卸时避免随意敲打造成破坏，并防止碰伤、变形等，以使再装配时仍能保证减速器正常运转。

拆卸顺序：

①、拆卸观察孔盖。

②、拆卸箱体与箱盖联连螺栓，起出定位销钉，然后拧动起盖螺钉，卸下箱盖。

③、拆卸各轴两边的轴承盖、端盖。

④、一边转动轴顺着轴旋转方向将高速轴轴系拆下，再用橡胶榔头轻敲轴将低、中速轴系拆卸下来。

⑤、最后拆卸其它附件如油标尺、放油螺塞等。

10.2分析装配方案

按照先拆后装的原则将原来拆卸下来的零件按编好的顺序返装回去。

①、检查箱体内有无零件及其他杂物留在箱体内后，擦净箱体内部。

将各传动轴部件装入箱体内；

②、将嵌入式端盖装入轴承压槽内，并用调整垫圈调整好轴承的工作间隙。

③、将箱内各零件，用棉纱擦净，并塗上机油防锈。

再用手转动高速轴，观察有无零件干涉。

经检查无误后，合上箱盖。

④、松开起盖螺钉，装上定位销，并打紧。

装上螺栓、螺母用手逐一拧紧后，再用扳手分多次均匀拧紧。

⑤、装好轴承小盖，观察所有附件是否都装好。

用棉纱擦净减速器外部，放回原处，摆放整齐。

10.3分析各零件作用、结构及类型：

主要零部件：

①、轴：

主要功用是直接支承回转零件，以实现回转运动并传递动力。

高速轴属于齿轮轴；低速轴为转轴，属阶梯轴。

②、轴承：

用来支承轴或轴上回转零件、保持轴的旋转精度、减小磨擦和磨损。

③、齿轮：

用来传递任意轴间的运动和动力，在此起传动及减速作用，都为斜齿圆柱齿轮。

10.4减速器装配草图设计

（1）装配图的作用：

装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。

（2）设计内容：

进行轴的设计，确定轴承的型号、轴的支点距离和作用在轴上零件的力的作用点，进行轴的强度和轴承寿命计算，完成轴系零件的结构设计以及减速器箱体的结构设计。

（3）初绘减速器装配草图：

主要绘制减速器的俯视图和部分主视图：

1、画出传动零件的中心线；

2、画出齿轮的轮廓；

3、画出箱体的内壁线；

4、确定轴承座孔宽度，画出轴承座的外端线；

5、轴的结构设计（径向尺寸、轴向尺寸）；

6、画出轴、滚动轴承和轴承盖的外廓。

10.5完成减速器装配草图

（1）、视图布局：

①、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。

②、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。

布置视图时应注意：

a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。

b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。

（2）、尺寸的标注：

a）特性尺寸：

用于表明减速器的性能、规格和特征。

如传动零件的中心距及其极限偏差等。

b）外形尺寸：

减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。

c）安装尺寸：

减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。

（3）、标题栏、序号和明细表：

①、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。

②、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。

（4）、技术特性表和技术要求：

①、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级，布置在装配图右下方空白处。

②、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。

②、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。

10.6减速器装配图绘制过程：

（1）、画三视图：

①、绘制装配图时注意问题：

a、先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。

b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。

c、3个视图中以俯视图作基本视图为主。

d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。

e、对零件剖面宽度

的剖视图，剖面允许涂黑表示。

f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。

（2）、轴系的固定：

轴向固定：

滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。

（3）、减速器的箱体和附件：

①、箱体：

用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。

材料为：

HT200。

加工方式如下：

加工工艺路线：

铸造毛坯→时效→油漆→划线→粗精加工基准面→粗、精加工各平面→粗、半精加工各主要加工孔→精加工主要孔→粗、精加工各次要孔→加工各紧固孔、油孔等→去毛刺→清洗→检验

②、附件：

包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。

10.7完成装配图

（1）、标注尺寸：

标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸；

（2）、零件编号（序号）：

由重要零件，按顺时针方向依次编号，并对齐；

（3）、技术要求；

（4）、审图；

（5）、加深。

10.8零件图设计

（一）、零件图的作用：

1、反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件。

2、表达机器或部件运载零件的要求，是制造和检验零件的依据。

（二）、零件图的内容及绘制：

1、选择和布置视图：

（1）、轴：

采用主视图和剖视图。

主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。

（2）、齿轮：

采用主视图和侧视图。

主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本形状；侧视图只画出局部视图。

2、合理标注尺寸及偏差：

（1）、轴：

，径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。

（2）、齿轮：

径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸偏差。

3、表面粗糙度标注

（1）、轴：

查表轴加工表面粗糙度Ra荐用值。

①、与传动件及联轴器等轮毂相配合的表面取1.6。

②、与滚动轴承相配合的表面，轴承内径d≤80mm取1.0。

③、与传动件及联轴器相配合的轴肩端面取3.2。

④、平键键槽工作面取3.2，非工作面取6.3。

⑤、与滚动轴承相配合的轴肩端面，d≤80mm的取2.0。

（2）、齿轮：

查齿轮表面粗糙度Ra荐用值。

①、齿轮工作面、齿顶圆、与轴肩配合的端面取3.2。

②、轴孔取1.6。

③、平键键槽取3.2（工作面）；12.5（非工作面）。

4、合理标注形状和位置公差

（1）、轴：

取公差等级为8级，推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。

（2）、齿轮：

取公差等级为8级，推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。

5、