机械设计课程设计二级减速器

机械设计课程设计之答禄夫天创作
设计说明书
设计题目胶带式输送机传动装置
设计者
班级
学号
指导老师
时间
目录
一、设计任务
书 (3)
二、传动方案拟
定 (4)
三、电动机的选
择 (4)
四、传动装置的运动和动力参数计
算 (6)
五、高速级齿轮传动计
算 (7)
六、低速级齿轮传动计
算 (12)
七、齿轮传动参数
表 (18)
八、轴的结构设
计 (18)
九、轴的校核计
算 (19)
十、滚动轴承的选择与计
算 (23)
十一、键联接选择及校
核 (24)
十二、联轴器的选择与校
核 (25)
十三、减速器附件的选
择 (26)
十四、润滑与密
封 (28)
十五、设计小
结 (29)
十六、参考资
料 (29)
一.设计题目：
设计带式运输机传动装置（简图如下）
1——电动机
2——联轴器
3——二级圆柱齿轮减速器
4——联轴器
5——卷筒
6——运输带
原始数据：
1.工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，室内工作，有粉尘；
2.使用期：使用期10年；
3.检修期：3年大修；
4.动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V;
5.运输带速度允许误差：±5%；
6.制造条件及生产批量：中等规模机械厂制造，小批量生产。

设计要求
1.完成减速器装配图一张（A0或A1）。

2.绘制轴、齿轮零件图各一张。

3.编写设计计算说明书一份。

二. 电动机设计步调
1. 传动装置总体设计方案
本组设计数据：
第四组数据：运送带工作拉力F/N 2200 。

运输带工作速度v/(m/s) 0.9 ,卷筒直径D/mm 300 。

1.外传动机构为联轴器传动。

2.减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。

3.该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约资料。

轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。

减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。

但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不克不及充分利用；中间轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差；仅能有一个输入和输出端，限制了传动安插的灵活性。

原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。

总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。

三．电动机的选择
按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。

2.确定电动机效率Pw 按下试计算
代入上试得
电动机的输出功率功率按下式
由表2-4：联轴器传动效
（7级精度一般齿轮传动）
所以电动机所需工作功率为
因载荷平稳，电动机核定功率Pw只需要稍大于Po即可。

按表8-169中Y系列电动机数据，选电动机的核定功率Pw为3.0kw。

按表2-1推荐的传动比合理范围，两级同轴式圆柱齿轮减速
而工作机卷筒轴的转速为
所以电动机转速的可选范围为
符合这一范围的同步转速有
考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装
置结构紧凑，决定选用同步转速为Y系列电动机
Y132S,
电动机的装置结构形式以及
其中心高,外形尺寸,轴的尺寸等都在8-186,表8-187
中查的。

考虑润滑条件等因素，初定
3. 计算传动装置的运动和动力参数
I轴
II轴
III轴
卷筒轴
I
轴
II轴
III
轴
卷筒轴
I 轴
II
III
工作轴
将上述计算结果汇总与下表，以备查用。

选定齿轮类型、精度等级、资料及齿数
1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。

2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。

3.资料选择。

由《机械设计》，选择小齿轮资料为40Gr （调质），硬度为280HBS ，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS ，二者资料硬度差为40HBS 。

1).按齿轮面接触强度设计
1. 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。

2. 按齿面接触疲劳强度设计，即
1>.确定公式内的各计算数值
3.按软齿面齿轮非对称装置，由《机械设计》选取齿宽系数
4.由《机械设计》表10-6查得资料的弹性影响系数
5.由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
取平安系数S=1
2>.设计计算
计算齿宽b
计算齿宽与齿高之比b/h
齿高
查表10-2
10-8
10-2查的使用系
查表10-4用插值法得7级精度查《机械设计》，小齿轮相对支
由
10-13
2.按齿根弯曲强度设计，公式为 1>.确定公式内的各参数值
1.由《机械设计》图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
2.由《机械设计》图10-18
3.计算弯曲疲劳许用应力；
取弯曲疲劳平安系数 S=1.4得
由《机械设计》表查得；；
6.
大齿轮大
，算出小齿轮齿数
这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，防止浪费。

2>.集合尺寸设计
3>.轮的结构设计
小齿轮采取齿轮轴结构，大齿轮采取实心打孔式结构
大齿轮的有关尺寸计算如下：
轮毂长度
轮缘厚度
齿轮倒角
齿轮工作图如下图所示
选定齿轮类型、精度等级、资料及齿数
1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。

2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。

3.资料选择。

由《机械设计》，选择小齿轮资料为40Gr（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS，二者资料硬度差为40HBS。

2). 按齿轮面接触强度设计
1. 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。

2. 按齿面接触疲劳强度设计，即
1>.确定公式内的各计算数值
3.按软齿面齿轮非对称装置，由《机械设计》选取齿宽系数
4.由《机械设计》表10-6查得资料的弹性影响系数
5.由《机械设计》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
；大齿轮的接触疲劳强度极限
取平安系数S=1
2>.设计计算
1.
计算齿宽b
计算齿宽与齿高之比b/h
查表10-210-8
10-2查的使用系
查表10-4用插值法得7级精度查《机械设计》，小齿轮相对支承
由b/h=9.33 由图10-13故载荷系数
由《机械设计》，
2.按齿根弯曲强度设计，公式为
1>.确定公式内的各参数值
1.由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
2.由《机械设计》图10-18
3.计算弯曲疲劳许用应力；
取弯曲疲劳平安系数 S=1.4得
6.
大齿轮大
对比计算结果，由齿轮面接触疲劳强度计算的魔术
，算出小齿轮齿数
这样设计出的齿轮传动，即满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，防止浪费。

2>.集合尺寸设计
3>.轮的结构设计
大齿轮采取实心打孔式结构
大齿轮的有关尺寸计算如下：
轮毂长度
轮毂长度
轮缘厚度
齿轮倒角
齿轮工作图如下图所示
1.初选轴的最小直径
选取轴的资料为45号钢，热处理为正火回火。

<取C=110，[г]=30~40> 1轴d1=30 2轴d2=35
3
取d3=38
1轴选轴承为30207
2轴选轴承为30207
3轴选轴承为30208
各轴承参数见下表：
1轴：由于高速轴齿根圆直径与轴径接近，将高速轴取为齿轮轴，使用圆锥滚子轴承承载，一轴端连接电动机，采取弹性柱销联轴器。

2轴：高速级采取实心齿轮，采取上端用套筒固定，下端用轴肩固定，低速级用自由锻造齿轮，自由锻造齿轮上端用轴肩固定，下端用套筒固定，使用圆锥滚子轴承承载。

3轴：采取自由锻造齿轮，齿轮上端用套筒固定，下端用轴肩固定，使用圆锥滚子轴承承载，下端连接运输带，采取凸缘联轴器连接。

1.1轴强度校核
1 1).高速轴的强度校核
由前面选定轴的资料为45钢，调制处理，由工程资料及其成形基础表查得
2）计算齿轮上受力（受力如图所示）
3）.计算弯矩
水平面内的弯矩：
垂直面内的弯矩：
故
，计算轴上最大应力值：
故高速轴平安，合格。

弯矩图如下：
2 1). 低速轴的强度校核
由前面选定轴的资料为45钢，调制处理，由工程资料及其成形基础表查得
2）计算齿轮上受力（受力如图所示）
3）.计算弯矩
水平面内的弯矩：
垂直面内的弯矩：
故
，计算轴上最大应力值：
故低速轴平安，合格。

弯矩图如下：
中间轴的校核，具体方法同上，步调略，校核结果合格。

考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用的是单列深沟球轴承
轴Ⅰ30207两个，轴Ⅱ30207两个，轴Ⅲ选用30208两个
(GB/T297-1994) 寿命计算：
轴Ⅰ
1.查机械设计课程设计表8-159，得深沟球轴承30207
2.查《机械设计》得
X=1, Y=0
3.计算轴承反力及当量动载荷：
在水平面内轴承所受得载荷
在水平面内轴承所受得载荷
所以轴承所受得总载荷
由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：
4.已知预期得寿命 10年，两班制
基本额定动载荷
所以轴承30207平安，合格
轴Ⅲ
1.查机械设计课程设计表8-159，得深沟球轴承30208
2.查《机械设计》得
X=1, Y=0
3.计算轴承反力及当量动载荷：
在水平面内轴承所受得载荷
在水平面内轴承所受得载荷
所以轴承所受得总载荷
由于基本只受轴向载荷，所以当量动载荷：
4.已知预期得寿命 10年，两班制
基本额定动载荷
所以轴承30208平安，合格。

中间轴上轴承得校核，具体方法同上，步调略，校核结果轴承30207平安，合格。

选择45号钢，其许用挤压应力
1轴
左端连接弹性联轴器，键槽部分的轴径为32mm，轴段长56mm，所以选择单圆头普通平键(A型)键b=8mm,h=7mm,L=45mm
2轴
轴段长为73mm，轴径为43mm，所以选择平头普通平键（A型）键b=12mm,h=8mm,L=63mm
轴段长为43mm，轴径为43mm，所以选择平头普通平键（A型）键b=12mm,h=8mm,L=35mm
3轴
轴段长为68mm，轴径为48mm，所以选择圆头普通平键（A型）键b=14mm,h=9mm,L=58mm
右端连接凸缘联轴器，键槽部分的轴径为38mm，轴段长78mm，所以选择单圆头普通平键(A型)键b=10mm,h=8mm,L=69mm
1轴
T=23.94N.m
则强度足够，合格
2轴
T=N.m
则强度足够，合格
3轴
T=N.m
则强度足够，合格,均在许用范围内。

由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器
选用TX3型（GB/T 5014-2003）弹性套柱销联轴器，采取Z型轴孔，A型键，轴孔直径d=22~30mm,选d=30mm,轴孔长度
为L=45mm
选用GY5型（GB/T 5843-2003）弹性套柱销联轴器，采取Y型轴孔，C型键，轴孔直径d=50~71mm,选d=50mm,轴孔长度
为L=60mm
注释：a取低速级中心距，a＝160mm
为了包管减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。

十四.减速器润滑方式、密封形式
本设计采取油润滑，润滑方式为飞溅润滑，并通过适当的油沟来把油引入各个轴承中。

1）.齿轮的润滑
采取浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为30～50㎜。

取为60㎜。

2）.滚动轴承的润滑
由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。

3）.润滑油的选择
齿轮与轴承用同种润滑油较为便当，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。

用凸缘式端盖易于调整，采取闷盖装置骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。

轴与轴承盖之间用接触式毡圈密封，型号根据轴段选取。

此次减速器，经过大半学期的努力,我终于将机械设计课程设计做完了.
这次作业过程中,我遇到了许多困难,一次又一次的修改设计方案修改，这都流露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验缺乏，令我非常苦恼.后来在老师的指导下,我找到了问题所在之处,并将之解决.同时我还对机械设计基础的知识有了更进一步的了解.
尽管这次作业的时间是漫长的,过程是曲折的,但我的收获还是很大的.不但仅掌握了设计一个完整机械的步调与方法;
也对机械制图、autocad软件有了更进一步的掌握。

对我来说,收获最大的是方法和能力.那些分析和解决问题的方法与能力.
在整个过程中,我发现像我们这些学生最最缺少的是经验,没有感性的认识,空有理论知识,有些东西很可能与实际脱节.总体来说,我觉得做这种类型的作业对我们的帮忙还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，综合应用才干很好的完成包含机械设计在内的所有工作，也希望学院能多一些这种课程。

《机械设计手册》、《机械设计》、《机械设计课程设计》、《工程资料及其成形基础》、《理论力学》。