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1、精品文档机械设计课程设计 设计计算说明书设计：指导教师：南京航空航天大学设计日期：目录设计任务书：第一章电动机的选择及运动参数的计算1 1 电动机的选择1 2 装置运动及动力参数计算第二章斜齿圆柱齿轮减速器的设计1.1 高速轴上的大小齿轮传动设计1.2 低速轴上的大小齿轮传动设计第三章轴的设计各轴轴径计算。3.1 轴的选择与结构设计1欢迎下载精品文档3 2 中间轴的校核第四章滚动轴承的选择及计算3.1 轴承的选择与结构设计4 2 深沟球轴承的寿命校核第五章 键联接的选择及计算5 1 键的选择与结构设计5.2 键的校核第六章联轴器的选择及计算6.1 联轴器的选择和校核第七章 润滑和密封方式的选择

2、7.1 齿轮润滑7 2 滚动轴承的润滑第八章 箱体及设计的结构设计和选择第九章减速器的附件9 1 窥视孔和视孔盖9 2 通气器9 3 轴承盖9.4 定位销9 5 油面指示装置9.6 放油孔和螺塞9.7 起盖螺钉9.8 起吊装置。结束语参考文献机械课程设计任务书及传动方案的拟订一、设计任务书设计题目：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器工作条件及生产条件：该减速器用于带式运输机的传动装置。工作时有轻微振动，经常满载，空载启动，单向运转，单班制工作。运输带允许速度差为 邙减速器小批量生产，使用期限为 5年（每年300 天）。第19组减速器设计基础数据卷筒直径D/mm300运输带速度v(m/s)1.00运输

3、带所需转矩F(N)2600二、传动方案的分析与拟定图1-1带式输送机传动方案带式输送机由电动机驱动。电动机通过连轴器将动力传入减速器再经连轴器将动力传至输送机滚筒，带动输送带工作。传动系统中采用-两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用斜齿圆柱齿轮传动。一、 电动机的选择1.1 电动机的选择1.1.1 电动机类型的选择电动机的类型根据动力源和工作条件 , 选用 Y 系列三相异步电动机。1.1.2 电动机功率的选择根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为：=60000/3.14 刈00=63.694 r/min工作机所需要的有效功率

4、为 :=2600/1000=2.6 kW为了计算电动机的所需功率，先要确定从电动机到工作机之间的总效率。设为弹性联轴器效率为 0.99 ，为滚动轴承传动效率为 0.99 ，为齿轮传动 （ 8 级） 的效率为 0.97 ， 为滚筒的效率为 0.96 。 则传动装置的总效率为 :0.851电动机所需的功率为。2.6/0.851= 3.055kW在机械传动中常用同步转速为1500r/min和1000r/min的两种电动机，根据电动机所需功率和同步转速，由2P148表16-1查得电动机 技术数据及计算总传动比如表 3-1所示。表1 -1电动机技术数据及计算总传动比方案型号额定功率(kW)转速(r/mi

5、 n)顾里N参考价格(元)总传动比同步1Y112M-44.015001440470230.00125.652Y132M1-64.01000960730350.0083.77对以上两种方案进行相关计算，选择方案 1较合适且方案1电动机质量最小，价格便宜。选用方案1电动机型号Y112M-4,*M据2P149表16-2查得电动机的主要参数如表3 2所示。表1 2 Y112 M-4电动机主要参数型号中心高H/mm轴伸/ mm总长L/mmY112M-41.2 装置运动及动力参数计算1.2.1 传动装置总传动比和分配各级传动比根据电动机的满载转速和滚筒转速可算出传动装置总传动比为:1440/63.964=

6、22.61双级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比为：高速级的传动比为：=5.52 低速级的传动比为：=/=22.61/5.52=4.10-1.2.2传动装置的运动和动力参数计算：a)各轴的转速计算：=1440r/min=/=1440/5.52=260.870r/min=/=260.870/4.10=63.694r/min=63.694r/minb)各轴的输入功率计算：=3.055 0.99=3.024kW=3.024 0.97 0.99=2.904kW=2.904 0.97 0.99=2.789kW=2.789 0.99 X0.99=2.733kWc)各轴的输入转矩计算：=955095503.05

7、5/1440=20.26N m= =20.26 0.99=20.06 N m=X X=20.06 X5.52 X0.99 X0.97=106.34 N m=X X=106.34 4.10 X0.99 X0.67=418.69 N m=X =418.69 X0.99 X0.99=410.36N m由以上数据得各轴运动及动力参数见表1 - 3。1 3各轴运动及动力参数轴号转速n/(r/m in)功率P/ kW转矩T/N.mm传动比11400.0003.02420.065.52-2260.2.904106.348704.10363.6942.789418.691.00463.6942.733410.

8、36二、传动零件的设计计算斜齿圆柱齿轮减速器的设计选用标准斜齿圆柱齿轮传动。标准结构参数压力角，齿顶高系数，顶隙系数。2.1 高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算1）选择齿轮材料及热处理方式：由于软齿面齿轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高，载荷不大的中低速场合。根据设计要求现选软齿面组合：根据1P102表8-1得：小齿轮选择45钢调质,HBS =217255;大齿轮选择45钢常化,HBS =162217;此时两齿轮最小硬度差为 217-162=55;比希望值略小些，可以初 步试算。2）齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数以比根切齿数较多为宜，初选二23=X=5.5223=126.96取大齿轮齿数=12

9、7,则齿数比（即实际传动比）为=/=127/23=5.5217。与原要求仅差（5.1328-5.1304）/5.1304=0.05%,故可以满足要求。-3)选择螺旋角B：按经验 ， 8 1 ,按=1计算得：Y= 1- = 11 =0.892计算齿形系数与许用应力之比值：Y/=2.7002/148.9744=0.018Y/=2.1365/137.1795=0.016由于 Y / 较大，用小齿轮的参数Y / 代入公式，计算齿轮所需的法面模数：=1.07811) 决定模数由于设计的是软齿面闭式齿轮传动，其主要失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。所以对比两次求出的结果，按接触疲劳强

10、度所需的模数较大，齿轮易于发生点蚀破坏，即应以。9欢迎下载精品文档mn*.53mm为准。根据标准模数表，暂定模数为：m=2.0mm12) 初算中心距：2.0(23+127)/2cos13 =154.004mm标准化后取a=154mm13)修正螺旋角B按标准中心距修正 B：14) 计算端面模数：15) 计算传动的其他尺寸：16) 计算齿面上的载荷：17) 选择精度等级齿轮的圆周转速：3.558 m/s对照 1P107 表 8-4, 因运输机为一般通用机械，故选齿轮精度等级为 8 级是合宜的。18) )齿轮图：。2.2 低速级斜齿圆柱齿轮的传动设计计算1) 选择齿轮材料及热处理方式 ：由于软齿面齿

11、轮用于齿轮尺寸紧凑性和精度要求不高， 载荷不大的中低速场合。根据设计要求现选软齿面组合：根据 1P102 表 8-1 得：小齿轮选择45钢调质,HBS =217255;大齿轮选择45钢常化,HBS =162217;此时两齿轮最小硬度差为217-162=55 ；比希望值略小些，可以初步试算。2) 齿数的选择：现为软齿面齿轮，齿数以比根切齿数较多为宜，初选=25=4.1025=102.5取大齿轮齿数z =103 ，则齿数比(即实际传动比)为=z/z 1=103/25=4.12 。与原要求仅差(4.12-4.10)/4.10=0.487% ，故可以满足要求。3)选择螺旋角B：按经验 ， 8 1 ,按

12、=1计算得：Y= 1- =1-1 =0.9083计算齿形系数与许用应力之比值：Y/=2.585/144.846=0.0178Y/=2.174/134.615=0.016由于 Y / 较大，用大齿轮的参数Y / 代入公式计算齿轮所需的法面模数：=1.77711) 按接触强度决定模数值，取m=2.5mm12) 初算中心距：a=m(z 1+ z)/2cos=2.5(25+103)/2cos12 =163.599 mm标准化后取a=164mm13)修正螺旋角B：按标准中心距修正 B：。13 欢迎下精品文档14）计算端面模数：15）计算传动的其他尺寸:16）计算齿面上的载荷：齿轮的主要参数高速级低速级齿

13、数2312725103中心距154164法面模数2.02.5端面模数2.0532.563螺旋角法面压力015欢迎下角端面压力角iO b40385852齿根高系数标准值11齿顶高系数0.97240.9810齿顶系数标准值0.250.25当量齿数24.863131.3026.709110.043分度圆直径47.259260.73164.063263.938齿顶高2.02.5齿根高2.53.125齿全同4.55.625齿顶圆直径51.259264.73169.063268.938齿根圆直径42.259255.73157.750257.688三、 轴的结构设计和计算轴是组成机械的主要零件，它支撑其他回

14、转件并传递转矩，同时 它又通过轴承和机架连接。所有轴上零件都围绕轴心做回转运动，形 成一个以轴为基准的组合体一一轴系部件。0精品文档3.1 轴的结构设计3.1.1 初步确定轴的最小直径选取轴的材料为 45 号钢调质处理。按扭转强度法估算轴的直径, 由 1P207 表 12 2。高速轴：取A =116mm中间轴：取=112=112=25.007mm低速轴：取=107=37.714mm3.1.2 确定轴的结构与尺寸轴的选取及计算1 .因为I轴通过联轴器与电动机的轴径28mm查联轴器标准，选联轴器为弹性柱销联轴器。 标准型号HL2， 与联轴器相联的轴径选取为25mm。2 零件的轴向定位需用定位轴间。

15、 H0.07d 。为了加工装配方便而设置非定位轴肩，一般为2 3mm。4. I n与联轴器相联。5. n m为扳手位置和端盖。6. mw为轴承位置。7. W V为低速齿轮的空间，以不发生干涉为主。8. VVI为齿轮轴。9. VI 一卯为齿轮端面和内壁的空隙和部分内壁距离。10. vn 一叩为轴承位置。轴承的尺寸如图所示II 轴的设计1 根据前述所算的最小的轴径为25.88mm。 选轴承型号为GB/T29793 7207C 角接触球轴承。2 按轴肩规格。设置轴的结构，及定位关系。I II为轴承安装空间，轴承为 GB/R93 7207c型号n m为齿轮端面和内壁的空隙和部分内壁距离。w v为齿轮轴

16、。v VI为低速齿和高速齿端面距离。W 一印为低速齿安装处。w W为套筒定位和安放轴承。轴承的具体尺寸如图所示III 输出轴的设计1根据算的轴径最小值。选取d=55mm。2轴的结构及定位关系取法步骤同前。I n段为套筒定位和安放轴承。n m段为高速级齿轮和安装空间以不发生干涉为主。in iv段为齿轮定位轴间。w v为高速齿轮的空间，以不发生干涉为主。v VI为轴承位置。VI 一卯段为扳手空间位置和轴承端盖。印一叩与联轴器相联。轴承的具体尺寸如图所示3.3 中间轴的校核：1） 中间轴的各参数如下：=106.34Nm =260.87r/min=2.904kW2） 中间轴上的各力：低速级小齿轮： F

17、t1=3319NFr1=1235NFa1=747N高速级大齿： Ft2=851NFr2=318N F a2=198N3）绘制轴的计算简图（ 1）计算支反力剪力图：弯矩图：垂直面：剪力图：弯矩图：扭矩图：。合弯矩图：校核轴的强度：由上述可知，危险截面在C截面处。按第三强度理论求出弯矩M 图，由公式 M =M =155.275轴为 45 号钢，查表可知 = 60 Mpa由公式可得：e查表利用插值法得： e=0.204 ，则有e则有X=0.56,利用插值法：Y=2.16由公式P= (X+Y) 可得P=1.2 X (0.56 318+2.16 198 )=726.912由公式h 12000h所以满足要

18、求。即高速级选用 6207 型号的轴承4.3 中间轴轴承的校核:中间轴选择6208: ，高速级大齿轮：低速级小齿轮：所以利用插值法得 e=0.227Fa/Fr=549/917=0.59e所以选用 X=0.56， Y=1.93由公式得：P=(X+Y) =1.2(0.56 917+1.93 549)=1887.708N由公式h12000h所以满足要求。即中间轴选用 6208 型号的轴承4.4 低速轴轴承的校核：初选低速级选用7209AC型号的轴承正装。，求得： =1768NR=2506NFa=Fa-Fa=747-198=549NS=0.68R=0.68 X1768=1202.24NS=0.68R=

19、0.68-2506=1704.08NFa+S=549+1704.48=2253.08S 故 1 被压缩，2 被放松。求轴向载荷： A =Fa+S=2253.08NA=S=1704.08求当量动载荷P,PA /R =2253.08/1768=1.27 e X =0.41 Y =0.87A /R =1704.08/2506=0.68=e X =1 Y =0P =(X R +Y A )=1.2(0.41 1768+0.87 2253.08)=3222.1NP =(X R +Y A ) =1.2(1 2506)=3007.2N由公式12000h所以满足要求。即低速级选用7209AC型号的轴承五、键联接

20、的选择及计算键是标准件，通常用于联接轴和轴上的零件，起到周向固定的作用并传递转矩。有些类型的键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。根据所设计的要求。此次设计所采用的均为平键联接。5.1 键选择原则：键的两侧面是工作面， 工作时候， 靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩； 键的上表面与轮毂槽底面之间则留有间隙。平键联结不能承受轴向。力，因而对轴上的零件不能起到轴向固定的作用。常用的平键有普通平键和导向平键两种。平键联结具有结构简单，装拆方便，对中良等优点， 因而得到广泛的应用。普通平键用于静联结。A型号或B型号平键，轴上的键槽用键槽铳刀铳出，键在槽中固定良好，但当轴工作时，轴上键 槽端部的应力集中

21、较大。5.2 键的选择与结构设计取本设计中间轴段的平键进行说明。由于本设计装置，键所承受的应力不是很大，我们选择A型号圆头 普通平键。根据中间轴段的轴径选择键的具体结构如下图(1) .键的校核校核：先根据设计出轴的直径从标准中查的键的剖面尺寸为：键宽b=14mm,键高h=9mm在上面的公式中k为键与轮毂键槽的接触高度等于0.5h,为键的工作长度：=L-b查表键联结的许用挤压应力，许用压力(Mp3二100120,取中间值=110。由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=46mm校核键键 槽-23 欢迎下精品文档宽 度b深度极公 称 尺 寸 bX h键 长L链限 偏 差轴的 标 记公 称 尺 寸

22、b一股 键 联 接t毂t1轴N9毅JS9001链8C8X52852G4x7B18-0-000900631-68200333公称直径d22 327欢迎下-10X812X88032键C 1 0X 8 0G B 1 09 6-2 00 3 键1 2X 32G B1 09 6- 2010125 .0-0 .0433 .30 .15-0 .0 2 1 55-0.0-0.03 .330 38384-042331538 404键00C21125X701327G1-5X0B2-0381000902641-352003六、联轴器的选择及计算联轴器是机械传动常用的部件，它主要用来是联接轴与轴（有时 也联接其它回转

23、零件）。以传递运动与转矩。用联轴器连接的两根轴只 有在机器停车后用拆卸的方法才能把两轴分离。6.1联轴器的选择根据工作要求，选用弹性套柱销联轴器，型号为 LT4.输出轴根据工作条件，选择弹性柱销联轴器，型号为 HL3.结构如下图：-联轴器的校核校核公式：=查机械设计手册得，查表11-1彳导= 1.5对于I轴：=1.5x20.26=30.39 T,=1440r/min n故合格。对于m轴：=1.5 X418.69=627 T,=63.694r/min23m/s时，即可采用飞溅润滑。飞溅的油，一部分直接溅入轴承，一部分先溅到箱壁上，然后再顺着箱盖的内壁流入箱座的油沟中，沿油沟经轴承盖上的缺口进入轴

24、承。输油沟的结构及其尺寸见图。当 V更高时，可不设置油沟，直接靠飞溅的润滑油轴承。若采用飞溅润滑，则需设计特殊的导油沟， 使箱壁上的油通过导油沟进入轴承， 起到润滑的作用。因此选 a=5mm ,b=6mm.八、箱体及设计的结构设计和选择8.1 减速器箱体的结构设计箱体是加速器中所有零件的基座， 是支承和固定轴系部件、 保证传动零件正确相对位置并承受作用在减速器上载荷的重要零件。 箱体一般。还兼作润滑油的油箱。机体结构尺寸，主要根据地脚螺栓的尺寸，再通过地板固定，而地脚螺尺寸又要根据两齿轮的中心距a来确定。由3P361表15-1设计减速器的具体结构尺寸如下表：减速器铸造箱体的结构尺寸名称符 号结

25、构尺寸箱座壁厚88110箱盖壁厚8凸缘的厚度b,b1,b215,12 , 25箱座上的肋厚m9轴承旁凸台的高度和半径h,R40, 16轴承盖的外径D2D+ (5-5.5 ) d3地 脚螺钉直径与数目df双级 减速器n4a1+a2小于350d f16n6通孔直径df20沉头座直径D045底座凸缘尺寸C122C220联 接螺栓轴承旁联 接螺栓箱座、箱盖联接螺 栓直径d1=12d2=8通孔直径d13.510联接螺栓直径d1211沉头座直径D2622凸缘尺寸c1min1813c2min1611定位销直径d6轴承盖螺钉直径d36视孔盖螺钉直径d46箱体外壁至轴承座端面的距离L142大齿轮顶圆与箱体内壁的

26、距离A114齿轮端面与箱体内壁的距离A2129减速度器的附件-为了保证减速器正常工作和具备完善的性能，如检查传动件的啮 合情况、注油、排油、通气和便于安装、吊运等。减速器箱体上常设 置某些必要的装置和零件，这些装置和零件及箱体上相应的局部结构 统称为附件。9.1 窥视孔和视孔盖窥视孔用于检查传动件的啮合情况和润滑情况等，并可由该孔向箱内注入润滑油，平时由视孔盖用螺钉封住。为防止污物进入箱内及润滑 油渗漏，盖板底部垫有纸质封油垫片。9.2 通气器减速器工作时，箱体内的温度和气压都很高，通气器能使热膨胀气 体及时排出，保证箱体内、外气压平衡，以免润滑油沿箱体接合面、轴 伸处及其它缝隙渗漏出来。结构

27、图如下。9.3 轴承盖轴承盖用于固定轴承外圈及调整轴承间隙，承受轴向力。轴承盖有 凸缘式和嵌入式两种。凸缘式端盖调整轴承间隙比较方便， 封闭性能好， 用螺钉固定在箱体上，用得较多。嵌入式端盖结构简单，不需用螺钉， 依靠凸起部分嵌入轴承座相应的槽中，但调整轴承间隙比较麻烦，需打开箱盖。根据轴是否穿过端盖，轴承盖又分为透盖和闷盖两种。透盖中 央有孔，轴的外伸端穿过此孔伸出箱体，穿过处需有密封装置。闷盖中 央无孔，用在轴的非外伸端。通过对轴及轴承盖的设计得出数据，设计轴承盖：内径为35的轴承内径为40的轴承内径为45的轴承-=6=7=6=7=6=7=70=78=83二87=95=100二102=11

28、0=115697782二D-(10-15)=62二D-(10-15)=70=D-(10-15)=75b=5b=5b=5h=5h=5h=5e=(1 1.2)二6e=(1 1.2) =6e=(1 1.2) =69.4 定位销为了保证箱体轴承座孔的链削和装配精度，并保证减速器每次装拆 后轴承座的上下半孔始终保持加工时候的位置精度，箱盖与箱座需用两个圆锥销定位。定位削孔是在减速器箱盖与箱座用螺栓联接紧固后，链 削轴承座孔之前加工的。9.5 油面指示装置为指示减速器内油面的高度是否符合要求，以便保持箱内正常的油量，在减速器箱体上设置油面指示装置，其结构形式9.6 放油孔和螺塞放油孔应设置在箱座内底面最低

29、处，能将污油放尽。在油孔附近应做成凹坑，以便为了更换减速器箱体内的污油聚集而排尽。平时，排油 孔用油塞堵住，并用封油圈以加强密封。 螺塞直径可按减速器箱座壁厚 2或2.5倍选取。9.7 起盖螺钉减速器在安装时，为了加强密封效果，防止润滑油从箱体剖分面处-渗漏，通常在剖分面上涂以水玻璃或密封胶， 因而在拆卸时往往因粘接较紧而不易分开。 为了便于开启箱盖， 设置起盖螺钉， 只要拧动此螺钉，就可顶起箱盖。9.8 起吊装置起吊装置有吊环螺钉、吊耳、吊钩等，供搬运减速器之用。吊环螺钉（或吊耳） 设在箱盖上， 通常用于吊运箱盖， 也用于吊运轻型减速器；吊钩铸在箱座两端的凸缘下面，用于吊运整台减速器。设计小

30、结三周的课程设计已经结束了， 虽然课程设计把我弄的身心俱惫， 但却在此过程中学会综合全面的看待问题， 学会如何与同学更好的合作，并且享受着成功时的快乐与失败时的苦闷。 我为能够从事机械类专业的学习而感到自豪。随着时代的发展， 机械设计越来越表现出其特有的作用， 通过此次机械设计，使我对机械零件设计步骤和设计思想，得到了充分掌握，真正地把所学到的知识初步地运用到了实践之中，收益很大，同时，也发现了许多知识掌握不足。在这段时间里我们通过彼此之间的相互合作， 交流学习， 掌握了许多新。知识，尤其对机械原理和机械设计有了系统的掌握。但由于时间有限，学习心得不够深刻， 还不能对所学的知识达到熟练的运用， 这就需要在今后不断的学习和提高。初次接触课程设计， 有一种全新的感觉， 和以前接触的是完全不同的境界。一切都从零开始，翻阅资料，购书学习，然后试着设计、计算、校核、绘图，并且不断的修改，反复试验。每一部分、每一个步骤都让我们感到受益非浅。 有时因一个小小的错误， 看起来并不影响美观的图纸，但经过反复思考， 才发现这样一个不起眼的小错误就会造成意想不到的后果，这让我知道了千里之堤，毁于蚁穴的道理；有时还会出现别的不合理的地方。每当遇到这些情况，我们都耐心的思考、调试，直到最后成功。完成后我们都有一种打胜仗的感觉。虽然，我们如期完成了课