《機械設計》課程設計說明書二級減速器說明書

1、機械設計課程設計說明書姓名： 系別： 班級： 學號： 指導老師： 目 錄一、 傳動方案分析.2二、 選擇電動機3三、 計算總傳動比及分配各級的傳動比5四、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5五、 v帶傳動設計計算.7六、 直齒圓柱齒輪傳動設計計算.11七、滾動軸承的選擇及校核計算 16八、軸的結構設計計算 19九、聯(lián)軸器的選擇計算 25十、潤滑與密封26十一、參考文獻28十二、設計小結29設計計算及說明結果一、 傳動方案分析機械設計課程設計題目：設計兩級圓柱齒輪減速器減速器工作條件：此減速器用于連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微震動，使用期為10年（每年300天工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機的工

2、作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為5%。帶式輸送機的傳動效率為0.96。傳送方案如下圖所示：已知工作條件：鼓輪直徑400mm，傳送帶運行速度0.85m/s，傳送帶從動軸所需（的牽引力為5.2f/kn）扭矩660nm為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構和擬定傳動方案，可先由已知條件計算鼓輪的轉(zhuǎn)速，即：一般常選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動機作為原動機，因此傳動裝置總的傳動比約為22或34，根據(jù)總傳動比，可初步擬定以兩級傳動為主的多種傳動方案。 （40.6）設計計算及說明結果二、 選擇電動機1、電動機類型選擇 根據(jù)電源及工作機工作條件，選用臥式封閉型y（ip44）系列三

3、相交流異步電動機。2、電動機功率的選擇 1）、工作機所需功率 2）、電動機輸出功率為傳動裝置的總效率式中、為從動機至工作機之間的個傳動機構和軸承的效率。查機械設計課程設計表3-1得：v帶傳動效率=0.96，滾動軸承效率=0.99，圓柱齒輪傳動效率為=0.97，彈性聯(lián)軸器傳動效率=0.99。則：=故 =根據(jù)電動機輸出功率，查表選擇電動機的額定功率設計計算及說明結果3）、電動機轉(zhuǎn)速的選擇 為了便于選擇電動機轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由機械設計課程設計表3-2查得v帶的傳動比范圍為，兩級圓柱齒輪減速器的傳動比為,令兩級圓柱齒輪減速器高速級齒輪傳動比為，低速級齒輪傳動比為，則傳動裝置的總的傳動

4、比為故電動機轉(zhuǎn)速范圍為 可見同步轉(zhuǎn)速為,的電動機均符合要求。由于的電動機體積小，轉(zhuǎn)速高，傳動不平穩(wěn)；而的電動機體積大、重量大、價格昂貴，因此根據(jù)計算功率初步選同步轉(zhuǎn)速為的電動機。如下表：電動機型號額定功率kw電動機轉(zhuǎn)速r/min電動機質(zhì)量kg最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩同步滿轉(zhuǎn)y132s-45.515001440682.32.2電動機型號為y132s-4。設計計算及說明結果三、計算總傳動比及分配各級的傳動比1、傳動裝置總傳動比2、分配各級傳動比 取v帶傳動的傳動比為，則兩級減速器的傳動比為兩級圓柱齒輪減速器高速級齒輪傳動比為，低速級齒輪傳動比為，則： 故 取 則 四、計算傳動裝置的運動

5、和動力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速 電動機軸為0軸，減速器高速軸為i軸，中速軸為ii軸，低速軸為iii軸，則各軸轉(zhuǎn)速分別為：設計計算及說明結果2、各軸輸入功率 按電動機額定功率計算各軸輸入功率即3、各軸轉(zhuǎn)矩4、各軸輸入轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩如下表所示：項目電動機軸高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速r/min1440480126.344.6功率kw43.83.653.5轉(zhuǎn)矩26.5375.6275.99749.44設計計算及說明結果五、v帶傳動設計計算電動機轉(zhuǎn)速，帶輪所連減速器高速軸i軸轉(zhuǎn)速為，傳動裝置輸入功率為。1、 求計算功率由機械設計基礎（第五版）查表13-8得，故計算功率為：2、選擇v帶型號 根據(jù)，由機械設計基礎（第

6、五版）查圖13-15得坐標點位于a型界內(nèi)，故初選普通a型v帶。2、 計算大、小帶輪基準直徑、由機械設計基礎（第五版）查表13-9可知，應不小于80mm，現(xiàn)取=90mm。 由得 取 =90mm設計計算及說明結果4、驗算帶速v 帶速在范圍內(nèi)，符合要求5、求v帶基準長度和中心距a 初步選取中心距 取540mm，符合由式得帶長查機械設計基礎（第五版）表13-2，對a型v帶選用。由式得6、驗算小帶輪包角由得設計計算及說明結果故包角合適7、計算v帶根數(shù)z 由，而， 。 查機械設計基礎（第五版）表13-3得 帶傳動的傳動比查機械設計基礎（第五版）表13-2得 查機械設計基礎（第五版）表13-5得 ，查機械設

7、計基礎（第五版）表13-7得 ，由此可得取4根v帶，即z=48、求作用在帶輪軸上的壓力 查機械設計基礎（第五版）表13-1得 由式得設計計算及說明結果 作用在軸上的壓力9、帶輪結構設計 小帶輪設計制造成實心式帶輪 大帶輪設計制造成腹板式帶輪 見機械設計基礎（第五版）223頁設計計算及說明結果六、直齒圓柱齒輪傳動設計計算減速器高速級齒輪傳動比為，高速軸轉(zhuǎn)速，傳動功率為，支持圓柱齒輪采用軟齒面制造。1、 選擇材料及確定許用應力小齒輪用40mnb調(diào)質(zhì)，齒面硬度241-286hbs，,；大齒輪用zg35simn調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241-269hbs，查機械設計基礎（第五版）表11-5取,2、按齒面接觸疲

8、勞強度設計 設齒輪按8級精度制造，取載荷系數(shù)k=1.5（見機械設計基礎（第五版）表11-3），齒寬系數(shù)（見機械設計基礎（第五版）表11-6）,小齒輪上的轉(zhuǎn)矩設計計算及說明結果取(機械設計基礎（第五版)表11-4），齒數(shù)取,則模數(shù) 齒寬 取 ，查表取模數(shù)m=2.5mm,實際： 中心距 3、 驗算輪齒彎曲強度齒形系數(shù)，（機械設計基礎（第五版）圖11-8）齒根修正系數(shù)，（圖11-9）設計計算及說明結果 故輪齒彎曲強度在安全范圍內(nèi)，符合強度要求4、 齒輪的圓周速度 對照機械設計基礎（第五版）表11-2，選用8級精度制造是合宜的。5、 齒輪的結構設計1）、小齒輪分度圓直徑為，齒頂圓直徑，齒根圓半徑。由于

9、小齒輪直徑接近高速軸直徑，故做成齒輪軸，結構如下圖所示：設計計算及說明結果2）、大齒輪分度圓直徑為265mm，齒頂圓直徑270mm，齒根圓只直徑258.75mm，齒寬為50mm，做成腹板式齒輪，如下圖所示：3）、低速即兩齒輪得結構設計a、小齒輪分度圓直徑為132mm,齒頂圓直徑為140mm,齒根圓直徑為122mm，模數(shù)為m=4mm，齒數(shù)z=33，齒寬b=85mm，由于小齒輪直徑在100mm150mm之間，故把小齒輪做成實心式；結構如下圖所示：設計計算及說明結果b、大齒輪分度圖直徑為372mm，齒頂圓380mm,齒根圓362mm,齒寬b=80mm，模數(shù)m=4mm,由于大齒輪分度圓直徑較大，故大齒

10、輪做成腹板式齒輪，結構和高速級大齒輪相似，基本尺寸如下：設計計算及說明結果七、滾動軸承的選擇及校核計算由條件知，減速器工作期限十年，兩班制工作，則軸承的預計壽命為（一）、對高速軸上滾動軸承的選擇及核計算1、高速軸滾動軸承的選用深溝球軸承，如圖所示 2、對軸承進行受力分析計算 軸承在減速器工作時，只受到徑向反力，而高手軸徑向反力和圓周力均作用其上，徑向反力的合力即為軸承所受到的徑向力。 1）、徑向力作用時由 得徑向力受力如下圖所示：， 設計計算及說明結果2)、圓周力作用時，受力如圖所示：則作用于軸承的反力分別為 由軸承只受到徑向載荷作用，故 、分別為左右兩軸承所受當量動載荷。3）、計算所需的徑向

11、基本額定動載荷 因軸的結構要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，今,設計計算及說明結果故應以軸承的徑向當量動載荷為計算依據(jù)，因受中等沖擊載荷，查機械設計基礎（第五版）表16-9得，工作溫度正常，查表16-8得，故：4、由機械設計手冊（單行本）軸承查得型號為6208的軸承符合強度要求，因此高速軸上軸承選用6208型號軸承。（二）、中間軸ii上的軸承選用型號為6208軸承； 低速軸iii上的軸承選用型號為6013的軸承。見機械設計手冊（單行本）軸承高速軸i：型號為6208軸承中間軸ii：型號為6208軸承低速軸iii：型號為6013的軸承設計計算及說明結果八、軸的結構設計計算（一）高速軸的機構設計計算 由于

12、高速軸上的齒輪直徑接近于軸徑，故將軸設計為齒輪軸。1、 高速軸的結構如下圖所示：2）、軸的轉(zhuǎn)矩齒輪上的受力圓周力：徑向力：軸的受力如下圖所示：設計計算及說明結果設計計算及說明結果3）、a、求垂直面的支承反力 b、求水平面的支承反力 c、力在支點產(chǎn)生的反力 設計計算及說明結果d、繪垂直面的彎矩圖（圖b）e、繪水平面的彎矩圖（圖c）f、力產(chǎn)生的彎矩圖（圖d）a- a截面反力產(chǎn)生的彎矩圖為g、求合成彎矩圖（圖e）設計計算及說明結果h、q求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖f）i、求危險截面的當量彎矩（圖g）a-a截面最危險，其當量彎矩為 軸的扭切應力是脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù)，代入上式得j、計算危險截面處軸的直徑軸

13、的材料選用40mn調(diào)質(zhì)處理，由機械設計基礎（第五版）表14-1查得，表14-3查得，則：設計計算及說明結果由于軸做成齒輪軸，齒根圓直徑。因，故軸的設計尺寸符合要求。2、 軸ii和軸iii的結構設計如下圖：軸ii： 軸iii:設計計算及說明結果九、聯(lián)軸器的選擇計算1、低速軸與工作機鼓輪軸用聯(lián)軸器連接，由于彈性柱銷聯(lián)軸器結構簡單，更換柱銷方便，緩和沖擊，吸收振動，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。2、求計算轉(zhuǎn)矩 軸iii轉(zhuǎn)矩為 由機械設計基礎（第五版）表17-1查得工作機為輸送機時，工作情況系數(shù)，故計算轉(zhuǎn)矩為3、確定型號 由機械設計、機械設計基礎課程設計表17-4查得符合軸直徑為50mm的聯(lián)軸器選取型號為hl

14、4彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩，軸材料為鋼時，許用轉(zhuǎn)速為4000r/min，允許的軸孔直徑在之間，故能滿足工作機與減速器聯(lián)接工作需要，從而確定聯(lián)軸器型號為hl4聯(lián)軸器 gb5014-85聯(lián)軸器型號為hl4聯(lián)軸器 gb5014-85設計計算及說明結果十、潤滑與密封1、箱體內(nèi)齒輪的潤滑圓柱齒輪減速器的軸i、軸ii、軸iii的轉(zhuǎn)速分別為，4個齒輪的分度圓直徑分別為，。由得則4個齒輪的分度圓速度分別為由機械設計、機械設計基礎課程設計表16-2查得閉式齒輪傳動潤滑油運動粘度的值。高速級齒輪傳動所需潤滑油運動粘度為；低速級傳動所需潤滑油運動粘度為，故減速器齒輪潤滑所需的平均潤滑運動粘度為：設計計算及說明結果

15、由機械設計課程設計表16-1查得選用中負荷工業(yè)齒輪油（gb5903-86）代號為n320的齒輪潤滑油。各齒輪的速度均小于12m/s,故采用油池潤滑。3、 軸承潤滑密封由于三對軸承的速度均較低，故采用脂潤滑。三對軸承選用代號為zgn69-2的滾動軸承脂進行潤滑。滾動軸承的密封形式用氈圈密封形式進行密封。選用中負荷工業(yè)齒輪油（gb5903-86）代號為n320的齒輪潤滑油采用油池潤滑三對軸承選用代號為zgn69-2的滾動軸承脂進行潤滑采用脂潤滑設 計 小 結經(jīng)過兩周多時間的努力，終于把機械設計課程設計完整地做完了。在這次設計作業(yè)過程中,我遇到了許多困難,一遍又一遍的計算,一次又一次的設計方案修改，同一個數(shù)據(jù)有時候也要計算好幾遍，通過兩周多計算設計和畫圖終于把設計完整的做出來。 盡管這次作業(yè)的時間是漫長的,過程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅僅掌握了帶傳動以及齒輪的設計步驟與方法;也對制圖有了更進一步的掌握。對我來說,收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問題的方法與能力。在這