用于帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器說明書

1、一、 設計任務書計算機輔助設計與制造專業(yè)機械設計基礎課程設計任務書一設計題目：設計一用于帶式運輸機上的單級圓柱齒輪減速器。已知條件：運輸帶工作拉力F；運輸帶工作速度v（允許運輸帶速度誤差為5%）；滾筒直徑D；兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷輕微沖擊；空載起動；工作年限5年；環(huán)境最高溫度35；小批量生產。 原始數(shù)據(jù)： 題號運輸帶工作拉力 (N)運輸帶工作速度 (m/s)卷筒直徑 (mm)備 注111001.50250直齒軟齒面211501.60260斜齒軟齒面312001.70270直齒軟齒面412501.50240斜齒軟齒面513001.55250直齒軟齒面613501.60260斜齒硬齒面7145

2、01.55250直齒硬齒面815001.65260斜齒硬齒面915001.70280直齒硬齒面1016001.80300斜齒硬齒面二應完成的工作1. 減速器裝配圖1張；2. 零件工作圖2張（從動軸、齒輪）；3. 設計說明書1份。系主任： 教研室主任： 指導教師：發(fā)題日期 年月日完成日期 年月日一目的：本課程設計運用所學的制圖、金屬工藝學、公差與配合、力學、設計基礎的知識進行一次較全面的設計能力的訓練，其基本目的是：1.培養(yǎng)學生利用所學知識，解決工程實際問題的能力。2.培養(yǎng)學生掌握一般機械傳動裝置、機械零件的設計方法及設計步驟。3.達到對學生進行基本技能的訓練，例如：計算、繪圖、熟悉和運用設計資

3、料（手冊、標準、圖冊和規(guī)范等）的能力。二要求: 要求每位學生在設計過程中，充分發(fā)揮自己的獨立工作能力及創(chuàng)造能力，對每個問題都應進行分析、比較，并提出自己的見解，反對盲從，杜絕抄襲。在設計過程中必須做到：1.隨時復習教科書、聽課筆記及習題。2.及時了解有關資料，做好準備工作，充分發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性。3.認真計算和繪圖，保證計算正確和圖紙質量。4.按預定計劃循序完成任務。三 設計內容：1.電動機的選擇及運動參數(shù)的計算；2.V帶的傳動設計；3.齒輪傳動的設計；4.軸的設計（低速軸）；5.滾動軸承的選擇及驗算（低速軸）；6.鍵的選擇計算及強度校核（低速軸）；7.聯(lián)軸器的選擇（低速軸）；8.潤

4、滑油及潤滑方式的選擇；9.繪制零件的工作圖和裝配圖；（1）繪制零件的工作圖； 大齒輪的零件圖； 低速軸的零件圖；（2）減速器的裝配圖； 注：零件圖包括：(1)尺寸的標注；(2)公差；(3)精度；(4)技術要求。裝配圖包括：（1）尺寸標注（2）技術特性（3）零件編號 (4)編寫零件明細表、標題欄。10編寫設計說明書（1） 目錄；（2） 設計題目：原始數(shù)據(jù)及工作條件，傳動裝置簡圖；（3） 設計計算：要有詳細的設計步驟及演算過程；（4） 對設計后的評價；（5） 參考文獻資料。四設計進程1 準備階段（0.5天）(1)設計前詳細研究和分析設計任務書和指導書，明確設計要求和設計內容，根據(jù)原始數(shù)據(jù)和工作條件

5、，確定一個較全面合理的設計方案。(2)復習有關課程，參考有關資料，對所設計項目進行方案比較選出最優(yōu)方案。2設計計算階段（22.5天）（1） 電動機的選擇及傳動裝置運動參數(shù)的計算；（2） V帶的傳動設計；（3） 齒輪傳動的設計；（4） 軸的設計（低速軸）；（5） 滾動軸承的選擇及驗算（低速軸）；（6） 鍵的選擇計算及強度校核（低速軸）；（7） 聯(lián)軸器的選擇；（8） 潤滑油及潤滑方式的選擇；（9） 減速器的結構設計；3繪圖階段（66.5天） （1）大齒輪的零件圖；（2）低速軸的工作圖；（3）減速器的裝配圖（高速軸畫成齒輪軸）4編寫設計說明書（1天）5答辯或考察階段（0.5天）五注意事項：1設計時發(fā)

6、現(xiàn)問題，首先應自己考慮，查找資料，提出自己的看法和意見，與指導教師磋商，不應向指導教師尋求答案。2 貫徹三邊的設計方法，即邊計算、邊繪圖、邊修改的方法。3設計時學生必須在規(guī)定的教室進行設計，未經批準不得缺席，經常遲到或曠課者，除按考勤記錄外，視情節(jié)輕重，影響設計成績。已知條件，運輸帶工作拉力F1350kw，運輸帶速度V1.6m/s，滾筒直徑D260mm，兩班制，連鎖單項運轉，載荷輕微沖擊，空轉啟動，工作年限5年，環(huán)境最高溫度35,小批量生產。二、 電動機的選擇(1) 選擇電動機類型：按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。(2) 選擇電動機型號：電機所需的工作功率

7、為其中，（取1）則由電動機至運輸機的傳動總效率為，其中則即，(3) 電動機的轉速：計算滾筒工作轉速：n筒=601000V/D=6010001.6/260=117.6r/min根據(jù)合理的傳動比范圍，初選V帶的傳動比i=224,齒輪的傳動比i=325電動機的技術特性和外形及安裝尺寸公表141，表142，符合這一范圍電動機的同步轉速有750r/min,1000r/min,1500r/min，有三種適用的電動機型號可供選擇，如圖：傳動比方案比較從動比方案電動機型號額定功率/kw電動機轉速r/min傳動裝置的傳動比同步轉速滿載轉速總傳動比V帶傳動比齒輪傳動比1Y100L2-431500142012.08

8、3.0242Y132S-6310009608.1624.083Y132M-837507106.0423.02綜合考慮，電動機和傳動裝置的尺寸、重量和價格選擇Y132S-6比較合適，因此選定型號為Y132S-6，所選電動機的主要性能和外觀尺寸如下：額定功率同步轉速滿載轉速起動轉矩額定轉矩最大轉矩額定轉矩3100096022電動機（Y132S-6）的主要外形尺寸和安裝中心高H外形尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓空直徑K軸外伸尺寸11212三、 計算各軸的運動和動力參數(shù)（1）、計算各軸的功率：齒輪軸功率：2.430.972.36kw軸功率：3.260.9950.972.27kw卷筒軸功率：2.270.995

9、0.9952.25kw（2）、各軸的轉速： 齒輪軸：960/2480r/min軸：960/（24.08）117.65r/min聯(lián)軸器：117.65r/min（3）、各軸的轉矩：電動機軸：=9550 =95502.43/960=24.17 Nm齒輪軸：9550 =95502.36/480=46.95 Nm軸：9550 =95502.27/117.65=184.26 Nm聯(lián)軸器：9550 =95502.25/117.65=182.64Nm運動和動力參數(shù)的計算結果參數(shù)軸名電動機軸I軸II軸滾筒軸轉速n(r/min)960480117.65117.65功率P(kw)2.432.362.272.25轉矩

10、T(Nm)24.1746.96184.26182.64傳動比i24.081效率=0.97=0.960.99四、帶傳動的設計已知帶傳動選用Y系列異步電動機，其額定功率P=3,主動輪轉速，從動輪轉速，傳動比，兩班制工作，有輕度沖擊。（1）、V帶設計：項目設計與說明主要結果計算功率查表機械工程設計基礎表9-3-1得選V帶型號根據(jù)查表9-3-1選區(qū)A型V帶取A型V帶確定帶輪基準直徑查表9-3-1，選100mm，從動輪基準直徑為，查表9-3-2，選驗算帶速度VV在5m/s15m/s范圍內，故帶的速度合適V=5.024m/s確定V帶的基準長度和傳動中心距初選中心距基本V帶長度查表表9-1-2，選取V帶的基

11、準長度計算實際中心距驗算主動輪上包角計算V帶的根數(shù)z由查表9-3-3，取根Z=5計算V帶合適的初拉力查表得：計算作用在軸上的載荷（2）、小帶輪結構設計：項目設計與說明主要結果結構尺寸計算查機械工程設計基礎表14-3Y132S-6，D38 mm已設計好外徑輪厚B78mm內孔徑D=38mm內孔徑長L57mm結構設計及零件圖（3）、大帶輪結構設計：項目設計與說明主要結果結構尺寸計算查機械設計手冊表14.1-24得：D=，S=14查機械工程設計基礎圖9-4-1及公式得：B70mm查機械工程設計基礎表9-4-1得：外徑普V帶輪基準線上槽深，基準直徑輪緣厚，基準下槽深hf=8.7mmH=ha+hf=2.7

12、5+8.7=10.45mm取107mm內孔徑：D25mm內孔徑長：L=50mm輪厚：B70mm輻板厚度：S14mm輪轂直徑：dh=50mm外徑：205.5mm基準直徑：基準線下槽深：hf=8.7mm輪緣厚：基準線上槽深：結構設計及零件圖五、齒輪的設計已知，。項目計算與說明主要結果選擇材料 材料 熱處理方法 齒面硬度小齒輪 40Cr 表面淬火 55HRC大齒輪 40Cr 表面淬火 50HRC10-5-5 10-5-7 由表10-5-5得，SH=1.1,SF=1.4計算初選精度等級8級精度8級按齒根彎曲強度計算設計公式：查表10-5-3，取載荷系數(shù)k=1.2計算小輪轉矩：初選螺旋角：取齒數(shù)：=20

13、查表10-5-6，計算當量齒數(shù)：取齒形系數(shù)：查表10-5-7，選齒寬系數(shù)以上數(shù)據(jù)代入得，標準化確定齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸中心距：重算螺旋角：分度圓直徑：齒寬：驗算：查表10-5-2，確定精度等級為9精度等級為9校核齒面接觸強度根據(jù)安全結構設計及零件圖六、軸的設計1、齒輪軸的結構設計結構如圖，項目設計與說明主要結果選料鋼 調質 217255HBS選鋼估算最小處的軸徑考慮到有鍵槽，將直徑增大3，標準化確定各軸段的直徑軸段取4mm軸段（與其相配軸承30207，d=35mm,D=72mm,T=18.25mm,B=17mm）取1mm軸段軸段取5mm軸段軸段與齒軸牙頂直徑相等2、齒輪軸的長度設計結構如圖，

14、項目設計與說明主要結果各段軸長計算軸段查機械設計手冊設計好的輪轂長度為54mm軸段去接近已設計好的主動齒輪厚度軸段查以確定好的軸承30207，B=17mm,擋油環(huán)厚度取5mm軸段軸段暫定軸段軸段取15mm取25mm跨距與總長跨距：L=軸承厚度B+2擋油環(huán)厚度+124mm總長：跨距：校核軸的彎矩組合強度1、主動軸的空間受力簡圖：2、計算扭矩：3、計算合成彎矩：分度圓直徑：d=60mm圓周力：斜齒輪的壓力角：，螺旋角：徑向力：軸向力：4、水平受力計算：水平受力圖支反力：彎矩：5、垂直的受力分析：垂直面受力圖支反力：彎矩：合成彎矩：6、作當量彎矩圖，當扭剪應力為脈動循環(huán)變應力時，取系數(shù)a=0.67、

15、最大彎矩，由當量彎矩圖可見，C處的當量彎矩最大為8、計算危險截面處直徑查表11-1-1，強度極限查表11-1-3，許用彎曲應力則由于d=66mm22.1mm故所設計軸的直徑強度足夠3、從動軸的結構設計項目設計與說明主要結果選料鋼 調質 217255HBS選鋼估算最小處的軸徑考慮有鍵槽，將直徑增大3，標準化d=40mm確定各軸段的直徑將軸分為7段，如圖軸段取4.5mm軸段（與其相配軸承為圓錐滾子軸承30210，d=50mm,D=90mm,T=21.75,B=20，查機械設計手冊）取0.5mm軸段取0.5mm有一個鍵槽，所以增大4取整軸段取4mm軸段取3mm4、從動軸的長度設計軸的結構如下圖：項目

16、設計與說明主要結果各軸段長度計算軸段取彈性柱銷聯(lián)軸器，軸孔直徑d=40mm，軸孔長度L=112mm（機械設計手冊表13-2）軸段軸段軸段S取7mm,a取13mm軸段（與其相配軸承為圓錐滾子軸承30210，d=50mm,D=90mm,T=21.75,B=20，查機械設計手冊）軸段C取15mm，查機械設計手冊表12-11，取25mm軸段（與其相配軸承為圓錐滾子軸承30210，d=50mm,D=90mm,T=21.75,B=20，查機械設計手冊）暫取軸承B=20mm跨距L=120mm總長校核軸的彎曲組合強度（1）、繪制空間受力計算簡圖計算作用在軸上的力，齒輪受力分析：圓周力：徑向力：軸向力：為軸承A

17、水平反力，H面為軸承A垂直反力，V面為軸承B水平反力，H面為軸承B垂直反力，V面（2）、繪制水平反力計算簡圖，計算水平反力及彎矩，繪制彎矩圖水平支反力：垂直支反力：水平面彎矩：（3）、繪制垂直受力計算簡圖，計算垂直支反力及彎矩，繪制彎矩圖垂直彎矩：（4）、計算合成彎矩，繪制合成彎矩圖M（5）、計算扭矩，繪制扭矩圖（6）、計算當量彎矩，繪制當量彎矩圖（取1）（7）、校核危險截面C的強度（d=54mm）該軸強度足夠七、軸承的選擇與驗算1、驗算軸承30210項目計算與說明計算結果根據(jù)條件計算軸承的預計壽命軸承預計壽命為29200h選擇軸承類型一對圓錐滾子軸承30210軸各參數(shù)如下：轉速n=117.6

18、5r/min輸入功率P=2.27kw輸入轉矩T=184.26查機械設計基礎課程設計11-3Y=1.4e=0.42預選圓錐滾子軸承30210分別為跟n=117.65r/minP=2.27kwT=184.26Y=1.4e=0.42計算兩軸承的徑向反力軸向力計算軸承的軸向力軸承的內部軸向力按查機械設計基礎表11-3-5，假設內部軸向力與軸向力的方向一致，所以應該將軸承的內部軸向力與軸向力之和與軸承的內部軸向力比較所以軸承被“壓緊”，軸承被“放松”，根據(jù)機械工程設計基礎表11-3-4有：查判斷系數(shù)e查機械工程設計基礎表11-3，e=0.42e=0.42判斷與e的關系，求系數(shù)x,y軸承的系數(shù)：x=1,y

19、=0軸承的系數(shù)：x=0.4,y=1.4x=1,y=0x=0.4,y=1.4計算當量載荷選取當量動載荷的軸承，計算軸承預期壽命軸承的壽命，滾子軸承，預期壽命為，取，則所以預期壽命足夠預期壽命滿足要求2、驗算軸承30207項目計算與說明計算結果根據(jù)條件計算軸承的預計壽命軸承預計壽命為29200h選擇軸承類型一對圓錐滾子軸承30207軸各參數(shù)如下：轉速n=480r/min輸入功率P=2.23kw輸入轉矩T=46.96查機械設計基礎課程設計11-3Y=1.6e=0.37預選圓錐滾子軸承30207分別為跟n=480r/minP=2.23kwT=46.96Y=1.6e=0.37計算兩軸承的徑向反力軸向力計

20、算軸承的軸向力軸承的內部軸向力按查機械設計基礎表11-3-5，假設內部軸向力與軸向力的方向一致，所以應該將軸承的內部軸向力與軸向力之和與軸承的內部軸向力比較所以軸承被“壓緊”，軸承被“放松”，根據(jù)機械工程設計基礎表11-3-4有：查判斷系數(shù)e查機械工程設計基礎表11-3，e=0.37e=0.37判斷與e的關系，求系數(shù)x,y軸承的系數(shù)：x=1,y=0軸承的系數(shù)：x=0.4,y=1.6x=1,y=0x=0.4,y=1.6計算當量載荷選取當量動載荷的軸承，計算軸承預期壽命軸承的壽命，滾子軸承，預期壽命為，取，則所以預期壽命足夠預期壽命滿足要求八、健的選擇與驗算1、聯(lián)軸器與軸的鍵連接驗算項目計算與說明

21、主要結果鍵的類型聯(lián)軸器與軸要求對中性好，故選擇A型平鍵連接選擇A型平鍵連接確定鍵槽尺寸由d=40mm,由機械設計手冊表15-6，選寬度b=12mm,鍵高h=8mm,鍵長L=90mm,GBIT1096鍵b=12mmh=8mmL=90mmGBIT1096鍵驗算彎矩壓強該鍵的彎矩壓強：查課本，表8-2-2，且有輕微沖擊所以該鍵的磨損壓強在范圍內，該鍵強度足夠。安全確定鍵槽尺寸及相應公差由課程設計表15-6，軸槽深5mm，轂深，寬為b=mm，軸槽長L90mm。5mmb=mmL90mm2、軸與大齒輪的鍵連接驗算項目計算與說明主要結果鍵的類型聯(lián)軸器與軸要求對中性好，故選擇A型平鍵連接選擇A型平鍵連接確定鍵

22、槽尺寸由d=54mm,由機械設計手冊表15-6，選寬度b=16mm,鍵高h=10mm,鍵長L=52mm,GBIT1096鍵b=16mmh=10mmL=52mmGBIT1096鍵驗算彎矩壓強該鍵的彎矩壓強：查課本，表8-2-2，且有輕微沖擊所以該鍵的磨損壓強在范圍內，該鍵強度足夠。安全確定鍵槽尺寸及相應公差由課程設計表15-6，軸槽深mm，轂深，寬為b=mm，軸槽長L52mm。mmb=mmL52mm3、齒輪軸與帶輪的鍵連接驗算項目計算與說明主要結果鍵的類型聯(lián)軸器與軸要求對中性好，故選擇A型平鍵連接選擇A型平鍵連接確定鍵槽尺寸由d=25mm,由機械設計手冊表15-6，選寬度b=8mm,鍵高h=7m

23、m,鍵長L=48mm,GBIT1096鍵b=8mmh=7mmL=7mmGBIT1096鍵驗算彎矩壓強該鍵的彎矩壓強：查課本，表8-2-2，且有輕微沖擊所以該鍵的磨損壓強在范圍內，該鍵強度足夠。安全確定鍵槽尺寸及相應公差由課程設計表15-6，軸槽深mm，轂深，寬為b=mm，軸槽長L48mm。mmb=mmL48mm九、聯(lián)軸器的設計項目設計與說明主要結果類型選擇為了緩和震動和沖擊，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器選擇彈性柱銷聯(lián)軸器載荷計算查機械工程設計基礎表8-3-1，選取工作情況系數(shù)k=1.5選聯(lián)軸器暫選彈性柱銷聯(lián)軸器，許用轉矩，許用轉速，軸頸40mm，滿足適用選彈性柱銷聯(lián)軸器十、箱體結構的設計減速器的箱體采用

24、鑄造（HT200）制成，采用剖分式結構為了保證齒輪佳合質量，大端蓋分機體采用配合.1. 機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度2. 考慮到機體內零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為3. 機體結構有良好的工藝性.鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機體外型簡單，拔模方便.4. 對附件設計 A 視孔蓋和窺視孔在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固B 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁應凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油標：油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出.D 通氣孔：由于減速器運轉時，機體內溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內為壓力平衡.E 蓋螺釘：啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓