《單級減速器機械課程設計單級圓柱齒輪減速器》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《單級減速器機械課程設計單級圓柱齒輪減速器（26頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、《機械設計課程設計說明書》 華南理工大學 課程設計說明書 題目　 單級圓柱齒輪減速器 院（系） 專 業(yè) 班 級 　 學 號 學 生 專業(yè)教研室、研究所負責人 指導教師 2011年1月15日 華 南 理 工 大 學 課 程 設 計 （ 論 文 ） 任 務 書 茲發(fā)給 班學生

2、 課程設計（論文）任務書，內容如下： 1． 設計題目： 單級齒輪減速器 2． 應完成的項目： （1）減速器的裝配圖一張（A1） （2）齒輪零件圖一張（A3或者A2） （3）軸零件圖一張（A3或者A2）

3、 （4）設計說明書一份 3． 參考資料以及說明： （1）《機械設計課程設計》 （2）《機械設計基礎》

4、 （3）《機械設計手冊》 4． 本設計（論文）任務書于2011年1月 3日發(fā)出，應于2011年1月14日前完成，然后進行答辯。 專業(yè)教研室、研究所負責人 審核 年 月 日 指導教師 簽發(fā) 年 月 日

5、 課程設計（論文）評語： 課程設計（論文）總評成績： 課程設計（論文）答辯負責人簽字： 年 月 日 設　計　說　明　書 設計及說明 結 果 一、傳動方案的確定（如下圖） 采用普通V帶傳動加一級斜齒輪傳動 二、原始數據 a) 帶拉力： F=6430N b) 帶速度： v=1.62m/s c) 滾筒直徑： D=430mm d) 滾筒及運輸帶效率η=0.96。 e) 載荷輕微沖擊，總傳動比誤差5%， f) 室內工作，兩班制，工作年限5年，環(huán)境最高溫度35℃，小

6、批量生產。 三、確定電動機的型號 1．選擇電動機類型： 選用Y系列三相異步電動機。 2．選擇電動機功率 運輸機主軸上所需要的功率： 傳動裝置的總效率：　 其中，查《課程設計》表2-3， ，V帶傳動的效率，　　　　　　　 ，閉式圓柱齒輪的效率（精度等級8） ，滾子軸承的效率，　　　　　　　 ，十字滑塊聯(lián)軸器的效率， =0.99 ，工作機的效率，　　　　　　 所以： 電動機所需功率： 查《課程設計》152頁的表16-1，取電動機的額定功率為15kW。 3．選擇電動機的轉速 工作機的轉速： 根據《課程設計》第

7、5頁表2-2， V帶傳動比范圍＝2～4， 單級圓柱齒輪（閉式，斜齒）傳動比＝3～6， 電動機轉速范圍： 選擇電動機同步轉速為1000r/min,滿載轉速nm=970 r/min。 四、確定傳動裝置的總傳動比及各級分配 傳動裝置得總傳動比 ： 取V帶傳動比：； 單級圓柱齒輪減速器傳動比： 驗證滾筒轉速誤差： （= /i） 1．計算各軸的輸入功率 電動機軸　　　　　 軸Ⅰ（高速軸）　　 軸Ⅱ（低速軸）　　 2．計算各軸的轉速 電動機軸 　　　nm=970 r/min 軸Ⅰ 　　　　　　 軸Ⅱ 　　　　　　 3．計算各軸的轉矩

8、 電動機軸　　　　　　 軸Ⅰ 　　　　　　 軸Ⅱ 　　　　　　 4．上述數據制表如下： 參數 軸名 輸入功率 （） 轉速 （） 輸入轉矩 （） 傳動比 效率 電動機軸 13.761 970 135.5 3.0 0.95 軸Ⅰ（高速軸） 13.072 323.3 386 4.5 0.96 軸Ⅱ（低速軸） 12.680 71.964 1683 五、傳動零件的設計計算 1．普通V帶傳動的設計計算 ① 確定計算功率 ，根據《機械設計基礎》216頁表12-3，此處為帶式運輸機，載荷變動小，每天兩班制工作

9、16小時，選擇工作情況系數＝1.2 ② 選擇V帶型號 根據《機械設計基礎》216頁圖12-10，此處功率=16.513kW與小帶輪的轉速=970r/min，選擇B型V帶，d=160～200mm。 ③ 確定帶輪的基準直徑 根據《機械設計基礎》217頁表12-4、12-5，取 小帶輪直徑 =160mm， 大帶輪的直徑 ④ 驗證帶速 在5m/s～25m/s之間。故帶的速度合適。 ⑤ 確定V帶的基準長度和傳動中心距 初選傳動中心距范圍為：0.7（）≤≤2（）， 即4481280，初定=500mm V帶的基準長度： 根據《機械設計基礎》表12-2，選取帶的基準

10、直徑長度。 實際中心距： ⑥ 驗算主動輪的包角 故包角合適。 ⑦ 計算V帶的根數z 由，=160mm， 根據《機械設計基礎》表12-5、12-6， ； 根據《機械設計基礎》表12-7， 根據《機械設計基礎》表12-2， 　　　　取z=6根。 ⑧ 計算V帶的合適初拉力 根據《機械設計基礎》131頁表10-1，q=0.11 ⑨ 計算作用在軸上的載荷 V帶輪的結構設計 （根據《機械設計基礎》表10-8）（單位：mm） 帶輪 尺寸 小帶輪 大帶輪 槽型 B B 基準寬度 14 14

11、 基準線上槽深 3.5 3.5 基準線下槽深 10.8 10.8 槽間距 190.4 190.4 槽邊距 11.5 11.5 輪緣厚 7.5 7.5 外徑 內徑 40 40 帶輪寬度 帶輪結構 實心式 輪輻式 V帶輪采用鑄鐵HT200制造，其允許的最大圓周速度為25m/s. 2．齒輪傳動設計計算 （1）選擇齒輪類型，材料，精度，及參數 ① 選用斜齒圓柱齒輪傳動（外嚙合） ② 選擇齒輪材料（考慮到齒輪使用壽命較長）： 小齒輪材料取為45號鋼，調質， (GB699-1988) 大齒輪材料取為45號鋼，調質， (GB699

12、-1988) ③ 選取齒輪為8級的精度（GB 10095－1998） ④ 初選螺旋角 β＝16o ⑤ 選小齒輪的齒數28；大齒輪的齒數=4.528=125.8 取z=126 （2）按齒面接觸疲勞強度設計 ① 中心距　　 式中： 根據《機械設計基礎》圖10—24，對小齒輪： 對大齒輪： ，根據《機械設計基礎》表10-5 ，軟齒面。 所以：，。選用： K，載荷系數，根據《機械設計基礎》表10-5， 此處中等沖擊，原動機為電動機，選用K=1.2 ，齒寬系數，中型載荷=0.4 U，齒數比，U=4.5 取=240mm ② 計算

13、模數 根據《機械設計基礎》表10-1，取模數標準值 修正螺旋角 驗算模數： 又因為在8度到20度之間，合適。 ⑤ 計算兩齒輪分度圓直徑 小齒輪 大齒輪 ⑥ 計算齒寬 小齒輪齒寬（齒輪軸）　　　 大齒輪齒寬（大齒輪）　　　 （3）校核彎曲疲勞強度 ① 　　　　　　　其中 ，根據《機械設計基礎》表10-5 ，軟齒面。 K =1.2，根據《機械設計基礎》表10-4。 ，，齒形系數，根據《機械設計基礎》圖10-23。 ，，彎曲疲勞強度極限， 根據《機械設計基礎》圖10-24。

14、 　　均滿足彎曲疲勞強度要求。 ② 齒輪傳動的幾何尺寸，制表如下：(詳細見零件圖) 名稱 代號 計算公式 結果 小齒輪 大齒輪 中心距 240mm 傳動比 4.5 法面模數 設計和校核得出 3．0 端面模數 3．17 法面壓力角 標準值 螺旋角 一般為 齒頂高 3．0mm 齒根高 3．75mm 全齒高 6．75mm 齒數 Z 28 126 分度圓直徑 87．27mm 392．73mm 齒頂圓直徑 =+2 93．27mm 398．73m

15、m 齒根圓直徑 df df =-2.5 79．77mm 385．23mm 齒輪寬 b 106mm 96mm 螺旋角方向 查表7-6 右旋 左旋 （4）齒輪的結構設計 小齒輪采用齒輪軸，大齒輪采用腹板式 六、減速器鑄造箱體的主要結構尺寸設計 根據《機械設計課程設計》14頁表3-1經驗公式，列出下表： 名稱 代號 尺寸計算 結果（mm） 底座壁厚 0.025a+1≥7.5 8 箱蓋壁厚 (0.8~0.85) ≥8 8 底座上部凸緣厚度 h0 (1.5~1.75) 14 箱蓋凸緣厚度 h1 (1.5~1.7

16、5) 14 底座下部凸緣厚度 h2 (2.25~2.75) 20 底座加強肋厚度 e (0.8~1) 8 底蓋加強肋厚度 e1 (0.8~0.85) 6.8 地腳螺栓直徑 d 2 16 地腳螺栓數目 n 表3-4 6 軸承座聯(lián)接螺栓直徑 d2 0.75d 12 箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓直徑 d3 (0.5~0.6)d 8 軸承蓋固定螺釘直徑 d4 (0.4~0.5)d 8 視孔蓋固定螺釘直徑 d5 (0.3~0.4)d 6 軸承蓋螺釘分布圓直徑 D1 125,140 軸承座凸緣端面直徑 D2 140

17、,155 螺栓孔凸緣的配置尺寸 c1\c2\D0 表3-2 15, 13, 20 地腳螺栓孔凸緣的配置尺寸 c’1\c’2\D’0 表3-3 25，23，45 箱體內壁與齒輪距離 △ ≥1.2 10 箱體內壁與齒輪端面距離 △1 ≥ 12 底座深度 H 0.5da+(30~50) 240 外箱壁至軸承座端面距離 l1 c1+c2+(5~10) 33 七、軸的設計 1．高速軸的設計 （1）選擇軸的材料：選取45號鋼，調質，HBS＝230 （2）初步估算軸的最小直徑 根據《機械設計基礎》282頁表16-2，取=110， （

18、3）軸的結構設計 因為與V帶聯(lián)接處有一鍵槽，所以直徑應增大5%，考慮帶輪的機構要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑dmin=40mm，根據密封件的尺寸，選取小齒輪軸徑為d=60mm。 1) 兩軸承支點間的距離： L1 = B1 + 2Δ1 + 2Δ2 + T， 式中：，小齒輪齒寬， 　　　，箱體內壁與小齒輪端面的間隙， 　　　，箱體內壁與軸承端面的距離， 　　　T，軸承寬度，選取30212型軸承，T=23.75mm 代入上式得，L1=106+212+210+23.75=173.75(mm) 2) 帶輪對稱線到軸承支點的距離： L2

19、= T/2 + l2 + k + l3 + B3/2 式中：，軸承蓋高度 　　　ｔ，軸承蓋凸緣厚度，ｔ=1.2d4=10mm， 　，螺栓頭端面至帶輪端面的距離， 　　　，軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表可得k=5.6 　　　，帶輪寬度， 解得， （4）按彎扭合成應力校核軸的強度 ① 軸的計算簡圖（見附圖1） ② 計算作用在軸上的力 小齒輪受力分析 圓周力： 徑向力： 軸向力： ③ 計算支反力 　　水平面： 　　垂直面： 得： Q，傳動帶作用在軸上的壓力，Ｑ=3231.84N ④ 作彎矩圖 水平

20、面彎矩： 垂直面彎矩： 合成彎矩： ⑤ 作轉矩圖　　　 當扭轉剪力為脈動循環(huán)應變力時，取系數，則： ⑥ 按彎扭合成應力校核軸的強度. 軸的材料是45號鋼，調質處理，其拉伸強度極限，對稱循環(huán)變應力時的許用應力 由彎矩圖可以知道，剖面的計算彎矩最大 ，該處的計算應力為： D剖面的軸徑最小，該處的計算應力為： 均滿足強度要求。 2．低速軸的設計 ⑴ 選擇軸的材料：選擇45號鋼，調質，HBS=240 ⑵ 初步估算軸的最小直徑：取A0=110， ⑶ 軸的結構設計： 初定軸徑及軸向尺寸：

21、 考慮聯(lián)軸器的結構要求及軸的剛度，取裝聯(lián)軸器處軸。根據《機械設計課程設計》150頁表15-4。十字滑塊聯(lián)軸器處軸徑取70mm。安裝長度L=125mm。 按軸的結構和強度要求選取軸承處的軸徑d=80mm，初選軸承型號為32016型的圓錐滾子軸承軸承。D=125，B=29，T=29。 考慮到要求箱體內壁平整，根據高速軸尺寸計算低速軸尺寸為： 聯(lián)軸器配合對稱線至軸承支點的距離 式中：，軸承蓋的凸緣厚度， ，螺栓頭端面至帶輪端面的距離，15mm ，軸承蓋M8螺栓頭的高度，查表可得k=5.3 L，軸聯(lián)器配合長度， 4）按彎扭合成應力校核軸的強度 ① 軸的計

22、算簡圖（見附圖2） ② 計算作用在軸上的力 大齒輪受力分析 圓周力： 徑向力： 軸向力： ③ 計算支反力 　　水平面： 　　垂直面： 得： ④ 作彎矩圖 水平面彎矩： 垂直面彎矩： 合成彎矩： ⑤ 作轉矩圖　　　 當扭轉剪力為脈動循環(huán)應變力時，取系數，則： ⑥ 按彎扭合成應力校核軸的強度. 軸的材料是45號鋼，調質處理，其拉伸強度極限，對稱循環(huán)變應力時的許用應力 由彎矩圖可以知道，剖面的計算彎矩最大 ，該處的計算應力為： D剖面

23、的軸徑最小，該處的計算應力為： 均滿足強度要求。 八、滾動軸承的選擇和計算 初定高速軸軸承型號30212，低速軸上軸承型號32016. 1．高速軸滾動軸承校核 ① 初步選取的軸承：選取30212 Cr=97.8kN，Co=74.5kN ② 軸承A的徑向載荷 軸承B的徑向載荷： 根據《機械設計基礎》325頁表18-11， S=R/2Y （Y是A/R＞e時的軸向系數） 根據《機械設計課程設計》132頁表13-1 查得 Y=1.5 外部軸向力：　 軸承軸向載荷： ＜+ =+=2493+1499=3992（N） ==1499

24、(N) 　　 　　由此可見，軸承A的載荷大，應該驗算軸承A。 ③ 計算軸承A的徑向當量動載荷 徑向當量動載荷 ④ 軸承壽命的校核 因兩端選擇同樣尺寸的軸承，選軸承A的徑向當量動載荷為計算依據。 工作溫度正常，查根據《機械設計課程》236頁表18-8得， 按中等沖擊載荷，查表18-9得， 按設計要求，軸承得壽命為： 則： ＞ 選取得軸承合適。 2．低速軸滾動軸承校核 ① 初步選取的軸承：選取32016 Cr=140kN ② 軸承A的徑向載荷 軸承B的徑向載荷： 根據《機械設計基礎》325頁表18-11， S=R/2Y （Y是A/R＞e

25、時的軸向系數） 根據《機械設計手冊》查得 Y=1.4 外部軸向力：　 軸承軸向載荷： ＜+ =+=2414+1591=4005（N） ==1591(N) 　　 　　由此可見，軸承A的載荷大，應該驗算軸承A。 ③ 計算軸承A的徑向當量動載荷 徑向當量動載荷 ④ 軸承壽命的校核 因兩端選擇同樣尺寸的軸承，選軸承A的徑向當量動載荷為計算依據。 工作溫度正常，查根據《機械設計課程》236頁表18-8得， 按中等沖擊載荷，查表18-9得， 按設計要求，軸承得壽命為： 則： ＞ 選取得軸承合適。 九、聯(lián)軸器得選擇和計算 　　電動機，轉矩變化

26、小，選取工作系數 　　根據工作條件，選用十字滑塊聯(lián)軸器，查表15—4得，許用轉矩，許用轉速；配合軸徑，配合長度L=125mm， C型鍵。 十、鍵聯(lián)接的選擇和強度校核 1．高速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接 ① 選用單圓頭普通平鍵（C型） 軸徑d=40mm，及帶輪寬。 根據《機械設計課程設計》95頁表10-1， 選擇C1090（GB/T 1096-1979） ② 強度校核： 鍵的材料選為45號鋼，V帶輪材料為鑄鐵。 根據《機械課程設計》184頁表13-2，載荷輕微沖擊，鍵聯(lián)接得許用應力，鍵的工作長度 ， 擠壓應力 2．低速軸與齒輪

27、用鍵聯(lián)接 ① 選用圓頭普通平鍵（A型） 軸徑d=90mm，輪轂長。 根據表10-1，選鍵2280 GB/T 1096-1979 ② 強度校核 鍵材料選用45號鋼，齒輪材料為45號鋼，查表得許用應力，鍵的工作長度 ， 擠壓應力 滿足強度要求。 3．低速軸與聯(lián)軸器用鍵聯(lián)接 （1）選單圓頭普通平鍵（C型） 軸徑70mm，輪轂長125mm， 根據表10-1，選鍵C18110(GB/T1096-1979) （2）強度校核 鍵材料用45號鋼，查表得許用應力 鍵的工作長度， 拉壓應力 滿足強度要求。 十一、減速器的潤滑 1. 齒輪傳動的圓周速度

28、 因為，所以采用浸油潤滑；由表14-1，選用L－AN68全損耗系統(tǒng)用油（GB443-1989）,大齒輪浸入油中的深度大約1-2個齒，但不應少于10mm。 2．軸承潤滑 因為，采用脂潤滑，由表14-2選用鈣基潤滑酯L－XAAMHA2(GB491-1987)，只需要填充軸承空間的1/2~1/3.并在軸承內側設擋油環(huán)，使油池中的油不能浸入軸承稀釋潤滑酯。 十二、課程設計總結 課程設計的這兩周，天氣很冷，而且為了趕進度，經常要熬夜，有些同學甚至連吃飯的時間也節(jié)約下來用于課程設計，帶著一壺水和幾個面包就在畫圖室呆一整天，不睡中午覺，不休息，直到樓管來關燈鎖門，才依依不舍地扛著丁字尺回宿

29、舍。這差不多可以稱作是廢寢忘餐。課程設計的過程很容易心情煩躁，而且消耗能量較多，很快就肚子餓了，有時甚至是畫圖畫到頭暈目眩的。教室里面的凳子比較高，對于像我這樣的小個子，坐得很辛苦，再加上由于不夠高，經常要站起來畫圖，半天下來已經是腰酸背痛的。 課程設計的這兩周是痛苦，但是也充滿著快樂！ 這兩周，全班的大部分同學都集中在同一間教室，而且每個人的座位都是相對固定的，在畫圖累了的時候大家一起說說笑，發(fā)現(xiàn)問題大家要討論一下，有疑問的時候向其他同學請教一下……兩周下來，感覺同學們之間的感情更加好了，氛圍更融洽了。 在計算、畫圖、標注等過程中要不斷地查資料、翻書，幾乎調動并鞏固了所學的知識。在這過

30、程中，我對機械設計這門學科的知識比以前更了解了。 在課程設計的過程中，經常檢查到自己的計算或者圖右錯誤的地方，經常又要重新來過，這無形中培養(yǎng)了我耐性和忍受能力。我想，為了避免錯誤，一名設計人員應該要具備小心謹慎的素質。 總的來說，雖然這兩周的課程設計比較辛苦，但是收獲也很多，無論老師給我的分數是高還是低，我覺得學到的蠻多，這讓我覺得很快樂！ 謝謝老師閱讀！ F=6430N V=1.62m/s D=430mm

31、 電動機型號為Y180L-6 Ped=15.00KW dd1=160mm

32、 dd2=480mm Ld=2240mm a=595mm Z=6 FQ=3231.84 N Z1=2

33、8 Z2=126 a=240mm d1=87.27mm d2=392.73mm b1=106mm b2=96mm

34、 L1=173.75mm L2=

35、99mm L4=169mm L3=121.3mm

36、 30212型軸承 32016型圓錐滾子軸承 A1856 GB/T1096-1979

37、 C1090 GB/T1096-1979 2280 GB/T1096-1979 C18110 GB/T1096-1979 - 26 -