毕业设计设计单级圆柱齿轮减速器

毕业设计（论文）论文题目 设计单级圆柱齿轮减速器 学院名称 机电与汽车工程学院 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成时间： 2012年 4 月 23 日 机械设计基础课程设计任务书一.设计题目：设计一用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器给定数据及要求.1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-滚筒 6-传送带工作条件：运输带拉力F=2500N;运输工作速度V=1.2m/s(允许运输带速度误差为5%);滚筒直径D=400mm;两班制，连续单向运动，载荷轻微冲击；工作年限10年；中批量生产。二设计任务1. 减速器装配图1张A3图纸（电脑绘图，交电子版和纸制版）；2. 减速器零件工作图2张A3（高速轴、齿轮）；3. 设计说明书1份，30004000字。 机械设计课程设计提纲一. 选择电动机型号1. 确定电动机功率2. 选择电动机的型号3 . 分配传动装置各级传动比二. 确定V带的型号及根数1. 确定计算功率Pc2 . 选择A型带的型号及带轮的基准直径dd1和dd2 3. 验算带的速度V4 . 计算带的基准长度Ld和实际中心距a5. 验算主动轮上的包角16. 确定带的根数Z 7.求初拉力F0及带轮轴上的压力F三 .圆柱齿轮转动的设计计算1.选择材料及精度等级2 .确定计算准则3.按齿面接触疲劳强度设计4. 计算主要尺寸5.计算齿轮圆周速度V.6.校核齿根疲劳强度.四. 从动轴的设计及计算1.选择轴的材料和热处理方法2.按扭转强度估算轴径3.设计轴的结构并绘制结构草图4.按弯扭合成强度校核轴径五. 轴承及联轴器的选择六. 键的选用与确定七. 机体的结构设计设计内容计算及说明结果一选择电动机型号1确定电动机功率2.电机型号选择3 . 分配传动装置各级传动比确定V带的型号及根数三 .圆柱齿轮转动的设计计算齿轮传动设计计算（1）选择齿轮材料与热处理(2)按齿面接触疲劳强度设计（3）验算轮齿弯曲强度(4)计算齿轮的圆周速度（5）齿轮几何尺寸计算四. 从动轴的设计及计算五. 轴承及联轴器的选择六. 键的选用与确定七. 机体的结构设计八.设计小结设计一用于带式运输机的单级圆柱齿轮减速器（1） 工作条件：使用时间10年，工作为两班工作制，连续单向运转，环境最高温度350C，载荷轻微撞击。（2） 原始数据：滚筒圆周力F=2500N；带速V=1.2m/s；滚筒直径D=400mm。因为本传动的工作状况是：载荷轻微撞击、单向旋转。按照已知的工作要求和条件，选用Y系列的三相异步电动机。1） 工作机所需功率PwPwFV/1000=(25001.2/(10000.96)=3.13KW2）传动装置的总效率：总=带联齿轴承2 =0.940. 990.980.992=0.894输出功率：P。= Pw /总=3.13/0.894=3.503）确定电机额定功率Pm=（11.3）P。 =3.504.55Kw因载荷有轻微撞击，电动机额定功率略大于P，由机械课程设计手车表16-1.Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为4KW。选择电动机型号为Y132M1-6Y132M1-6额定功率4KW，同步转速1000960.电动机质量119KG，总传动比10.77确定电动机同步转速：1）滚筒轴所需转速：nw=601000V/D=（6010001.2）/（400）=57.32r/min2）传动机的总传动比范围i总=i带i齿=（24）（35） =6203）电机输出轴所需转速范围nM=i总nw =（620）57.32=（343.92至1146.4）r/min4）确定电机同步转速nd(常用1500 r/min，1000 r/min） 取nd=1000 r/min对Y132M1-6 其满载转速nm =960 r/min1）计算总传动比i总= nm / nw =960/57.32=17.00 2）合理分配各级传动比由i总=i带i齿,为避免大齿轮与机座相碰取i带dmin=75dd2= n0/ ndd1=960/32075=225由机械设计基础表10-9中，取dd2=230mm实际从动轮转速n=n0dd1/dd2=96095/230 = 285r/min转速误差为：n- n/ n=（320-316）/320 =0.01251200（适用）（5）确定带的根数根据表（13-3）P0=2.08KW根据表（13-5）P0=0.30KW根据表（13-7）K=0.95根据课本表（13-2）KL=1.03 由课本式（13-15）得Z =4.8/(2.08+0.30) 0.951.03 =1.89取2根(6)计算轴上压力由课本表10-5查得q=0.1kg/m，单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2=5004.8/25.77(2.5/0.95-1)+0.15.772N=11.3KN则作用在轴承的压力FQ，FQ=2ZF0sin1/2=23134.3sin1610/2=791.9N齿轮传动设计计算1） 选择材料及确定许用应力小齿轮用40MnB调质，齿面硬度241286HBS，Hlim1=730MPa, FE1=600MPa(表11-1)，大齿轮ZG35SiMn调质，齿面硬度241269HBS，Hlim2=620MPa, FE2=510MPa(表11-1)由表11-5，取SH =1.0 SF=1.25H1 = Hlim1/SH=730/1.0MPa=730 MPaH2 =Hlim2/SH =620/1.0 MPa=620 MPaF1 =FE1/SF =600/1.25 MPa =480 MPaF1 = FE2/SF =510/1.25 MPa=408 MPa2)按齿面接触硬度设计设齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.1（表11-3），齿宽系数d =1.0（表11-6），小齿轮上的转矩 T1=9.55106p/ n=9.551063.30/320=9.85104 Nmm取ZE =188(表11-4)d12kT1(u+1)/du(ZE ZH /H)21/3=53.79mm齿数取Z1 =32,则Z2 =432=128故实际传动比i=128/32=4模数 m=d1 /z1=53.79/32=1.68mm齿宽b=dd1=1.053.79=53.79mm取b2=55mm，b1 =60mm按表4-1取m=2，实际d1 =Zm=322=64mm d2=1282=256mm中心距 a=（d1 +d2）/2=160mm3)验算轮齿弯曲强度 齿形系数YFa1=2.56 Ysa1=1.63 YFa2 =2.12 Ysa2 =1.82F1 =2K T1 YFa1Ysa1/bm2Z1=128MPaF1 =480MPaF2 =F1 YFa2 Ysa2 / YFa1Ysa1 =118 MPa F2 =408 MPa4)齿轮的圆周速度 V=d1n1/(601000)=3.1464320/601000=1.07m/s由表11-2，任务书中的生产条件为中等规模，只可加工7、8级精度，故只能选8级齿轮几何尺寸： d1 =64mm d2=256mm da1=d1 +2ha=68mm da2= d2+2ha =260mm df1 = d12hf =59mm df2 = d1 - 2hf =251mm a=160mm b1 =60mm b2 =55mm选轴的材料为45号钢，调质处理。硬度217255HBS选择轴的材料，确定许用应力：选用45号钢，正火处理，硬度为217255HBS，抗拉强度=600MPA，许用弯曲应力H -1=55Mpa.按扭转强度估算最小直径：查机械设计基础教材中的表格，得：C=115 最小直径还是符合相配零件的孔径标准尺寸，故取d=38mm设计轴的结构并绘制草图：齿轮布置在箱体中央，轴承对称布置在两侧，轴的外伸端安装连轴器。确定轴的各段长度：外伸端取最小直径25mm联轴器定位轴肩高H=3mm,直径为30mm安装两滚动轴承的轴颈直径为30mm定位轴环直径为36mm确定轴的各段长度： 齿轮轴段长度为64mm轴承对称置于齿轮两侧，按轴承宽度取这两端轴的长度为16mm齿轮两端面于箱体内壁的距离各取24mm轴的伸出长度：35mm为安装联轴器要求的空间位置，42mm为轴联器规定的轴头长度。从动轴的强度校核：直齿圆柱齿轮传动轮齿上的作用力：水平平面的弯矩图：做垂直平面内的弯矩图：合成弯矩图：作扭矩图：T=348.24N/M当量弯矩图：因单向转动，可认为扭矩为脉动循环变化，故折合系数0.6=23226N/m计算危险截面C处的抽经：因截面C处有键槽，故将直径放大百分之五，即34.82x1.05=36.56mm,结构设计图中，此处直径为50mm，强度足够。但也不必改小，因为尺寸主要由结构决定，按强度所得尺寸，仅是必须满足的最小尺寸。选择轴承类型及型号：考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用深沟球轴承。主动轴轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6206 2个（GB/T 276-1994）从动轴轴承选择6209 2个（GB/T 276-1994）寿命计算：当量动载荷P:两轴承承受纯径向载荷 P=Fr=1043.2N温度系数F：无冲击或轻微冲击F=1.0。至1.2取F=1轴承寿命指数对于球轴承=3主动轴轴承寿命：深沟球轴承6206，基本额定动载荷C=15。2KN=188772h验算：预期寿命：15年，每年工作243天，两班制L=15x243x16=58320hL（h）所以轴承寿命合格。轴联器的选择：由于减速器载荷轻微冲击，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便，经济问题，选用弹性套柱销联轴器。主动轴联轴器型号为LT6型（GB/T 4323-2002）从动轴联轴器型号为LT4型（GB/T 4323-2002）查表选用A型圆头普通平键。根据轴直径50mm，及轮廓长度66mm.由机械设计与制造教材中表查得：键的尺寸为：B=14mm,h=9mm,L=56mm其标记为：键14x56 GB1096-79强度校核：p=4T1/dhl=498500/287（50-8） =73.86Mpap故键合格相配的键槽尺寸：查得：轴槽深T=5.5mm.沟槽深T 1=3.8mm.从动轴与联轴器相配键槽设计：根据轴直径D=38mm，以轮毂长度58mm。查得：键的尺寸B=10mm.h=8mm.l=50mm周槽深T=5mm，深T1=3。3mm。 主动轴与联轴器相配键槽的设计：根据轴的直径D=25mm.及轮毂长度42mm，查得键的尺寸为：b=8mm,h=7mm,L=36mm轴槽深T=4MM，彀槽深T1=3。3mm.减速器箱体主要结构尺寸的设计：箱座壁厚：=0.025a+3=8.9,考虑到铸造工艺，所有壁厚都小应于8，。箱盖壁厚：1=0.02a+38箱座凸缘厚度：b=1.5=12箱盖凸缘厚度：b1=1.51=12箱座底凸缘厚度：b2=2.52=20地脚螺栓直径:df=0.036a+12=16地脚螺栓数目：n=a250时，n=4计算结果为6轴承旁联接螺栓直径：d2=(0.50.6)df=8轴承端盖螺钉直径和数目：d3,n=(0.40.5)df,n计算结果为8,4窥视孔盖螺钉直径：d4=(0.30.4)df=6定位销直径：d=(0.7 0.8)d2=30轴承旁凸台半径：R1=C2=16凸台高度：h=根据位置及轴承座外经确定，以便于扳手操作为准。为48、外箱壁至轴承座端面距离；L1=C1+C2+（510）=34大齿轮顶圆距内壁距离：11.2=10齿轮端面与内壁距离：2=10箱盖、箱座肋厚：m1=0.851=7.565 m2=0.85=6.8 计算结果为10.轴承端盖凸缘厚度：T=（11.2）d3=10轴承端盖外径D2=D+（55.5）D3=120螺栓扳手空间与凸缘厚度： 在开始的时候看着设计题目一头雾水，虽然老师给我们进行了一些讲解，可我还是不知从何开始。这样我就在半知半解中开始了我的设计过程。在这一个慢慢设计的过程中我才体会到机械设计的精彩之处。一切都有它的标准，就是一个螺母也要我去认真查表。看着一个个零件在自己的操作下逐渐成形，心里无比的喜悦，同时也让自己受益匪浅。 毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多。因为在这个过程中，我曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经零件成功而热情高涨。这个世界就是这样，我们付出过总会有所收获。真是万事开头难，开始时不知道如何入手。到最后终于做完了那种如释重负的感觉，让我有所领悟。我们学的知识必须通过实践才能得到检验，有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，只有到真正学以致用的时候才是真的学到了。 在设计过程中，通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然最终把设计课程完成了，但在这之中，我明白了自己的不足之处，为以后的不断提高自己奠定了基础。总之，这次课程设计的过程一定会在我的生活中留下深刻的印象。F=2250NV=1.2m/sD=400mmPw=3.13kW总=0.894P。=3.51KW电机型号：Y132M1-6额定功率Pm=4kWnw=57.32r/minnm =960 r/mini总=17.00i带=3i齿=6.00n0= 960 r/minn= 320r/minn=53 r/minn=53 r/min p0 =3.68KWp=3.46KWp=3.36 KWp=3.29 KWT0=36.61N.mT=103.26 N.mT=605 .43N.mT=592.82 N.mkA=1.2PC=4.8KWN1=320r/mindd1=75mmdd2=225mmV=5.77m/sZ=1.89实际传动比i=4b2=55mmb1 =60mma=160mmd1 =64mmd2=256mmda1=68mmda2=260mmdf1=59mmdf2=251mma=160mmd=38mm参考资料：1机械设计基础（第五版），高等教育出版社，杨可帧主编，2006年5月 2机械设计基础课程设计，浙江大学出版社，陈秀宁、施高义主编，2007年