二级减速箱设计机械设计课程设计说明书.docx

1、设计内容计算及说明结果一、设计任务书（一）设计题目 设计带式运输机的传动装置，其工作条件是：1. 鼓轮直径D=300mm2. 传送带运行速度v=0.70m/s3. 鼓轮上输出转矩T=440Nm4. 使用寿命为5年，大修期3年。每日两班制工作，工作时连续单向运转。载荷平稳。 参考方案：电动机V带传动二级圆柱齿轮减速器工作机（鼓轮带动运输带）图（1）传动方案示意图1电动机 2V带传动 3展开式双级齿轮减速器4连轴器 5底座 6传送带鼓轮 7传送带（二）设计内容：1. 设计传动方案；2. 设计减速器部件装配图（A1）；3. 绘制轴、齿轮零件图各一张（高速级从动齿轮、中间轴）；4. 编写设计计算说明书

2、一份（约7000字）设计内容计算及说明结果（三）设计要求：1. 输送机由电机驱动。电机转动，经传动装置带动输送带移动。按整机布置，要求电机轴与工作机鼓轮轴平行，要求有过载保护。2. 允许输送带速度偏差为5%。3. 工作机效率为0.95。4. 按小批生产规模设计。二、传动方案设计（一）传动方案说明方案一：高速级用斜齿圆柱齿轮，低速级用直齿圆柱齿轮，采用展开式减速器。分析：工作可靠，传动效率高，维护方便，环境适应性好，制造成本低，但宽度较大。方案二：高速级与低速级都用锥齿轮的减速器。分析：工作可靠，传动效率高，环境适应性好，制造成本高，若圆锥齿轮尺寸过大时，加工困难。综上比较：选择方案一。设计内容

3、计算及说明结果1.电动机类型和结构型式2. 选择电动机容量（1)工作机所需功率Pw（2）电动机所需输出功率P0（3）确定电动机型号（二）电动机的选择根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于Y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。故优先选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机。=带齿3承2联1带=0.96 齿=0.97 承=0.99 联=0.99 卷筒轴滑动轴承1=0.96=带齿2承3联1=0.960.9720.9930.990.96=0.83工作机所需功率

4、由第二十章表20-1选择Y100L2-4型电动机=0.83设计内容计算及说明结果1.理论总传动比i2.各级传动比的分配3.各轴转速、转矩与输入功率（1）各轴转速电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kgY100L2-431500 2.31420 38（三）总传动比的确定及各级传动比的分配传动装置的总传动比要求为取V带传动比i=2.4要求i齿1=（1.11.5）i齿2取i齿1=1.3i齿2i减= i齿1i齿2=13.15，i=2.4i齿1=4.14，i齿2=3.18计算传动装置运动和动力参数传动装置从电动机到工作机有四轴,依次为0、轴,则:1.各轴转速电机

5、轴高速轴中间轴低速轴2. 各轴功率式中: Pd为电动机输出功率,KW; P、P、P 分别为、轴输入功率,KW； 依次为电动机与轴轴轴的传动效率3.各轴转矩轴号电动机轴轴轴轴转速n（r/min）142059214345功率P（kW）32.882.772.66转矩T(Nm)20.1846.46185.00564.51传动比i2.44.143.181.设计计算（1）确定计算功率Pca（2）选取普通V带带型（3）确定带轮基准直径 dd1和dd2a. 初选b验算带速c. 计算dd2（4）确定普V带的基准长度和传动中心距三、传动设计（一）V带传动设计Pca =KAPd根据双班制工作，即每天工作16小时，工

6、作机为带式运输机，由【2】P156式8-21 Pca =KAPd=1.23= 3.6kw根据Pca，nd，由【2】图8-11确定选用普通V带A型小带轮基准直径dd1=100mm由【2】式8-13 m/sv在525m/s范围内，符合要求dd2 mm圆整为250mm根据0.7（dd1+dd2） a 0 2（dd1+dd2）初步确定中心距a0=500mm由【2】P158式8-22Ld0 = =1561mm由【2】P158表8-2选取Ld=1600mmPca= 3.6kw选用普通V带A型dd1=100mmv=7.44m/sdd2=250mma0=500mmLd=1600mm设计内容计算及说明结果（5）

7、验算主轮上的包角（6）计算V带的根数Z（7）计算初拉力 F0由【2】P158式8-23由【2】P158式8-24amin=a-0.015Ld=520-0.0151600=496mmamax=a+0.03Ld=520+0.031600=568mm由【2】P158式8-25= 主动轮上的包角合适由【2】P158 式8-26P0 基本额定功率得P0=1.32 P0额定功率的增量P0=0.17包角修正系数得K=0.957长度系数得=0.99=2.55取3根由【2】P158式8-27 =135.6Na=520mmamin=496mmamax=568mm=163Z=3=135.6N设计内容计算及说明结果（

8、8）计算作用在轴上的压轴力FP2. 带传动主要参数汇总表1.设计计算（1）选齿轮类、精度等级、材料及齿数由【2】P159式8-28=804.71N带型LdmmZdd1mmdd2mmammF0NFPNA16003100250500135.6982.41（二）齿轮设计计算1高速级齿轮传动设计1为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：40Cr调质 HBS1=280接触疲劳强度极限MPa弯曲疲劳强度极限 Mpa 大齿轮材料：45号钢调质 HBS2=240接触疲劳强度极限 MPa弯曲疲劳强度极

9、限 Mpa 4初选小齿轮齿数20大齿轮齿数Z2 = Z1= 204.14=82.8取835初选螺旋角=804.7NMPa Mpa MPa MpaZ2 =83设计内容计算及说明结果2. 按齿面接触强度设计（1）确定公式内的各计算参数数值计算公式： mm 初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数材料的弹性影响系数 Mpa1/2 区域系数，应力循环次数接触疲劳寿命系数 接触疲劳许用应力，取安全系数S=1 Mpa1/2设计内容计算及说明结果（2）计算a.试算小齿轮分度圆直径b. 计算圆周速度c. 计算齿宽b及模数mnd. 计算纵向重合度e. 计算载荷系数=44.135mm1.368m/s mmb/

10、h=9.16 使用系数 根据电动机驱动得 动载系数 根据v=1.368m/s,7级精度,=44.135mmv=1.368m/s=2.141h=4.817mmb/h=9.161.586设计内容计算及说明结果f. 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 3. 按齿根弯曲强度设计（1） 确定计算参数a.螺旋角影响系数b.弯曲疲劳系数KFN 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、=1 mm，得 =1.419 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数根据b/h=9.16、, 齿向载荷分配系数、 =11.051.11.419=1.639 由【2】P217图10-2

11、8 根据纵向重合系数，得0.88由1P206图10-18 得 K=1.639K=1.5480.88设计内容计算及说明结果c.计算弯曲疲劳许用应力d.计算当量齿数ZV（e.查取齿型系数YF 应力校正系数YS（f.计算大小齿轮的 并加以比较取弯曲疲劳安全系数S=1.25 由【2】P205式(10-12) ，由【2】P201表10-5 得 比较所以大齿轮的数值大，故取0.01186360MPa334.8MPa21.8990.86 设计内容计算及说明结果（2）计算4. 分析对比计算结果5.几何尺寸计算（1）计算中心距a（2）按圆整后的中心距修正螺旋角（3）计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2=1.31m

12、m对比计算结果，取m=2已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的d1=44.135来计算应有的 则取22 取91需满足、互质因此：23103将a圆整为117mm45.55mmmmmn=1.31mm2291a=117mm45.55mm=188.41mm设计内容计算及说明结果（4）计算齿轮宽度b1. 设计计算（1）选齿轮类、精度等级、材料及齿数2.按齿面接触强度设计=45.55mm取46mm 圆整后 mm 51mm2低速级齿轮传动设计1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式

13、软齿面传动小齿轮材料：40Cr调质 HBS3=280接触疲劳强度极限MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 大齿轮材料：45号钢调质 HBS4=240接触疲劳强度极限 MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 4初选小齿轮齿数23大齿轮齿数Z4= Z3= 233.18= 73.14取73计算公式： mm51mmmmMPa Mpa MPa MpaZ4=73设计内容计算及说明结果（1） 确定公式内的各计算参数数值（2）计算a.试算小齿轮分度圆直径初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数材料的弹性影响系数 Mpa1/2 应力循环次数接触疲劳寿命系数 取安全系数=78.28mmNm Mpa1/2设计内容计算及说

14、明结果b. 计算圆周速度c. 计算齿宽b及模数mnd. 计算载荷系数0.586m/s mmb/h=78.28/7.65=10.23 使用系数 根据电动机驱动得 动载系数 根据v=0. 586m/s，7级精度 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、得 =1.425v=0.586m/sb=78.28mm3.4h=7.65mmb/h=10.23设计内容计算及说明结果f. 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 d33. 按齿根弯曲强度设计（1） 确定计算参数b.弯曲疲劳系数KFN 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数根据b/h=10.23 齿向载荷分配系

15、数、假设，根据7级精度，软齿面传动，得 =11.011.11.425=1.439mm由【2】P206图10-18 得 KH=1.439d3=80.98mmK=1.384设计内容计算及说明结果c.计算弯曲疲劳许用应力（e.查取齿型系数YF 应力校正系数YS（f.计算大小齿轮的 并加以比较取弯曲疲劳安全系数S=1.25得由【2】P201表10-5 得 比较，所以按轴承1的受力大小验算L ，所以所选轴承可满足寿命要求。P1=4597NP2=4233N所选轴承可满足寿命要求设计内容计算及说明结果五、减速器的润滑与密封（一）齿轮传动的润滑各级齿轮的圆周速度均小于2m/s，所以采用浸油润滑。另外，传动件浸

16、入油中的深度要求适当，既要避免搅油损失太大，又要充分的润滑。油池应保持一定的深度和储油量。两级大齿轮直径应尽量相近，以便浸油深度相近。（二）轴承的润滑与密封轴承采用油润滑。轴承内密封：由于轴承用油润滑，为了防止齿轮捏合时挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油盘。轴承外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，为防止灰尘水份从外伸段与端盖间隙进入箱体，所有选用毡圈密封。（三）减速器的密封减速器外伸轴采用 2P158表（16-9）的密封件，具体由各轴的直径取值定，轴承旁还设置封油盘。设计内容计算及说明结果六、减速器箱体及其附件（一）箱体结构形式及材料本减速器采用剖分式箱体，

17、分别由箱座和箱盖两部分组成。用螺栓联接起来，组成一个完整箱体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合。此方案有利于轴系部件的安装和拆卸。剖分接合面必须有一定的宽度，并且要求仔细加工。为了保证箱体刚度。在轴承座处设有加强肋。箱体底座要有一定宽度和厚度，以保证安装稳定性和刚度。减速器箱体用HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。铸造箱体多用于批量生产。（二）箱体主要结构尺寸表（单位：mm）名称数值(mm)箱座壁厚=10箱盖壁厚1=10箱体凸缘厚度b=15b1=15b2=25加强肋厚m=8.5m1=8.5地脚螺钉直径20地脚螺钉数目n=4轴承旁联接螺栓直径M16箱盖、箱座联接螺栓

18、直径M12轴承盖螺钉直径和数目高速轴选用M8n=4中间轴选用M8n=4低速轴选用M12n=6设计内容计算及说明结果轴承盖（轴承座端面）外径高速轴72中间轴80低速轴120观察孔盖螺钉直径M8df、d2、d3至箱外壁距离dfC1=32d122d218df、d2、d3至凸缘边缘的距离dfC2=30d120d216轴承旁凸台高度和半径h由结构确定，R= C1外壁至轴承端面的距离l1=+C2+C1+(510)=55（三）主要附件作用及形式1. 通气器齿轮箱高速运转时内部气体受热膨胀，为保证箱体内外所受压力平衡，减小箱体所受负荷，设通气器及时将箱内高压气体排出。由选用通气器尺寸M271.52. 窥视孔和

19、视孔盖为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。由 取A=150mm3. 油标尺油塞为方便的检查油面高度，保证传动件的润滑，将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位。 由 选用油标尺尺寸M16设计内容计算及说明结果4. 为了排出油污，在减速器箱座最低部设置放油孔，并用油塞和封油垫将其住。由 选用油塞尺寸 M161.55. 保证拆装箱盖时，箱盖箱座安装配合准确，且保持轴承孔的制造精度，在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。由 GB117-86 A10406. 启盖螺钉在箱体剖分面上涂有水玻璃，用于密封，为便于拆卸箱盖，在箱盖

20、凸缘上设有启盖螺钉一个，拧动起盖螺钉，就能顶开箱盖。结构参见减速器总装图，尺寸取M121.57. 起吊装置减速器箱体沉重，采用起重装置起吊，在箱盖上铸有吊耳。为搬运整个减速器，在箱座两端凸缘处铸有吊钩。设计内容计算及说明结果七、设计小结本次关于带式运输机上的两级展开式圆柱斜齿轮-直齿轮减速器的课程设计是我们将从机械设计课本上学到的理论知识运用到实际设计当中、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合能力是一个很好的锻炼。通过这半个月的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的进行有关机械方面的设计工作打下了坚实的基础。 这次的课程设计,有利于培养我们理论联

21、系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关机械课程的理论以及检查对机械零件的了解程度,提高结合生产实际关系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。在这次的课程设计过程中,我们应用了这学期所学的机械设计课程的许多知识要点，同时我们还了解了减速箱中许多标准零件的国家标准，对机械零件有了更清楚的认识。这次课程设计特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。为我们从学校走向社会和公司提供了理论上和实践上的经验。本次课程设计得到了指导老师赵芸芸老师的细心指导和帮助。老师非常细心的对我们所画装配设计内容计算及说明结果草图进行了认真的点评和指导衷心的感谢老师的指导和帮助. 在这次机械设计课程设计中我还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。附：引用资料【1】 机械设计课程设计华中理工大学 王昆重庆大学 何小柏 主编同济大学 汪信远【2】机械设计（第八版） 濮良贵、纪名刚主编 高等教育出版社 2006年5月第8版