单级减速器机械设计基础课程设计说明书docdoc.docx

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机械设计课程设

计

计

算

说

明

书

规划标题：

规划者：

辅导教师

规划时刻：

规划单位：

一课程规划任务书.......................2

二规划要求.............................2

三规划进程..............................2

1.传动装置整体规划计划........................2

2.电动机的挑选.................................3

3.确认传动装置的总传动比和分配传动比..........4

4.齿轮的规划..................................6

5.滚动轴承和传动轴的规划.......................8

附：

两根轴的装置草图..........................16

6.键联接规划....................................18

7.箱体结构的规划...............................19

8.光滑密封规划.................................20

四规划小结.....................................20

五参阅资料.....................................21

第1页

一课程规划任务书

课程规划标题：

规划带式运送机传动装置（简图如下）

1——输送带

2——滚筒

3——联轴器

4——减速器

5——V带传动

6——电动机

1.规划条件：

1）机器功用由输送带运送物料，如：

沙石，砖，煤炭，谷物等；

2）作业情况单项运送，载荷轻度振荡，环境温度不超越40℃；

3）运动要求输送带运动速度差错不超越7%；

4）使用寿数8年，每年350天，每天8小时；

5）检修周期一年小修，三年大修；

6）出产厂型中小型机械制作厂；

7）出产批量单件小批量出产；

2.原始数据：

运送带工作拉力F/KN运输带工作速度v/（m/s）卷筒直径D/mm

51.2190

二.规划要求

1.减速器装置图一张。

（三视图，A1图纸）

2.制作轴、齿轮零件图各一张。

（A3图纸）

3.规划核算说明书一份。

三.规划进程

1.传动装置整体规划计划

1）别传动组织为V带传动。

第2页

2）减速器为一级展开式圆柱齿轮减速器。

3）方案简图如下图：

1——输送带；2——滚筒；3——联轴器；

4——减速器；5——V带传动；6——电动机

4）该计划的优缺陷：

该作业机有细微振荡，由于V带有缓冲吸振才能，选用V

带传动能减小振荡带来的影响，并且该作业机归于小功率、载荷改变不大，能够

选用V带这种简略的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了本钱。

减

速器部分一级圆柱齿轮减速，这是一级减速器中使用最广泛的一种。

原动机部分

为Y系列三相沟通异步电动机。

整体来讲，该传动计划满意作业机的功能要求，

习气作业条件、作业牢靠，此外还结构简略、尺度紧凑、本钱低传动功率高。

2、电动机的挑选

1）挑选电动机的类型

按作业要求和作业条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结

构，电压380V。

2）挑选电动机的容量

作业机的有用功率为

PwFv6kw

从电动机到作业机传送带间的总功率为

3

12345

第3页

由《机械规划课程上机与规划》表9-1可知：

1：

V带传动功率0.962：

滚动轴承功率0.99（球轴承）

3：

齿轮传动功率0.97（7级精度一般齿轮传动）

4：

联轴器传动功率0.99（弹性联轴器）

5：

卷筒传动功率0.96

所以电动机所需作业功率为

P6dw6.980.86

Pkw

3）确认电动机转速

'

按表5-1引荐的传动比合理规模，一级圆柱齿轮减速器传动比1~8

i

而作业机卷筒轴的转速为

v1.2

n

w2rad/

D0.19

s

所以电动机转速的可选规模为：

ni（1~8）120min（120~960）min

d综合考

w

虑电动机和传动装置的尺度、质量及价格等要素，为使传动装置结构紧凑，决议

选用同步转速为750rmin的电动机。

依据电动机类型、容量和转速，由《机械规划课程上机与规划》表16-2选

定电动机类型为Y160L-8。

其主要功能如下表：

电动机型号额定功率/kw满载转速/（r/min）

发动转矩

额定转矩

最大转矩

额定转矩

Y160L-87.57202.02.0

3.核算传动装置的总传动比i并分配传动比

（1）.总传动比i为

i

n

n

m

w

720

120

6

第4页

（2）.分配传动比

iii

考虑光滑条件等要素，初定

i2

i3

1）.各轴的转速

过错!

未找到引证源。

轴nnm720rmin

n

过错!

未找到引证源。

轴n360rmin

i

n

过错!

未找到引证源。

轴120rmin

ni

卷筒轴nn120rmin

w

2）.各轴的输入功率

过错!

未找到引证源。

轴PPd6.98kw

过错!

未找到引证源。

轴PP126.63kw

过错!

未找到引证源。

轴PP326.37kw

卷筒轴PP6.24kw

卷

42

3）.各轴的输入转矩

电动机轴的输出转矩Td为：

T9.5510

d

P6.98

6d69.2610

9.5510

n720

m

4

N

mm

4

过错!

未找到引证源。

轴TTdNmm

9.2610

5

过错!

未找到引证源。

轴TT1i1.7610Nmm

2

5

过错!

未找到引证源。

轴TT3i5.0710Nmm

2

5

卷筒轴TT44.9710Nmm

卷2

第5页

将上述核算结果汇总与下表，以备检用

轴名功率P/kw转矩T/（N·mm）转速n/（r/min）传动比

功率

i

错误!

6.989.2610472020.95

未找

到引

用源。

轴

错误!

6.631.76105360

未找

30.96

到引

用源。

轴

错误!

6.375.07105120

未找10.98

到引

用源。

轴

卷筒轴6.244.97105120

4.齿轮的规划

1）选定资料及确认许用应力

（1）按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。

（2）材料选择。

由《机械设计基础》表11-1选择小齿轮材料为45钢（调质），

硬度为280HBS，H600MPa,FE450MPa,大齿轮为45钢（正火），硬度

lim1

为240HBS，Hlim1380MPa,FE320MPa,二者资料硬度差为60HBS。

（3）由《机械设计基础》表11-5,取SH1.25，SF1.6，

[]

H1

Hlim1

S

H

600

1.25

MPa480MPa

第6页

[]

H2

Hlim2

S

H

380

1.25

MPa304MPa

[

]

F1

FE1

S

F

450

1.6

MPa281.25MPa

[]

F2

FE2

S

F

320

1.6

MPa200MPa

2）按齿面触摸强度规划

设齿轮按7既精度制造，取载荷系数为1.3。

齿宽系数0.8

d（《机械设计基

础》表11-6）小齿轮上的转矩

55

95.510P95.5106.63

5

T11.7610

n360

2

Nmm

取Z=188（《机械设计基础》表11-4）

d

1

3

2KT

1

d

u1

u

（

Z

[

E

Z

H

H

]

2

）

3

21.3

1.76

0.8

5

10

3

3

1

1882.5

480

（

2

）

90mm

齿数取z125，则z23z175

d90

1

模数mmmm

m3.6

z25

1

齿宽bdd10.890mm72mm取b180mm,b275mm,

按《机械规划根底》表4-1取m=3.75mm实,际的

d1zm253.7593.75mm

d2753.75mm281.25mm

dd93.75281.25

中心距amm187.5mm

12

223）验算齿轮曲折强度

齿形系数（由《机械规划根底》图11-8和图11-9可得）

Y

Fa2.75，YSa11.6

1Fa2.75，YSa11.6

Y

Fa.26，YSa21.75

2

2

第7页

校验：

F1

5

2KTYY21.31.76102.751.6

1SaP79.5[]281.25

Fa11

MaMPaMPa

F1

22

bmz723.7525

1

F2

YY2.261.75

Fa2sa2

F79.5MPa71.45MPa[F2]200MPa

1

YY2.751.6

Fa1Sa1

校验合格

4）核算齿轮圆周速度v

dn90360

v1.7m/

11

601000601000

s

5）齿顶高、齿根高和齿高级核算

h2.25m2.253.75mm8.4375mm

*

hahm3.75

mma

h

f（

**

hac）m（10.25）3.75mm4.6875mm

6）基圆直径

''

d1d1cos72cos2067.7mm,d2d2cos360cos20338.3mm

汇总核算结果如下表：

小齿轮（mm）大齿轮（mm）

分度圆直径d93.75281.25

齿顶高

h3.753.75

a

齿根高df4.68754.6875

齿全高h8.43758.4375

齿顶圆直径

d101.25288.75

a

齿根圆直径

d84.375271.875

f

基圆直径

d88.1264.3

b

中心距a187.5

传动比i3

5.滚动轴承和传动轴的规划

（一）.高速轴的设计

第8页

Ⅰ.输在轴上的功率

P、转速nⅡ和转矩TⅡ

Ⅱ

由上可知：

5

P6.63kw，n360rmin，T1.7610Nmm

Ⅱ.求效果在齿轮上的力

因已知高速小齿轮的分度圆直径

d

1

zm242.560mm

2T

Ⅱ

圆周力：

Ft1877.3N

d

1

径向力：

FrFttan1877.3tan20N683.3N

轴向力:

Fa0

Ⅲ.开始确认轴的最小直径

资料为45钢，正火处理。

依据《机械规划根底》表14-2，取C110，于

P6.63'Ⅱ

是29.05mm

dminmm

Ｃ1103，由于键槽的影响，故

3

n360

Ⅱ

'

d1.03d29.9mm

minmin

输出轴的最小直径显然是装置带轮处的直径d1，取d135mm，依据带轮结

构和尺度，取l50mm

1。

Ⅳ.齿轮轴的结构规划

（1）.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

1）.为了满足带轮的轴向定位要求，1段右端需制出一轴肩，故取2段的直径

第9页

d242mm；

2）.初步选择滚动轴承。

因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角

触摸球轴承。

依照作业要求并依据d42mm2，查手册选取单列角触摸球轴承

7009AC，其尺度为dDB45mm75mm16mm，故d3d745mm。

3）.由小齿轮尺寸可知，齿轮处的轴端4的直径d50mm

4，

l4803mm77mm。

轴肩高度h0.07d，故取h4mm，则轴肩处的直径

d558mm。

4）.轴承端盖的总宽度为23mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。

根

据轴承端盖的装拆及便于对轴承增加光滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器

右端面间的间隔l18mm，故l41mm

2。

5）.根据安装时齿轮中心要在一条线上，可得l33mm

3

至此，已开始确认了轴的各段和长度。

1段d1=35mmL1=50mm

2段:

d2=d1+7=42mmL2=41mm

3段d3=d2+3=45mmL3=33mm

4段d4=d3+5=50mmL4=77mm

5段d5=d4+5=58mm.L5=7.5mm

6段d6=51mmL6=7mm

7段d7=d3=45mmL7=14mm

（2）.轴上零件的周向定位

由《机械规划课程上机与规划》表11-1查得带轮与轴的周向定位选用平键连

第10页

y

接。

按

d平键截面bhL10mm8mm36mm。

齿轮与轴的衔接，选用平键

1

FrFt

x

截面bhL14mm9mm63mm，滚动轴承与轴的周向定位是由过度合作来

确保的，此处选轴的直径尺度公役为m6。

z

（3）.确定轴上圆角和倒角尺寸

参阅《机械规划》表15-2，取轴端圆角245。

F

AZ

F

AY

FAZF

AY

M

C1

Ⅴ.求轴上的载荷

首要依据轴的结构图做出轴的核算简图，再依据轴的核算简图做出轴的弯矩图和

扭矩图。

M

C2

L=124.5mm

1）求垂直面的支撑反力

F

1V

L

FrFa

2

L

d

1

2

F

2

r

341.64N

M

C

F2VFrF1V341.64N

T

2）求水平面的支撑反力

Ft683.3

F1HF2N938.65N

H

22

3）制作笔直面的弯矩图

L0.1245

MC1F2V341.64Nm21.27N

22

m

L0.1245

'

MF1V341.64Nm21.27N

C1

22

m

4）绘制水平面的弯矩图

L0.1245

MC2F1H938.65Nm58.43N

22

m

5）求组成弯矩图

McM

2

C1

M

2

C2

2

21.27

2

58.43

Nm62.18N

m

6）求轴传递的转矩

T

d0.09375

1

Ft1877.3Nm88N

22

m

7）求危险截面的当量弯矩

从图能够看出头a-a面最风险，其当量弯矩为：

2（）

2

MeMcT取折合系数0.6，代入上式得

第11页

M

22

e62.18（0.688）Nm81.57N

m

8）核算风险截面处的轴的最小直径

轴的资料为45钢，正火处理，由《机械规划根底》表14-1查得600MPa

B由

表14-3查得MPa

[1b]55

3

M81.5710

e24.57

d3mmmm

3

0.1[]0.155

1b

考虑到键槽对轴的削弱，将最小直径加大5%

dmin24.57（15%）mm25.8mm

而实践规划的风险截面处的d50mm25.8mmdmin

因而该轴契合要求

（二）.低速轴的设计

Ⅰ.输出轴上的功率P、转速n和转矩T

5由上可知P6.37kw，n120rmin，TNmm

5.0710

Ⅱ.求效果在齿轮上的力

因已知低速大齿轮的分度圆直径

d

2

753.75mm281.25mm

2T

圆周力：

Ft3605.3N

d

2

径向力：

FrFttan1312.2N

轴向力：

F0

a

Ⅲ.开始确认轴的最小直径

资料为45钢，正火处理。

依据《机械规划根底》表14-2，取C110，于

P6.37'

是41.34mm

dminＣ1103mm，由于键槽的影响，故

3

n120

'

d1.03d42.6mm

minmin

输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径

d。

为了使所选的轴直径

1

第12页

d与联轴器的孔径相习气，故需一起选取联轴器类型。

1

联轴器的核算转矩TcaKAT，查《机械规划》表14-1，取KA1.5，则：

5

TcaKAT1.35.0710Nmm659

Nm

依照核算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用HL4型弹性柱销

联轴器，其公称转矩为1250Nm。

半联轴器的孔径d45mm，故取

d145mm，半联轴器长度L112mm，半联轴器与轴合作的毂孔长度

L84mm

Ⅳ.轴的结构规划

（1）.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

1）.为了满足办联轴器的轴向定位要求，1段右端需制出一轴肩

d21，故取2段的直径d252mm；左端用轴端挡圈定位。

半联轴

d6~12mm

器与轴合作的毂孔长度L112mm，为了确保轴端挡圈只压在半联轴器上而不

压在轴的端面上，故第1段的长度应比L略短一些，现取l1110mm

2）.初步选择滚动轴承。

因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角

触摸球轴承。

依照作业要求并依据d52mm2，查手册选取单列角触摸球轴

7011AC，其尺度为dDB55mm90mm18mm，故dd55mm

3。

6

3）.取安装齿轮处的轴端第4段的直径d60mm

4；齿轮的左端与左轴承之

间选用套筒定位。

已知齿轮轮毂的跨度为75mm，为了使套筒端面牢靠地压紧齿

轮，此轴端应略短于轮毂宽度，故取l72mm4。

齿轮的右端选用轴肩定位，齿

第13页

轮的轴向定位轴肩dd6~12mm

5，取d565mm。

轴环宽度b1.4h，取

4

l512.5mm。

4）.轴承端盖的总宽度为23mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定，由轴

承外径D=90mm得d310mm，而d0d31mm，e1.2d3,总宽度为

d0e11mm12mm23mm）。

根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的

要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的间隔l18mm，故l241mm。

5）.根据安装时齿轮中心要在一条线上，有设计轴的草图可得l36mm

3

至此，已开始确认了轴的各段和长度。

数据核算如下表：

1段d1=45mmL1=110mm

2段:

d2=d1+7=52mmL2=41mm

3段d3=d2+3=55mmL3=36mm

4段d4=d3+5=60mmL4=72mm

5段d5=d4+5=65mm.L5=7.5mm

6段d6=d4=60mmL6=7mm

7段d7=d3=55mmL7=16mm

（2）.轴上零件的周向定位

齿轮、半联轴器与轴的周向定位均选用平键衔接。

按d4由《机械规划课程上

机与规划》表11-1查得齿轮与轴的衔接，选用平键截面bh18mm11mm，

键槽用键槽铣刀加工，长为63mm；相同，半联轴器与轴的衔接，选用平键为

14mm9mm90mm。

滚动轴承与轴的周向定位是由过度合作来确保的，此处

选轴的直径尺度公役为m6。

（3）.确定轴上圆角和倒角尺寸

第14页

参阅《机械规划》表15-2，取轴端圆角245。

Ⅴ.求轴上的载荷

L=122.5mm,K=106mm

1）求垂直面的支撑反力

F

1V

L

FrFa

2

L

d

1

2

F

2

r

656.1N

F2VFrF1V656.1N

3）求水平面的支撑反力

Ft3605.3

F1HF2N1802.65N

H

22

4）求F点在支点产生的反力

FK100000.106F1FN8653NL0.1225

F