机械设计课程设计(二级减速器)

目 录

一、设计任务书…………………………………………………… 二、电动机的选择………………………………………………… 三、计算传动装置的运动和动力参数…………………………… 四、传动件设计（齿轮）………………………………………… 五、轴的设计……………………………………………………… 六、滚动轴承校核………………………………………………… 七、连接设计……………………………………………………… 八、减速器润滑及密封…………………………………………… 九、箱体及其附件结构设计……………………………………… 十、设计总结……………………………………………………… 十一、参考资料……………………………………………………

设计内容 计算及说明 结 果 设 计 任 务 书 一、设计任务书 设计题目4：带式运输机传动系统中的展开式二级圆柱齿轮减速器 1、系统简图 2、工作条件 一班制，连续单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘 使用期限：10年 生产批量：20台 生产条件：中等规模机械厂。可加工七到八级齿轮及涡轮 动力来源：电力，三相交流380/220伏 输送带速度容许误差为±5%。 3、题目数据 题 号 已知条件 输送带拉1500 2200 2300 2500 2600 2800 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 3300 D8 4000 D9 4800 力F（N） 输送带速度v（m/s） 滚筒直径D(mm) 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.4 1.2 1.6 1.4 220 240 300 400 220 350 350 400 500 注：班级成员按学号选题，本设计所选题号为D3。 4、传动方案的分析 带式输送机由电动机驱动。电动机通过连轴器将动力传入减速器,再经联轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用直齿圆柱齿轮传动。 电动机二、电动机的选择 的选择 1、类型选择 电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列380V封闭式三相异步电动机。 2、功率选择 (1)工作机主轴所需功率P W Fv P =W 1000 (2)电动机所需功率Pd pw电动机所需功率为：Pd  从电动机至卷筒主动轴之间的传动装置的总效率为 查[2]表11-9： 联轴器传动效率（2个） 轴承传动效率 （4对）、 ， 齿轮传动效率（8级2对）， 滚筒传动效率（1个） (3)电动机额定功率Pm 选取电动机额定功率Pm 查[2]表20-5取

设计内容 计算及说明 3、电动机转速选择 根据已知条件计算出工作机卷筒的转速为： 查[2]推荐二级圆柱齿轮减速器传动比为： i'8~40； 故电动机转速为： 3、电动机型号选择 符合这一范围的转速有：750rmin、1000rmin、1500rmin三种, 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，选用同步转速为 1000rmin的电动机作为原动机。 根据电动机类型、容量和转速，查[2]表20-5，选定电动机型号为 的电动机。主要性能如下表： 满载时 额定功率 功率因数 额定转速 质量 电流A (380V) 效率 ％ 结 果 型号 kW 转速nd rmin Nm kg 计算传三、计算传动装置的运动和动力参数 动装置的运动和动力参数 1、传动装置的总传动比： 根据电动机的满载转速nm和滚筒转速nw可算出传动装置总传动比为： 2、二级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比： (1)高速级的传动比为： （2）低速级的传动比为： 3、计算传动装置各轴的运动和动力参数： （1）各轴的转速： 1轴 2轴 3轴 卷筒 （2）各轴的输出功率： 1轴 2轴 3轴 卷筒 (3) 各轴转矩 0轴 1轴 2轴 3轴 卷筒 由以上数据得各轴运动及动力参数表： 轴名 功率PkW 转矩转速T(Nm) 电机轴 1轴 2轴 3轴 卷筒轴 n(rmin) ， 传动件四、传动零件设计（齿轮） 设计（齿轮） 1、高速级齿轮传动设计 设计内容 2、低速级齿轮传动设计 计算及说明 结 果 3、传动齿轮主要参数表 齿数z 中心距a(mm) 模数m(mm) 齿宽b(mm) 分度圆直径d(mm) 高速级 32 200 2 60 55 336 168 低速级 32 228 3 85 96 80 360 120 设计内容 计算及说明 结 果 轴的 轴的设计 设计 一． 高速轴1的设计 载荷 支反力 弯矩 总弯矩 扭矩 水平面H 垂直面V 设计内容 计算及说明 结 果 B 中间轴2的设计 C 低速轴3的设计 滚动轴承校核 滚动轴承校核 设计内容 计算及说明 结 果 连接设计 连接设计 减速器润滑及密封 减速器润滑及密封 设计内容 计算及说明 结 果 箱体及其附件结构设计 箱体及其附件结构设计 A箱体的结构设计 箱体采用剖分式结构，剖分面通过轴心。下面对箱体进行具体设计。 1、确定箱体的尺寸与形状 箱体的尺寸直接影响它的刚度，首先确定合理的箱体壁厚。 为了保证结合面连接处的局部刚度与接触刚度，箱盖与箱座连接部分都有较厚的连接壁缘，箱座底面凸缘厚度设计得更厚些。 2、合理设计肋板； 在轴承座孔与箱底接合面处设置加强肋，减少了侧壁的弯曲变形。 3、合理选择材料； 因为铸铁易切削，抗压性能好，并具有一定的吸振性，且减速器的受载不大，所以箱体可用灰铸铁制成。 4、由[2]表6-5设计减速器的具体结构尺寸见下页表格。 B附件的结构设计 1、检查孔和视孔盖 检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑情况、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，检查要开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检查操作。视孔盖用铸铁制成，它和箱体之间加密封垫。 2、放油螺塞 放油孔设在箱座底面最低处，其附近留有足够的空间，以便于放容器，箱体底面向放油孔方向倾斜一点，并在其附近形成凹坑，以便于油污的汇集和排放。放油螺塞为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处加封油圈密封。 3、油标 油标用来指示油面高度，将它设置在便于检查及油面较稳定之处。 4、通气器 通气器用于通气，使箱内外气压一致，以避免由于运转时箱内温度升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。将通气器设置在检查孔上，其里面还有过滤网可减少灰尘进入。 5、起吊装置 起吊装置用于拆卸及搬运减速器。减速器箱盖上设有吊孔，箱座凸缘下面设有吊耳，它们就组成了起吊装置。 6、起盖螺钉 为便于起盖，在箱盖凸缘上装设2个起盖螺钉。拆卸箱盖时，可先拧动此螺钉顶起箱盖。 7、定位销 在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销，保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度。 设计内容 计算及说明 结 果 减速器铸造箱体的结构尺寸 名称 箱座壁厚 箱盖壁厚 箱座 箱体凸缘厚度 箱盖 箱座底 箱座 加强肋厚 箱盖 地脚螺钉直径和数目 轴承旁联接螺栓直径 箱盖和箱座联接螺栓直径 高速轴 轴承盖螺钉直径和数目 中间轴 低速轴 高速轴 轴承盖外径D2 中间轴 低速轴 观察孔盖螺钉直径 公式 数值(mm) δ=0.025a+3≥8 δ1=0.02a+3≥8 b=1.5δ b1=1.5δ b2=2.5δ m≈0.85δ m1≈0.85δ df=0.036a+12 d1=0.72 df d2=0.6 df d3 =0.4-0.5 df D2=D+5d3 d4=0.4 df C1 df、d1、d2 至箱外壁距离 df d1 d2 df d1 d2 Δ1>1.2δ Δ2>δ l1=C2+C1+(5～10) C2 df、d1、d2 至凸缘边缘的距离 大齿轮齿顶圆与内壁距离 齿轮端面与内壁距离 外壁至轴承座端面的距离

设计内容 计算及说明 结 果 设计总结 设计总结 1、分析方案优缺点 1)能满足所需的传动比； 齿轮传动能实现稳定的传动比，该减速器为满足设计要求而设计了1∶16的总传动比。 2)选用的齿轮满足强度刚度要求； 由于系统所受的载荷不大，在设计中齿轮采用了腹板式齿轮不仅能够满足强度及刚度要求，而且节省材料，降低了加工的成本。 3)轴具有足够的强度及刚度； 由于二级展开式齿轮减速器的齿轮相对轴承位置不对称，当其产生弯扭变形时，载荷在齿宽分布不均匀，因此，对轴的设计要求最高，通过了对轴长时间的精心设计，设计的轴具有较大的刚度，保证传动的稳定性。 4)箱体设计的得体； 设计减速器的具有较大尺寸的底面积及箱体轮毂，可以增加抗弯扭的惯性，有利于提高箱体的整体刚性。 5)加工工艺性能好； 设计时考虑到要尽量减少工件与刀具的调整次数，以提高加工的精度和生产率。此外，所设计的减速器还具有形状均匀、美观，使用寿命长等优点，可以完全满足设计的要求。 6)由于经验及知识等的欠缺，设计存在诸多缺点； 设计功率、尺寸等相对方案需要的余量过大，造成成本浪费。箱体结构庞大，重量很大。齿轮及轴的计算校核不够精确等。 2、个人心得 相较同组成员，我提前了很久开始课程设计。于是在起步的时候，真可谓举步维艰。加上我们专业并未系统学习《机械设计》与《机械原理》，而只修过《机械设计基础》，这让我们在基础上就难以达到设计所需的知识水平。当然，在设计过程中硬着头皮不断探索，着实让自己收获很多。在借阅设计指导书的基础上，向机械专业的同学借来《机械设计》和《减速器装配图》，自己学习，帮助很大。 通过此次机械设计，我对机械零件设计步骤和设计思想，得到了充分掌握，真正地把所学到的知识初步地运用到了实践之中。同时，也从中发现了许多知识掌握不足。设计过程中面对各个未曾学过的问题，逐个攻破，掌握了许多新知识，还对《机械设计》有了重要的认识。觉得虽然学校没有为我们安排《机械设计》这门课程，但对于内燃机专业的学生，我们应 该也必须学好这门课。也因为自学时间及基础知识的有限，导致学习心得不够深刻，不能对现学的知识达到熟练的运用，这还需要在今后不断的学 习和提高。 设计内容 计算及说明 虽然机械设计课程设计已经完成，但应当承认，我的设计的全面性还不够，考虑问题的周密性也不强，所设计的最后结果还没有达到最优效果。这其中有多方面原因，这包括对所学或未学的知识理解不透，也包括我们对实践中的机械零件的不够了解。 课程设计让我有机会把理论和实践相结合，学会了用理论去指导实践，同时也只有通过实践检验才知道理论正确与否。同时在这次设计中我深刻体会到机械设计发展的速度之快，在社会各领域的地位也越来越高。因此在这方面我们应不断学习，不断更新知识，不断充实自己，这样才能适应信息时代的发展。 最后，感谢胡老师给我们《机械设计基础》的教学以及本次课程设计的指导。同时，也非常感激一位机械电子的同学在设计过程中对自己的帮助，为我解决了很多知识欠缺的问题。 结 果 参考资料 参考资料 参考文献： [1]杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础(第5版).北京:高等教育出版社，2006. [2]王旭，王积森.机械设计课程设计.北京：机械工业出版社，2003. [3]宋宝玉，吴宗泽.机械设计课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2006. [4]濮良贵，纪名刚.机械设计(第八版).北京：高等教育出版社，2006.