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机械设计综合实践报告1/28机械设计综合实践报告——二级圆柱齿轮减速器姓名：学号：指导老师：东南大学机械工程学院2010年1月日机械设计综合实践报告2/28摘要摘要内容：根据具体任务，完成了输送系统的减速器设计。设计内容包括传动系统总体方案的确定，传动系统的设计，重要零件的设计计算，以及箱体的结构设计和一些辅助零件的设计，使自己对机械设计课程内容有了更深刻的认识。初步掌握了机械设计的一般过程，训练了绘图能力以及应用AutoCAD的能力关键词：机械设计，减速器，传动系统AbstractTheabstractcontents:Completedtotransportthedesignofthedecelerationmachineofthesystemaccordingtotheconcretemission,designacontentstoincludetospreadtomoveatotalprojectofsystemtoreallysettle,spreadthestructuredesignofthedesigncalculationandboxbodyof,mainsparepartsofmovethesystemwithsomedesignsthatlendsupporttozeropartses.Passthisdesignmakestheoneselfdesigntheprocesscontentstohavedepperunderstandingtothemachine,thefirststepcontrolledthegeneralprocessofthemachinedesign,traningthepaintingabilityandapplyinganAutoCADability.Keyword:Design,machine,principle,machine,Spareparts,decelerateamachineandspreadtomovesystem.机械设计综合实践报告3/28目录摘要………………………………………………………………………………2第一章绪论1.1引言…………………………………………………………………41.2目的…………………………………………………………………4第二章设计项目2.1设计任务……………………………………………………………42.2传动方案的选择……………………………………………………52.3电动机的选择………………………………………………………52.4传动比的计算与分配………………………………………………62.5传动参数的计算……………………………………………………62.6各级传动零件的设计计算…………………………………………62.7轴的尺寸设计——按许用应力计算………………………………152.8联轴器的选择………………………………………………………172.9键的选择——按轴颈选择…………………………………………172.10滚动轴承的选择……………………………………………………182.11箱体及减速器附件说明……………………………………………192.12滚动轴承的外部密封装置…………………………………………20第三章装配图设计……………………………………………………20第四章零件图设计……………………………………………………22第五章小结…………………………………………………………………23第六章参考文献…………………………………………………………23附页:轴的强度校核受力分析图………………………………………24机械设计综合实践报告4/28第一章绪论1.1引言机械设计综合课程设计是对我们一个学年内学习状况的考察，也是锻炼同学自主创新、设计及思考的一项课题。本次机械设计课程设计的主题为“二级展开式圆柱齿轮减速器”，在设计过程中涉及到了很多在过去的一年中我们所学到的知识，例如齿轮、轴和与它们相关的知识。这次是我们第一次接触实际进行设计，相信无论对于我们知识的强化还是创新能力、思考能力都是一次锻炼和挑战。1.2目的综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力。第二章设计项目2.1设计任务带式运输机双级闭式齿轮传动装置设计设计图例：1—电动机2—V带传动3—二级圆柱齿轮减速器4—联轴器5—卷筒6—运输带机械设计综合实践报告5/28设计要求：1．设计用于带式运输机的传动装置2．连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，运输带允许误差为5%3．使用期限为5年，小批量生产，两班制工作设计基本参数：数据组编号8工作机轴输入转矩m)/(NT800运输带工作速度m/s)/(v1.3滚筒直径mm/D370设计任务:1．完成装配图1张（A0），零件图（低速轴齿轮和低速轴）2张（A3）。2．编写机械设计综合实践报告。2.2传动方案设计传动方案：电动机通过带传动输入到双级圆柱齿轮减速器，其中高速级采用圆柱斜齿轮，低速级也采用圆柱斜齿轮。然后低速级通过联轴器输入到滚筒上。2.3电动机的选择（1）类型选择：由于生产单位普遍使用三相交流电源，所以一般多选用三相交流异步电动机；此外，还应该根据电动机的防护要求，选择电动机的机构形式；根据电动机的安装要求，选择其安装形式。（2）额定功率选择：电动机输出功率为Pｗ=Fv/1000=3500×0.5/1000=1.75kw工作机所需功率为Pd=Pw/η=kFv/1000η(载荷平稳时k=1)由电动机至工作机之间的总效率为：η=式中，η1、η2、η3、η4、η5分别为带、联轴器、齿轮、角接触球轴承和滚筒的效率。查表21—1可取η1=0.96，η2=0.99，η3=0.97，η4=0.98，η5=0.96。则η=0.96×0.99×0.972×0.984×0.96=0.7918机械设计综合实践报告6/28所以，=7.1kw(3)转速的选择：按表1推荐传动比合理范围，v带传动取，二级圆柱齿轮传动比。总传动比为，故电机可选范围：。符合范围的同步转速有1500r/min，3000r/min，综合考虑，选第一种方案，选择Y132M-4型电机。所以得到电机型号额定功率满载转速额定转矩最大转矩Y132M-47.5kW1440r/min2.2N·m2.2N·m2.4传动比的计算与分配（1）计算总传动比输送机滚筒的转速n3=60000v/πD=60000×1.3/(π×370)=67.10r/min总传动比i=n/n3=1440/67.10=21.46（2）分配传动比（取i带=2.3）齿轮减速器传动比i=i/i带=21.46/2.3=9.33.由课程设计指导书中图（12）查得减速器高速级齿轮传动的传动比i1=3.5，因此低速级齿轮传动的传动比i2=i÷i1=9.33/3.5=2.6662.5传动参数的计算（1）各轴转速：轴Ⅰn1=1440/2.3=626.10r/min轴Ⅱn2=n1/i1=626.10/3.5=178.88r/min轴Ⅲn3=n2/i2=178.88/2.666=67.10r/min机械设计综合实践报告7/28（2）各轴输入功率：轴ⅠP1=7.5×0.96=6.816kW轴ⅡP2=6.816×0.98×0.97=6.479kW轴ⅢP3=6.479×0.98×0.97=6.159Kw各轴输出功率:轴Ⅰ=6.816×0.98=6.680kw轴Ⅱ=6.479×0.98=6.349kw轴Ⅲ（3）各轴输入转矩:电机输出转矩轴ⅠT1=47.08×2.3×0.96=103.96N·m轴ⅡT2=103.96×3.5×0.98×0.97=345.89N·m轴ⅢT3=345.89×0.98×0.97×2.666=876.48N·m滚筒轴输出转矩为各自输入转矩乘以0.98，整理得下表：名称功率PkW转矩TN·m转速nr/min传动比i效率η输入输出输入输出电机7.147.0814402.30.96Ⅰ6.8166.680103.96101.88626.103.50.9506Ⅱ6.4796.349345.89338.97178.882.660.9506Ⅲ6.1596.036876.48858.9567.1010.9702卷筒5.9765.856850.36833.3567.102.6传动零件的设计计算高速级大小齿轮均选用硬齿面渐开线斜齿轮低速级大小齿轮均选用硬齿面渐开线斜齿轮一、高速级齿轮的设计计算1、齿轮材料、热处理及精度机械设计综合实践报告8/28小齿轮材料用45钢，调质+表面淬火，硬度为241～286HBS，平均硬度260HBS，大齿轮选用20Cr2Ni4A，渗碳+表面淬火、回火，硬度为305～405HBS，平均硬度355HBS。因为为硬齿面齿轮传动，具有较强的齿面抗点蚀能力，故先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度。根据图9.55和图9.58，320MPa,MPa500,550MPa,MPa1300小lim大lim小lim大limFFHH齿面最终成形工艺为磨齿。齿轮精度按GB/T10095，6级，齿面粗糙度0.8um,齿根喷丸强化。装配后齿面接触率为70%。2、计算小齿轮传递的转矩T1=103.96N·m3、确定齿数z取=24=i1×Z1=3.5×24=84（取）传动比误差i1=/=84/24=3.5△=︱(3.5-3.5)/3.5︱×100%=0允许4、初选齿宽系数由非对称布置，查表9.16得=0.65、初选螺旋角β=12°6、载荷系数K使用系数KA可由表9.11查得KA=1.0动载荷系数KV假设齿轮圆周速度v=2.0m/s查图9.44得KV=1.08齿向载荷分布系数预估齿宽b=40mm，查表9.13得=1.170初取b/h=6，再由图9.46查得=1.135。齿间载荷分配系数由表9.12得==1.1。载荷系数KK=KAKV=1.07、齿形系数YFa和应力修正系数Ysa当量齿数Zv1=Z1/cos³β=24/cos³12°=25.64Zv2=Z2/cos³β=84/cos³12°=89.76查图9.53得YFa1=2.65，YFa2=2.18由图9.54得Ysa1=1.59，Ysa2=1.78。机械设计综合实践报告9/288、重合度系数Yε端面重合度近似为671.112cos8412412.388.1cos112.388.121zz41031.2012cos20tanarctancostanarctannt26652.1141031.20cos12tanarctancostanarctantb则重合度系数为682.067.126652.11cos75.025.0cos75.025.022bY9、螺旋角系数轴向重合度97429.012tan246.0tansin1zmbdn844.01201297429.011201Y10、许用弯曲应力安全系数查表9.15得SF=16（按0.1%失效概率考虑）小齿轮应力循环次数：91110803.1823001011.6266060hktnN大齿轮应力循环次数：891210152.55.310803.1uNN查图9.59得寿命系数87.01NY，89.02NY据式9.57，实验齿轮应力修正系数0.2STY机械设计综合实践报告10/28由图9.60预取尺寸系数1XY许用弯曲应力MPaSYYYFXSTNFFP75.5436.11287.05001lim1MPaSYYYFXSTNFFP25.5566.11289.03202lim2111FPSaF