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、题目数据已知条件题号D1D2D3D4D5D6D7D8D9输送带拉力F（N）150022002300250026002800330040004800输送带速度v（m/s）1.11.11.11.11.11.41.21.61.4滚筒直径D(mm)220240300400220350350400500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。电动机的选择二、电动机的选择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WP=1000WFvP(2)电动机所需功率dP电动机所需功率为：wdpP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mP选取电动机额定功率mP查[2]表20-5取设计内容计算及说明结果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：40~8'i；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：min750r、min1000r、min1500r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min1000r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：型号额定功率kW满载时额定转速Nm质量kg转速dnminr电流A(380V)效率％功率因数计算传动装置的运动和动力参数三、计算传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mn和滚筒转速wn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()TNm转速(min)nr电机轴1轴2轴3轴卷筒轴传动件设计（齿轮）四、传动零件设计（齿轮）1、高速级齿轮传动设计，设计内容计算及说明结果2、低速级齿轮传动设计3、传动齿轮主要参数表高速级低速级齿数z3216832120中心距a(mm)200228模数m(mm)23齿宽b(mm)60558580分度圆直径d(mm)6433696360设计内容计算及说明结果轴的设计轴的设计一．高速轴1的设计载荷水平面H垂直面V支反力弯矩总弯矩扭矩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公式数值(mm)箱座壁厚δ=0.025a+3≥8箱盖壁厚δ1=0.02a+3≥8箱体凸缘厚度箱座b=1.5δ箱盖b1=1.5δ箱座底b2=2.5δ加强肋厚箱座m≈0.85δ箱盖m1≈0.85δ地脚螺钉直径和数目df=0.036a+12轴承旁联接螺栓直径d1=0.72df箱盖和箱座联接螺栓直径d2=0.6df轴承盖螺钉直径和数目高速轴d3=0.4-0.5df中间轴低速轴轴承盖外径D2高速轴D2=D+5d3中间轴低速轴观察孔盖螺钉直径d4=0.4dfdf、d1、d2至箱外壁距离dfC1d1d2df、d1、d2至凸缘边缘的距离dfC2d1d2大齿轮齿顶圆与内壁距离Δ11.2δ齿轮端面与内壁距离Δ2δ外壁至轴承座端面的距离l1=C2+C1+(5～10)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结果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。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.