机械基础课程设计减速器设计

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 1 -页机械设计基础课程设计姓名：雷 飒学号：201111020324学校：河南工业大学学院：粮油食品学院年级：2011 级专业：粮食工程时间：2013.2.22指导老师：唐静静西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 2 -页目录设计任务书3一、前言（一）设计目的4（二）传动方案的分析与拟定41. 传动系统的作用与传动方案的特点52. 传动方案的分析与拟定53. 电动机的选择54. 计算传动装置的总传动比，并分配各级传动比65. 传动装置的运动和动力参数计算6二、传动零件的设计计算71.减速器外部零件的设计计算普通 V 形带传动7 2.减速器内部零件的设计计算直齿圆柱齿轮103.轴的的设计计算及校核124.选择联轴器185.滚动轴承的选择及校核186.键连接的选择197.箱体箱盖主要尺寸计算198.轴承端盖主要尺寸计算19西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 3 -页9.减速器的附件的设计20三、减速器测绘与结构分析201. 拆卸减速器202. 分析装配方案203. 分析各零件作用、结构及类型214. 减速器装配草图设计215. 完成减速器装配草图226. 绘制过程237. 完成装配图238. 零件图设计24四、 设计小结25五、箱体主要参数附表26六、参考文献27西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 4 -页西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 5 -页设计任务书目的：设计一个用于带式运输机传动系统的单级直齿圆柱齿轮减速器。工作条件：运输机连续单向工作，一班工作制，载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与滚筒摩擦阻力影响已经在 F 中考虑） 。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 78 级齿轮与蜗轮。动力来源：电力，三相交流 380/220V题目数据：组号 4运输带工作拉力 F（KN）1.5运输带速度 V（m/s）1.9 卷筒直径 D（mm）500运输带允许速度误差为 5%设计任务要求：1. 减速器装配图纸一张（号图纸） 一张2. 轴、齿轮零件图纸各一张（号图纸） 两张3. 设计说明书 一份西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 6 -页一、前言(一) 设计目的：通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。(二)传动方案拟定1、传动系统的作用及传动方案的特点：机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用 HT200 灰铸铁铸造而成。2、传动方案的分析与拟定1、工作条件：使用年限 10 年，工作为一班工作制，载荷平稳，室内工作。、原始数据：滚筒圆周力 F=1500N；带速 V=1.9m/s；滚筒直径 D=500mm；方案拟定：采用链传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。1.电动机 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 7 -页2.V 带传动 3.齿轮传动4.链传动5.轴承 6.卷筒3.电动机的选择（1）电动机类型的选择根据动力源和工作条件，选用 Y 系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。2）电动机功率的选择工作机所需有效功为：PW=FV=1500*1.9=2.85kW确定电动机作机的总效率 ：设 、 、 、 分别为齿轮、链，齿轮，1234轴承的效率 1=0.97、 2=0.96、 3=0.97、 4=0.98，电动机的工作总效率为：=1*2*2*3*4=0.97*0.96*0.98*0.98*0.96=0.859动机所需功率为Pd=Pw/=2.85、 0.859=3.318kW由表 12-17 选取电动机的额定功率为 Ped=3.7kw（3）电动机转速的选择:PW=2.85kW=0.859Pd=3.318kWPed=3.7kwnw=1450r/mi西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 8 -页根据已计算出工作机滚筒的转速为nw=60*v*1000/3.14*D=60*1.9*1000/3.14*500=72.6r/min电机转速范围：n d=(820)nw=(820)*102=8162040则由机械设计手册表 12-1 可选取 YC132M1-4 型号电动机，所以，电动机的额定功率：P ed=3.7kW,nm=1450r/min4、计算传动装置的总传动比，并分配各级传动比(1)总传动比：i=n m/nw=145072.6=19.97(在 20 以内)（2）分配各级传动比：第一级为带传动，选取 i1=2.3第二级为齿轮传动，选取 i2=2.99第三级为链传动，选取=3.0一般减速器的传动比分配时圆柱齿轮的传动比满足 i1=（1.31.5）i 2以上传动比的分配都满足条件，i=i1*i2*i3 =2.3*2.99*3.0=20.6i-i 总 /i=(20.6-19.97)/20.6=3.06%5%所以分配合理5、传动装置的运动和动力参数计算（1）各轴转速：轴 1： n I=nm /i1=1450/2.3=630r/min轴 2： n II=nI /i1i2 =1450/2.3*2.99=210.8r/min（2）各轴输入功率：轴 1： P I=Pd*3=3.56kW轴 2： P II=PI*1=3.56*0.97*0.98=3.38kW（3）各轴输入转矩：轴 1： T 1=9550PI/n1=9550*3.56/1450=23.40Nm轴 2： T 2=9550P /n2=9550*3.38/210.8=22.24Nm将上述计算结果列于标中，以供查用：各轴的运动及动力参数轴号 转速 n功率 PkW转矩 T传动比 ii =19.97i1=2.3i2=2.99n1=1450r/minn2=72.6r/minT1=27.92NmT2=382Nm西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 9 -页minr mN电机轴 1450 2.85 630 3.56 23.40 2.3210.8 3.38 22.24 2.99二、传动零件的设计计算（一） 、减速器外部零件的设计计算1.传送链的设计（1）链轮齿数由表 13-12 可知，Z 1=25大链轮齿数 Z2=i3*Z1=25*3.0=75取 Z2=75(2)链条节数初定中心距 a0=40p,有表 13-12 得Lp=2*a0/p+(Z1+Z2)/2+p/a0（Z 2- Z1）/2 2=2*40+（25+75)/2+1/4050/2*3.142131.58 节取链节数 Lp =132(3)功率的计算由表 13-15 查得 KA=1.1,故Pc=KAP =1.1*3.31=3.64kW(4)链条节距由 13-25 P0=Pc/KZKM采用单排链，K M=1.0KZ=( Z1/19)1.08=1.35所以 P0=3.64/1.35*1.0=2.70kW由图 13-33 差得，当 nw=193r/min 时，10A 链条能传递的功率大于 3.64kW故采用 10A 链条，节距 p=15.875mm(5)实际中心距aa0=40p=40*15.875=635mm(6)链速的计算KA=1.1Pc=3.64kWmd10md3152西南交通大学本科毕业设计（论文） 第- 10 -页由式 13-20 v=Z1pn2/60*1000=20*15.875*193/60*1000=1.02r/min(7)作用在轴上的压力如述 F Q=(1.21.3)F,取 FQ =1.3FF=1000*Pc/v=1000*3.64/1.02=3569NFQ=1.3*3569=4640N(8)链轮的主要尺寸a.小链轮分度圆直径 （）99.2齿顶圆直径 99.2+1.25*15.875-10.16=108.88mm （） 103.645齿根圆直径 99.2-10.1689.04大链轮分度圆直径 （）317.5mm 齿顶圆直径