机械设计设计说明书.doc

机械零件设计课程设计大赛
说明书

设计题目：单级圆柱齿轮减速器
班 级：机 制3089
姓 名：马明祺 柯振坤 张新强
呼少辉 李 刚
指导老师：陈长秀
完成日期：2010年1月1日

陕西国防工职业技术学院

前 言
本说明书是根据本次课程设计大赛—— 单级直齿圆柱齿轮减速器所编写的。针对该减速器的工作性能以及结构特点，做了详尽的说明，其主要内容按照机械的受力分析，承载能力，结构，工作原理分析，零件审计等内容进行系统而科学的安排。
结合单级圆柱齿轮减速器即有很强的理论性又有很强的时间性等特点。本说明书不但进行了大量的有针对性的计算校核工作还进行了详尽的说明以及对一些零部件或某部件的受力分析，还给出了形象的图示。
本说明书紧密结合《机械设计基础》《机械零件课程设计》等资料书。在机设老师的指导下，给予了很大的帮助，完成此项设计。采用最新的国家标准，因此紧密性有所提高。
由于设计者知识水平有限，设计时间又紧张，因此在设计过程中不免存在诸多不足，甚至于错漏的地方，以及造成的不便，请观者谅解，希望老师和同学给出批评和指正及您的宝贵意见，谢谢。

机械工程系
专 业 ：机械制造与自动化
目 录

一 传动方案的拟定及说明
二 减速器的结构与性能介绍
三 带传动的设计计算
四 齿轮的设计计算及结构说明
五 轴的设计计算及校核
六 滚动轴承的选择
七 键的选择及校核
八 联轴器的选择
九 减速器附件的选择及简要说明
十 减速器润滑方式，密封形式，润滑油牌号及用量的简
要说明
十一 箱体主要结构尺寸的计算

设计项目
计算及说明
结果结论

1传动方案及说明

2工作条件

3传动简图

4已知条件

5说明事项
一 传动方案的拟定及说明
由题目所知传动机构类型为；同轴式一级援助直齿轮减速器，故只要对传动机构进行分析论证。
输送机连续工作，单向传动，载荷变化不大，空载传动，使用期限为5年，两班制工作，输送带允许误差为。

输送带拉力；
输送带速度；
滚筒直径；
（1） 根据已知条件，查取相关资料或手册进行设计
（2） 本设计要求尽量可靠耐用，相关尺寸符合国家标准。

设计项目
计算及说明
结果和结论

6其它事项

7计算要求
（3） 可靠性 合理性 经济性。
1.使结构简单，尺寸紧凑，加工方便成本低廉。要有目地保证重点要求
（4） 装配图，零件图的绘制要正确符合机械制图的画法，并且纸张保持整洁
机械零件课程设计与其它机械设计一样，从分析具体方案开始，到完成全部技术设计的整个过程中，由于一些矛盾，在拟定传动方案时，直到完成计算时尚未暴露问题，而得结构和具体尺寸表达在图纸上时，这些矛盾才会发现。故再设计时要做必需的修改，才能逐步完善，即需要“由主到次`”“由粗到细”边设计，边计算，边绘图，边修改，设计计算与结构设计交替进行，最终完成设计。
计算要正确，合理，科学，说明书要写的简洁明了，适当的增加简图等，尽可能多次计算，以保证计算结

设计项目
计算及说明
结果和结论

8设计所用资料

论的准确性。
设计中[A]书为：《机械设计基础》由周玉丰主编，机械工业出版社出版。
[B]书为：《机械零件课程设计》由任青剑，贺敬宏主编，陕西科学技术出版社。

设计项目
计算及说明
结果和结论

1选择电动机的类型

2选择电动机的容量

二 减速器的结构与性能介绍
本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。
　按已知工作要求和条件选用Ｙ系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
　工作机所需功率ＰW按滚筒轴输入功率［Ｂ］书中９２－２）式计算：

式中　　 ，工作机的效率 . 对带式输送机，取 ，代入上式得：

所需电动机输出功率 按[B]书中
（2-1）式计算

由[B]]书（2-4）式， ，
查[B]书表（2-2）取V带传动效率

Y系列三相异步电动机

设计项目
计算及说明
结果和结论

3确定电动机转速
；滚动轴承效率 ；
8级精度齿轮传动（油润滑）效率
；弹性套栓销连轴器效率
；则：

故：
因载荷平稳，电动机额定功率 只需略大于 即可
按[B]书附表10-1Y系列电动机技术数据表选取电动机定功率
滚筒轴工作转速：
按[B]书附表2-1推荐的各级传动机构传动比范围为：V带传动比范围 i=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围为
则总传动比范围为 i=2~4X3~5=（6~20），可见电动机转速可选范围为

符合这一范围的同步转速有两种，为减少
电动机的质量和价格有和

设计项目
计算及说明
结果和结论

.
由[B]书附表10-1选常用的同步转速为的Y系列电动机Y132M2-6其满载转速 。
由[B]书（2-6）式计算总传动比

由[B]书（2-7）式 ，为使V带传动的外廓尺寸不至过大，取V带传动比 ，则齿轮传动比

（1）由[B]书（2-8）式计算各轴转速

滚筒轴
（2）由[B]书（2-8）式计算各轴功率

滚筒轴

设计项目
计算及说明
结果和结论

(3) 由[B]书（2-8）式计算各轴转距
电动机轴；

滚筒轴
将以上数据列表如下：
轴号
0
Ⅰ
Ⅱ
滚筒
功率
4.97
4.77
4.58
4.49

960
384
96
96

49.44
118.63
455.61
446.66

2.5
4
1

0.96
0.97
0.98

设计项目
计算及说明
结果和结论

1确定设计功率
2 选择带的型号

3 确定小带轮直径

4 确定大带轮直径

5 验算带速

6 初定中心距

7 确定带的基准长度

三 代传动的设计计算
由[A]书表15-8取 得×
根据× ，，由[A]书图15-8选A型V带。
由[A]书图15-8，表15-4，表15-6 取

，由[A]书表15-4取

符合要求

即
根据经验取

由[A]书表15-2取

A型V带

符合要求

设计项目
计算及说明
结果和结论
8 却定实际中心距a

9 验算小带轮包角

10 确定单根V带的额定功率

11 确定额定功率增量

12 确定V带根数

中心距变动调整范围

合用
根据 由[A]书表15-7查得A型V带
由[A]书表15-9查得

由[A]书表15-10查得
由[A]书表15-12查得

取根

合用

根

设计项目
计算及说明
结果和结论
13 确定单根V的除拉力
14 计算带对轴的压力

设计项目
计算及说明
结果和结论

1.选择齿轮精度等级

2.选材与热处理

3.按齿面接触疲劳强度设计

四．齿轮的设计计算及结构说明
运输机是一般工作机械，速度不高，故用8级精度
该齿轮传动无特殊要求，为制造方便，采用软齿面，大小齿轮均采用45钢，小齿轮调质处理，齿面硬度,大齿轮正火处理，齿面硬度
该传动为闭式软齿面，主要失效形式为疲劳点蚀，故按齿面接触疲劳强度设计
设计公式为：
（1） 载荷系数K，查A书表13-8取K=1.2
（2） 转矩
（3） 接触疲劳许用应力

按齿面硬度中间值查A书图13-32得

按一年工作300天，计算应力循环次数

8级精度

大小齿轮均用45钢
小齿轮调质
大齿轮正火

设计项目
计算及说明
结果和结论

4.计算小齿轮分度圆直径

由A书中图13-34查得接触疲劳寿命系数

按一般可靠性要求，取,则

取
查A书表13-9，按齿轮相对轴承对称布置取
查A书表13-10得

将以上参数带入下式

取

设计项目
计算及说明
结果和结论
5.计算圆周速度

6.确定齿轮的主要参数

因，故取8级精度合适
1） 齿数 取,则
2） 模数 正好是标准模数第一系列上的数值
3） 分度圆直径
中心距
4） 齿宽
取
1）齿形系数，由 书图13-30得

（2）弯曲疲劳许用应力：

按齿面硬度中间值查书中图得：

查书中图得：弯曲疲劳寿命系数：

8级精度合适

设计项目
计算及说明
结果和结论

7齿轮的几何尺寸计算

3）校核计算：

因此弯曲强度足够

齿顶圆

全齿高：

齿厚：

齿根高：

齿顶高：

设计项目
计算及说明
结果和结论

8齿轮的结构设计

齿根圆直径 ：

小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛配式结构。
大齿轮的有关尺寸计算如下：
轴孔直径：
轮毂直径：
轮毂长度：
轮缘厚度：
轮缘内径：
取
腹板厚度；
取
腹板中心直径：

腹板孔内径：

设计项目
计算及说明
结果和结论

取齿轮倒角：，轮工作图：

设计项目
计算及说明
结果和结论

1轴的材料及许用应力

2轴的结构设计
3危险截面强度校核

五 轴的设计计算及校核
由 查表得：选用45钢，调质处理，

主动轴

考虑键槽
故取
从动轴

考虑槽

故取

根据周上零件的定位，装拆方便的需要，同时考虑到轴强度的原则，主动轴和从动轴设为阶梯轴。
圆周力：

设计项目
计算及说明
结果和结论

径向力
由于位直齿轮轴力

扭矩
校核 ；

由图表查得 ：

考虑键槽
则强度足够

以下为从动轴受力简图：

强度足够

设计项目
计算及说明
结果和结论

设计项目
计算及说明
结果和结论
4主动轴的强度校核
主动轴：

扭矩
校核 ；

由图表查得 ：

考虑键槽
则强度足够

以下为主动轴受力简图：

强度足够

设计项目
计算及说明
结果和结论

设计项目
计算及说明
结果和结论

1轴承型号选择

2轴承寿命计算
六 滚动轴承的选择
考虑到轴主要受径向力，故用深沟球轴承。
主动轴承有［A］书选择6207 ； 2个。
从动轴承选择6211 ； 2个。
两轴承受径向载荷

主动轴承寿命：
6207型，其基本额定载荷

实际寿命：

预期寿命：5年， 两班制

故 ，主动轴承寿命合格
从动轴承寿命：
6211型，其基本额定载荷

实际寿命：

主动轴承：
6207 2个
从动轴承：
6211 2个

主动轴承寿命合格

设计项目
计算及说明
结果和结论

预期寿命：5年， 两班制

故 ，从动轴承寿命合格

七 键的选择及强度校核
（1） 从动轴外伸端 ，考虑到在轴中部安装，故选键
选择45钢，其许用挤压应力

（2） 主动轴外伸端 ，考虑到键在轴中部安装，故选键
选择45钢，其许用挤压应力

从动轴承寿命合格

从动轴外伸端

主动轴外伸端

设计项目
计算及说明
结果和结论

（3） 与齿轮联接处 ，考虑到键在轴中部安装，故同一方位母线，选择键的形式，

则强度足够

八 联轴器的选择
由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑安装拆卸方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器。

选用TL8型弹性套柱销联轴器，公称尺寸转矩。
采用轴空，A型键，轴空直径，轴空长度。
TL8型弹性套柱销联轴器有关参数

与齿轮联接处键选

强度足够
设计项目
计算及说明
结果和结论

型号
TL8
公称转矩
710
许用转速
2400
轴空直径
45
轴空长度
84
外径
224
材料
HT200
轴空类型
型
键槽类型
A型
九 减速器附件的选择及简要说明
名称
功用
数量
材料
规格
螺栓
安装大轴承端盖
4
Q235
M10×25
GB5782-1986
螺栓
安装小轴承端盖
4
Q235
M8×16
GB578-1986
螺栓
联结上下箱盖
6
Q235
M18×30
GB5782-1986
螺栓
地脚
6
Q235
M22×35
GB5282-1986
销
定位
2
35
A6×40
GB117-1986
垫圈
调整安装
3
65Mn
10
GB93-1986
游标尺
测量油面高度
1
组和件

通气孔
透气
1

设计项目
计算及说明
结果和结论

1润滑方式

2

润滑油牌号

3 密封形式

十 减速器润滑方式，密封形式，润滑油牌号及用量的简要说明
（1） 齿轮，考虑成本及需要选用侵油润滑
（2） 轴承采用润滑脂润滑
（1） 齿轮润滑选用150号机械油（GB442-1989）,
最低-最高油面距（大齿轮）10～20mm,需油量1.5L左右
（2） 轴承润滑选用ZL-3型润滑脂（GB7324-1987）.用油量为轴承间隙的
（1） 箱座与箱座凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法
（2） 观察孔和油空等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉胶纸，垫片进行密封。
（3） 箱座与箱座凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法
（4）观察孔和油空等处接合面的密封在观
察孔或螺塞与机体之间加石棉胶纸，垫

设计项目
计算及说明
结果和结论

片进行密封。
轴承孔的密封
闷盖和透盖用作密封于之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖间的间隙，由于，故选用半粗羊毛毡加以密封。轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部。

十一 箱体主要结构尺寸
箱座，箱盖壁厚＆=8mm
箱座，箱盖凸缘厚度b=12mm
箱座低座凸缘厚度
轴承座旁凸太高度h=32.5mm
齿轮轴端面与内机壁距离
大齿轮齿顶与内机比距离
机体筋板厚度M=8mm
主动轴承端盖外径
从动轴承端盖外径