机械设计二级减速器设计说明书.docx

1、机械设计二级减速器设计说明书第一章 设计任务书一、设计目的综合运用机械设计及先修课程（机械制图、材料力学、机械原理、机械制造技术、工程材料等）的理论和实际知识，掌握机械设计的一般规律，树立正确的设计思想，培养分析和解决实际问题的能力。通过本课程设计，在掌握各种运动形式变换，运动参数确定及力和功率传递过程中，对机械运动学和动力学的分析与设计有一较完整的概念，学会从机器功能要求出发，合理选择机构的选型和组合，制定机械传动系统的方案（功能设计），正确计算零件的工作功能，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用维修、经济和安全等问题，培养机械设计能力（结构设计）。学习运用标准，规范，手册，

2、图表和查阅有关资料等，培养设计的基本技能。二、设计内容1、设计题目液体包装机的设计二级圆柱齿轮减速器的设计2、主要内容（1）确定包装机设计方案（包括传动系统和执行机构等）（2）选择电动机、计算传动装置的运动和动力参数等（3）进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、联轴器、键的强度等（4）绘制减速箱装配图及典型零件工作图（5）整理和编写设计计算说明书（6）答辩3、设计参数（1）数据组别包装量（袋/分）袋尺寸（长*宽/mm）计量（ml/袋）物料输送力F(N)热封和剪袋所需功率(W)装料所需功率(W)60160*9040300100200（2）已知条件 输送带滚筒直径D=80mm 装料压缩泵活塞直径为3

3、0mm 装料启闭阀摆角约90 工作情况：两班制工作，每年工作300天，连续单向运转，工作时有轻微振动，空载启动 使用折旧期：使用年限为8年，3年大修一次 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产 总体尺寸：650*750*1600（mm*mm*mm）以内4、具体工作（1）、包装机机构运动简图1张（A1）（2）、减速箱装配图1张（A0）（3）、零件工作图2张（A3）（4）、设计计算说明书一份（约68千字）第二章 机械运动方案的设计一、拟定执行系统的功能原理1、包装机功能原理自动完成计量、充料、制袋、封合、切断、输送等全过程2、各部分功能电控机构调速机构传动机构拉袋机构热封机构供纸机构装/进

4、料机构成品输出机构3、设计部分热封部分装料部分减速器部分二、执行机构的选型及构型1、热封部分选用凸轮机构摆动滚子推杆盘形凸轮机构2、装料部分选用平面四杆机构曲柄摇杆机构3、减速器部分圆柱齿轮减速器二级圆柱齿轮减速器（展开式）三、各执行机构的协调设计根据工艺要求，各执行机构需要按照严格的顺序动作，热封后装袋，然后拉袋，结合执行机构的选型，对执行机构进行协调设计，绘制运动循环图，如图21所示。四、执行机构运动尺寸设计1、曲柄摇杆机构（含齿轮齿条机构）（1）、已知条件：计量40ml/袋，包装量60袋/min，装料压缩泵活塞直径为30mm（2）、分析：由曲柄摇杆机构的摇杆驱动齿轮齿条机构（齿条加工在活

5、塞杆上），曲柄每转一周，活塞完成一次推拉动作。活塞推程由计量量和活塞直径确定，进而可推知摇杆的摆角，再给定设计条件，即可完成要求动作。（3）、给定设计条件：齿轮（m=2mm，z=55），分度圆半径为r，连杆b=200mm，摇杆c=52mm，要求该机构无急回运动。（4）、设计计算：活塞行程摇杆摆角曲柄长度机架长度示意图，如图22传动角验算14050满足要求2、曲柄摇杆机构（含阀体）（1）、已知条件：装料启闭阀摆角约90（2）、分析：为保证活塞推杆中心与启闭阀回转中心在同一水平面，机架位置和长度将受到限制（3）、给定设计条件：机架长度d=108mm，机架连线垂直水平面摆角=90摇杆长度c=40mm

6、要求该机构无急回运动（4）、设计计算：曲柄长度连杆长度示意图，如图23传动角验算，且4050满足要求3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构（1）、分析：该机构用于驱动热风器进行热封操作，热封时间要充足，盘形凸轮安装在分配轴上 ，故凸轮的基圆半径减去滚子圆半径应大于轴颈，以便于安装（2）、分配轴最小轴颈计算：已知条件：分配轴转速n1=60r/min=1r/s，袋尺寸 长宽=16090（mmmm）物料输送力F=300N，输送带滚筒直径D=80mm，设输送带滚筒转速n2，分配轴输出功率计算分配轴输出到输送带滚筒由一对锥齿轮传动，如图24所示。其中z1=24,z2=36 输送带线速度输送带功率由表6151查得

7、锥齿轮传动效率滚动轴承效率滚筒效率输送部分总功率分配轴输出总功率P1为热封和剪切所需功率P2为装料所需功率计算轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表1532取A0=112确定凸轮机构基本尺寸选滚子圆半径基圆半径,取机架距离摆杆长度初始摆角最大摆角推程远休回程近休推杆运动规律二次多项式运动规律（等加速等减速运动规律），适于中速轻载，有柔性冲击等加速段运动方程 等减速段运动方程 ()010203040506070809010011012000.050.190.440.781.221.752.383.113.944.865.88724025026027028029030031032033

8、0340350360()75.884.863.943.112.381.751.220.780.440.190.050凸轮示意图4、包装机机构运动简图第三章 机械传系统方案设计一、传动系统类型选择1、传动方案示意图如图31所示，电机作为原动机，经带传动减速，再由减速箱减速输出至锥齿轮传动，实现换向，锥齿轮上端与分配轴用一弹性联轴器联接，实现动力的输出。2、组成部分V带传动，二级圆柱齿轮减速器，锥齿轮传动二、选择原动机 确定总传动比 分配各级传动比1、电动机类型的选择Y系列三相异步电动机2、电动机功率的选择（1）、传动装置的总效率由表6151查得（2）、电机所需功率3、确定电动机型号根据以上数据，

9、查表61451选取电动机型号为Y801-4其主要技术数据：额定功率0.55kW，满载转速1390r/min4、传动装置总传动比及其分配（1）、总传动比（2）、分配各级传动比设.轴的转速n.n.n.且n=根据表251 且展开式减速器要求故分配如下三、计算各轴的转速、转矩及功率1、计算各轴的转速电动机的满载转速2、计算各轴功率3、计算各轴转矩电动机轴的输出转矩：设5560为方便下一阶段设计计算，将以上数据整理至下表参数轴名电动机轴轴轴轴轴转速r/min13906951926060功率P/W421.5404.7396.63887361.7转矩T/Nmm28965560197276187057576传

10、动比i23.623.211效率0.76630.960.98010.98010.9306第四章 机械传动装置的设计一、主要传动零部件的设计计算（一）带传动设计计算已知电动机额定功率，输出功率，满载转速，传动比，每天工作16小时，连续单向运转，工作时有轻微振动，空载启动。1、确定计算功率由表882查得工作情况系数2、选择V带的带型根据由图811选用Z型3、确定带轮的基准直径，并验算带速1）、初选小带轮基准直径，由表87,89,取2）、验算带速鉴于工作机低速轻载，故带速小于5m/s也认为合适3）、计算大带轮基准直径由图89取标准值为4、确定V带的中心距a和基准长度1）、初定中心距2）、计算带所需的基

11、准长度由表82选带的基准长度3）、计算实际中心距a中心距的变化范围为5、验算小带轮上的包角6、计算带的根数z1）、计算单根V带的额定功率由由由2）、计算V带的根数z7、计算单根V带的初拉力由表83得Z型带的单位长度质量为8、计算压轴力9、带轮结构设计小带轮采用实心式，大带轮采用腹板式，大带轮轮毂宽度取L=28mm，B=26mm。结构从略。10、主要设计结论选用Z型普通V带2根，带基准长度920mm，带轮基准直径中心距控制在a=297339mm，单根带初拉力F0=41N，带轮安装角度为30。（二）、高速级齿轮传动设计已知采用斜齿轮传动，高速轴输入功率,小齿轮转速，传动比，工作寿命8年，每年按30

12、0天算，两班制，连续单向运转，工作时有轻微振动，空载启动。1、确定齿轮类型 精度等级 材料及齿数（1）、根据传动方案及减速箱高速级要求，选用斜齿圆柱齿轮传动，压力角（2）、参考表1062，通用减速器齿轮精度等级范围68，主动齿轮偏上限选取，故选6级精度（3）、由表101选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度280HBS,大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度240HBS（4）、选（5）、初选螺旋角2、按齿面接触疲劳强度设计（1）、试算小齿轮分度圆直径1）、确定式中各参数值试选载荷系数小齿轮传递的转矩高速轴的输出功率由图1020查取区域系数由表107选取齿宽系数由表105查取材料的弹性影响系数

13、计算接触疲劳强度用重合系数螺旋角系数计算接触疲劳许用应力由图1025d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为 ， 计算应力循环次数由图1023查取接触疲劳寿命系数取失效概率为1%，安全系数S=1取中较小者，即2）、试算小齿轮分度圆直径（2）调整小齿轮分度圆直径1）、数据准备圆周速度齿宽b2）、计算实际载荷系数由表102查得使用系数根据，由图108查得动载系数齿轮的圆周力由表103查得齿间载荷分配系数由表104插值得6级精度小齿轮相对支撑非对称布置时载荷系数3）、用实际载荷系数计算分度圆直径对应的齿轮模数由表1013取标准模数4）、确定齿轮各参数齿数 中心距考虑模数从0.93mm增大圆整至1.5mm，为此将中心距减小圆整为85mm按圆整后的中心距修正螺旋角计算小、大齿轮分度圆直径计算齿轮宽度取圆周速度3、按齿根弯曲疲劳强度校核根据公式1）、确定式中各参数值根据，由图108查得动载系数齿轮的圆周力由表103查得齿间载荷分配系数由表104用插值法得结合查图1013得载荷系数计算弯曲疲劳强度用重合度系数计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数