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1、 机 械 设 计 课 程 设 计 课题名称 用于带式运输机一级圆柱齿轮减速器的设计计算 系 别 机械与材料工程学院 专 业 焊接技术和工程 班 级 A1241 班 姓 名 傅强 学 号 11213140102 指导老师 余香梅 完成日期 2015 年 06 月 07 日 目录第一章 绪论第二章 课题题目及主要技术参数说明2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件2.4 传动系统方案的选择 第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构3.2 电动机选择3.3 传动比分配3.4 动力运动参数计算第四章 齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)4.1 齿轮材料和热
2、处理的选择4.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2 齿轮弯曲强度校核4.2.3 齿轮几何尺寸的确定4.3 齿轮的结构设计第五章 轴的设计计算(从动轴)5.1 轴的材料和热处理的选择5.2 轴几何尺寸的设计计算5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2 轴的结构设计5.2.3 轴的强度校核第六章 轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核6.3 联轴器的选择第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3 减速器附件的选择确定7.4 箱体
3、主要结构尺寸计算 第八章 技术要求第九章 总结参考文献第一章 绪 论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础 、 机械制图 、 工程力学 、 公差与互换性等多门课程知识，并运用AUTOCAD软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、 规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动
4、或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对Office软件中Word 功能的认识和运用。第二章 课题题目及主要技术参数说明2.1 课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。2.2 主要技术参数说明 输送带的最大有效拉力F=1150N，输送带的工作速度V=1.6 m/s，输送机滚筒直径D=260 mm。2.3 传动系统工作条件带式输
5、送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作8小时） ，要求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。2.4 传动系统方案的选择图中：1V 带传动；2运输带；3一级圆柱齿轮减速器；4联轴器；5电动机；6卷筒图 1 带式输送机传动系统简图该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 V 带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分一级圆柱齿轮减速，这是一级减速器中应用最广泛的一种。原动机部分为
6、Y 系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。计 算 及 说 明 结果第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。3.2 电动机选择（一）工作机的功率 Pw=FV/1000=11501.6/1000=1.84kww（二）总效率 总=总 带 齿 轮 联 轴 器 滚 筒 2轴 承= 0.968.906.0.876（三）所需电动机功率 dP)(2.11.4/7/ KWPwd 总查机械零件设计手册得 Ped = 3 kw电动机选用 Y112M-4 n 满 =
7、1420 r/min3.3 传动比分配工作机的转速 n=601000v/（ D）=6010001.6/(3.14260)=117.589r/minmin)/(076.12589./1420/ rni 满总取 则3带 4.025.3/带总齿 ii3.4 动力运动参数计算（一）转速 n电动机选用：Y100L2-43带i=4.025齿计 算 及 说 明 结果= =1420（r/min）0n满= / = / =1420/3=473.333（r/min） = /I带i满n带i InI=473.333/4.025=117.589（r/min）齿i= =117.589（r/min ） InI（二） 功率 P
8、)(612.0kwd)(1.9740.1 k带)(.1682 kwP轴 承齿 轮)(1.750.9916.23 kwP轴 承联 轴 器 （三）转矩 T2.0/4/500nP=14.126(Nm)(.683.914.601 mNiT带带025.4902齿轴 承齿 轮= 158.872(Nm)1.872.1523 齿 带轴 承联 轴 器 iT= 155.710(Nm ) 计 算 及 说 明 结果将上述数据列表如下：轴号 功率P/kW N /(r.min-1) T/(Nm)i 0 2.100 1420 14.1261 1.974 473.333 40.6843 0.962 1.916 117.589
9、 158.872 4.025 0.973 1.875 117.589 155.710 1 0.98第四章 齿轮的设计计算4.1 齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用 45 号钢，调质处理，HB 236大齿轮选用 45 号钢，正火处理，HB1904.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得,SHlim = 1aHaHMPP530,5802lim1lim,2limlili FFF S2.489.17/.4/1n由机械零件设计手册查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1由 aHNMPS580lim1 aZ31li22计 算 及
10、说 明 结果 aFNMPSY241.5lim11 aF0.li22（一）小齿轮的转矩 IT)(42.3791.97/.50/95011 mNnPT （二） 选载荷系数 K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K1.1（三）计算尺数比 =4.025（四）选择齿宽系数 d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取 1d（五）计算小齿轮分度圆直径 1d1d计 算 及 说 明 结果766 =7661duKTHdI23)1(025.4531)1(68.3= 44.714( mm)（六）确定齿轮模数 mmd
11、a34.124.052.71m =(0.0070.02)a = (0.0070.02) 185.871取 m=2（七）确定齿轮的齿数 和1Z2z取 Z1 = 2436.74.1mdZ取 Z2 = 96.92.0512（八）实际齿数比 42961 Z齿数比相对误差 06. / =2.19/204=0.01071F 2FY计算大齿轮齿根弯曲应力为a=120mmB1=57mmB2=48mm V=1.1890(m/s)定为 IT7计 算 及 说 明 结果 2366.741.022011 ZmBYKTFF1)(95.FMPa齿轮的弯曲强度足够4.2.3 齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径 由机械零件设计手册得
12、 h*a =1 c* = 0.25ad)(542)14(211 mmhZaa 969622a齿距 P = 23.14=6.28(mm)齿根高 )(5.2mchaf 齿顶高 1齿根圆直径 fd)(435.24821 mhdff 18792ff4.3 齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 d= 50)(m轮毂直径 =1.6d=1.650=801D)(轮毂长度 )(62BL轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =80轮缘内径 = -2h-2 =196-24.5-282Dad0强度足够=54mm1ad=196m2mh=4.5m
13、mS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm计 算 及 说 明 结果= 171(mm)取 D2 = 170(mm) 腹板厚度 c=0.3 =0.348=14.4 2B取 c=15(mm)腹板中心孔直径 =0.5( + )=0.5(170+80)0D12=125(mm)腹板孔直径 =0.25（ - ）=0.25（170-80）0d21=22.5(mm) 取 =20(mm)0齿轮倒角 n=0.5m=0.52=1齿轮工作如图 2 所示：计 算 及 说 明 结果第五章 轴的设计计算5.1 轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选 45
14、号钢，调质处理，HB217255=650MPa =360MPa =280MPabs15.2 轴几何尺寸的设计计算5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径从动轴 =c =115 =29.352d23nP587.193考虑键槽 =29.351.05=30.82选取标准直径 =322dm5.2.2 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。1.输入轴的设计。选用轴的材料为 45 号钢，调质处理，根据小齿轮的尺寸确定小齿轮采用齿轮轴的结构尺寸如下图： 2.输出轴的设计1）择轴的材料，确定许用应力选用轴的材料为 45 号钢，调质处理，可知650Mpa， 360Mpa，可知
