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1、课 程 设 计 说 明 书 学生姓名： 熊垚 学 号： 1102034340 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 题 目： 单级斜齿圆柱齿轮减速器 指导教师： 职称: 教授 2013年 06月 26 日 李戈 课程设计任务书2012/2013 学年第 二 学期 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 过程装备与控制工程 学 生 姓 名： 熊垚 学 号： 1102034340 课程设计题目： 单级斜齿圆柱齿轮减速器 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 李戈 系 主 任： 课 程 设 计 任 务 书 1设计目的： (1) 通过课程设计，培养学生综合运用机
2、械设计基础和其他先修课程的理论知识来分 析解决机械设计问题的能力。 (2) 学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 (3) 进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和 规范等。 2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计一台单级斜齿圆柱齿轮减速器，该减速器用于皮带运输机的传动系统中。 方案简图（题号 9）： 原始数据：卷筒转速 75 rpm；卷筒所需功率 7.0 KW。 技术条件：该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻微振动，卷筒转速允许误差为 5%，使用期限 8年。 3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图
3、纸、 实物样品等： 设计分段进行，在没有原则错误时才能进行下一阶段设计，以保证设计质量。 1) 设计计算选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，进行传动件的设计计算， 校核轴、轴承、键，选择联轴器等。 2) 草图绘制、审查和修改。 根据上述设计计算，绘制装配图的主、俯视图。 3) 绘制装配图 。除绘制草图内容外，绘制装配图的侧视图，编写技术要求，对零件 编号，填写明细表及标题栏等。 4) 绘制零件图 。选择所设计减速器中任一轴和齿轮进行绘制。鼓励采用计算机绘图。 5) 编写设计说明书 。要求内容全面，条理清楚，书写认真，图示正确，符合规定要 求。课 程 设 计 任 务 书 4主要参考文献：
4、1. 杨可桢,程光蕴.机械设计基础.第四版.北京:高等教育出版社,1999 2. 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册.第三版.北京:高等教育出版社,19995设计成果形式及要求： 1) 草图 1张（A1坐标纸） 2) 减速器装配图 1张（A0图） 3) 零件图 2张（A3图，传动零件轴和齿轮各一张，鼓励用计算机绘图） 4) 设计说明书一份 6工作计划及进度： 2013年 6月23日 6月 24日 设计计算6 月24日 6月 25日 草图绘制、审查和修改 6 月25日 6月26日 绘制装配图 6 月26日 绘制零件图 6 月27日 编写设计说明书 6 月28日 答辩系主任审查意见：签字： 年
5、月 日 三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案原始数据：卷筒转速 75rpm；卷筒所需功率 7.0KW。 技术条件：该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻微振动，卷筒转速允 许误差为5%，使用期限 8年。1） 减速器为一级展开式斜齿圆柱齿轮减速器。 2） 方案简图如上图。 3） 本传动机构的特点是：成本较低，减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油 深度可以大致相同。结构较简单，中心距较小，两轴的径向尺寸相对较 大。 2、电动机的选择 1）选择电动机的类型 按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结 构，电压380V。 2）选择电动机的容量 由机械设计课程设计手册表1-7
6、可知： ：联轴器效率 0.99 1 ：圆柱齿轮传动效率 0.98（7级精度） 2 ：开式齿轮传动效率 0.92 3 ：滚动轴承传动效率 0.98 4 传动装置的总效率： = . . . . . . . =0.85 1 1 2 3 4 4 4 4 所以电动机所需工作功率为Pd=8.24KW. w d P P 电动机转速的选择 ： （i 1 i 2 i n ） =2575=750r/min d n w n 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧 凑，决定选用同步转速为970 的电动机. min r 根据电动机类型、容量和转速，由机械设计课程设计指导书表14.1 选定电
7、动机型号为Y160L-6。其主要性能如下表： 电动机型号 额定功率/kw 满载转速 /(r/min) 额定转矩 启动转矩 额定转矩 最大转矩 Y160L-6 11 970 2.0 2.0 3.分配传动比 计算总传动比 ： 由电动机的满载转速 nm 和工作机主动轴转速 nw 可确定传动装置应有的总传动 比为：i / =970/75=12.9 m n w n 3 减 i .3 4 i 开 总传动比 i=34.3=12.9 4. 计算传动装置的运动和动力参数 1).各轴的转速轴1： min 970r n n m 轴2: min 3 . 323 3 970 r i n n 轴3: min 2 . 75
8、 3 . 4 3 . 323 r i n n (2).各轴功率 轴1： = =110.980.99=10.672 kW 1 P 0 P 1 4 轴2： = . =10.6720.980.990.99=10.145kW 2 P 1 P 2 4 4 （3）计算各轴转矩T1=9550 / =955010.672/960 = 105.07 Nm 1 P 1 nT2=9550 / =955010.145/225.6= 429.45 Nm 2 P 2 n 将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：5. 齿轮的设计 一.选定齿轮类型、精度等级、材料小齿轮：45钢 表面淬火 齿面硬度 50HRC大齿轮：45
9、钢 表面淬火 齿面硬度 54HRC由教材机械设计基础表111，取：接触疲劳强度极限和弯曲疲劳强度极限=1440Mpa, =380Mpa; 1 lim H 1 FE =1220Mpa, =320Mpa. 2 lim H 2 FE 安全系数 =1.2, =1.5 H S F S 轴 名 参数 电动机 轴 轴1 轴2 轴3 卷筒轴 转速n/r min 970 960 323.2 75.2 75.2 功率P/kW 11 10.672 10.145 转矩T/N m 105.07 429.45 传动比i 1 3 4.3 1 效率 099 097 094 098= / =1150/1.2=1200Mpa 1
10、 H 1 lim H H S= / =1220/1.2=1017Mpa 2 H 2 lim H H S= / =380/1.5=253Mpa 1 F 1 FE F S= / =320/1.5=213Mpa 2 F 2 FE F S 二按齿面弯曲疲劳强度设计(1)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。查教材机械设计基础表113 取K=1.2(2)计算齿数比uu= / = / =960/323.3=3 2 Z 1 Z 1 n 2 n(3)查教材机械设计基础表116 选择齿宽系数 =0.4 d (4)初选螺旋角 = 0 13(5)齿数取 =22，则 =
11、322=66 1 Z 2 Z(6)齿形系数= / =23.17， = / =69.52 1 v Z 1 Z 3 cos 2 v Z 2 Z 3 cos(7)齿轮取8级精度 查教材机械设计基础图11-8 和11-9，齿形系数 =2.64， =1.57; =2.26, =1.75 1 Fa Y 1 Sa Y 2 Fa Y 2 Sa Y=2.641.57/253=0.0164 1 1 1 F Sa Fa Y Y =2.261.75/213=0.0186 2 2 2 F Sa Fa Y Y 因为 1 1 1 F Sa Fa Y Y 2 2 2 F Sa Fa Y Y 故应对大齿轮进行弯曲强度计算。(8
12、)法向模数 n m 3 1 2 1 2 1 1 1 cos 2 F d Sa Fa Z Y Y KT = 3 213 22 4 . 0 13 cos 75 . 1 26 . 2 1000 105 2 . 1 .2 3 2 0 2 =2.1mm由表41并结合实际情况， 取 =2.5mm n m 三.计算齿轮的主要几何尺寸 法向模数： =2.5mm n m 中心距a= ( + )/2cos =113mm n m 1 Z 2 Z 确定螺旋角 =arccos ( + )/2a= n m 1 Z 2 Z 0 3 .2 13 螺旋角 = 0 3 .2 13 端面模数： = =2.5/ =2.57 t m
13、cos n m 0 3 .2 13 cos mm 齿轮宽度 = =45.2mm B d 1 d 取 =46mm, =51mm 1 B 2 B 齿轮分度圆直径: = /cos =2.522/ =56.50mm 1 d n m 1 Z 0 3 .2 13 cos = /cos =2.566/ =169.5mm 2 d n m 2 Z 0 3 .2 13 cos 齿顶高： = =12.5=2.5 a h * a h n m mm 齿根高： =( + )m =（1+0.25） =1.25 =3.125mm f h * a h * c n m n m 全齿高： mm h h h f a 25 .6 5 25 .1 3 .5 2 顶隙： 625 . 0 .5 2 25 . 0 25 . 0 n a f m h h c mm齿顶圆直径： = +2 = +2 =56.5 +22.5=61.5 mm 1 a d 1 d 1 a h 1 Z a h = +2 = +2 =169.5+5=174.5mm 2 a d 2 d 2 a h 2 Z a h齿根圆直径： = -2 =56.5-23.125=50.25mm 1 f d 1 d f h
