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1、机械设计课程设计说明书设计题目 二级圆柱齿轮减速器车辆工程 2009 级 2 班学号：姓名：刁岳康指导老师：李淑玉完成日期：2011/12/15目 录设计任务书3电动机的选择6传动装置的运动和动力参数的选择和计算5传动零件的设计计算6轴的设计计算15滚动轴承的选择和计算22键联接的选择和计算22减速器附件的选择和密封类型的选择22联轴器的选择23减速器箱体的设计23设计小结24参考文献24设计任务书设计任务书设计题目：设计题目：设计热处理车间清洗零件用的传送设备上的两级二级圆柱齿轮减速器。单向运转，工作平稳，两班值工作，每班工作 8 小时，每年工作 300 日。传送带容许误差为 5%，减速器小
2、批量生产，使用年限为十年。给定参数：给定参数：传送带所需扭矩 2500N.m传送带鼓轮直径 250mm传送带运行速度 0.8m/s方案草图：方案草图：1，带传动的效率;2，轴承的效率;3，齿轮传动效率; 4，联轴器的传动效率;5，鼓轮上的传动效率。设计要求：设计要求：1.1. 总要求：总要求：（1）树立正确的设计思想，结合生产实际，综合地考虑经济性、实用性、可靠性、安全性和先进性诸方面的因素，严肃认真地进行设计，设计一律在设计室进行。（2）在设计中遇到的问题，要随时查阅资料，积极思考，提出个人见解。不要简单的向指导老师索取答案，更不能盲目抄袭，（3）充分发挥自己的主观能动性和创造性，对各种资料
3、中所附的减速器结构图要作仔细的研究和比较，以明确优劣、正误，根据特定的工作条件作具体的分析，取长补短，创造性地进行设计，力争使设计最优。（4）保质、保量、按时、独立地完成设计任务。2.2. 计算部分：计算部分：（1）选取合适的电动机；（2）计算三角皮带传动（3）计算并确定减速器内各传动件的尺寸和结构；（4）按纯扭初步计算减速器内各轴直径，选键，确定轴的结构；（5）对减速器选择合适的联轴器。3.3. 绘图部分绘图部分（1）用 A0 图纸绘制减速器装配图一张，并注上装配尺寸、配合代号、技术要求、减速器特性、标题栏和零件明细表。（2）绘制零件零件工作图（A3）2 张（轴、齿轮） ，应做到：标注正确完
4、整，技术要求经济合理，符合生产实际。（3）必须符合设计规范，采用新标准。4.4. 编写设计说明书一份，格式、封面均按有关规定。编写设计说明书一份，格式、封面均按有关规定。内容包括：（1） 目录 （2） 设计任务书（3） 设计计算过程（简明扼要、书写工整并附有必要的简图）（4） 设计总结（即心得体会）（5） 参考文献5.5. 将图纸按规定叠好，连同设计说明书一起装入档案袋（自备）将图纸按规定叠好，连同设计说明书一起装入档案袋（自备），准备答辩。，准备答辩。6.6. 答辩。答辩。进度计划与时间安排：进度计划与时间安排：（1） 初步计算 1 天（2） 绘制减速器草图及核算 2 天（3） 绘制减速器总
5、装配图 3.5 天（4） 绘制零件工作图 1.5 天（5） 整理说明书 1 天（6） 答辩 1 天一、电动机的选择一、电动机的选择1、电机类型和结构型式。根据电源及工作机工作条件，工作平稳，单向运转，两班制工作，选用 Y 型鼠笼式交流电机，卧式封闭结构。2、计算需要的电机功率n =wDv100060=6010000.8/（3.14250）=61.12r/minP =Fv/1000=2500X0.8/1000=2kww传动装置的总效率 = 12345取 V 带的效率 =0.921轴承的效率 =0.982直齿圆柱齿轮的传动效率 =0.973联轴器的效率 =0.994鼓轮上的传动效率 =0.965总
6、效率 =0.920.98 0.97 0.990.96=0.7732电动机的输出功率P =P /=2kw/0.77=2.59KwedW3、电动机额定功率 Ped由已有的标准的电机可知，选择的电机的额定功率 P =3 edKw4、电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机的可选范围。V 带的传动常用传动比 i 范围是 24，两级圆柱齿轮传动比i ,i 范围是 840，则电动机的转速可选范围是239769760r/min。可见同步转速为 1000r/min ，1500r/min，3000r/min 的电动机都满足转速要求。初选同步转速为 1000r/min ，1500r/min，3000r/m
7、in 的电动机进行比较。列表如下：通过比较，选用Y100L2-4 的电机，同步转速为 1500r/min，满载转速为1420r/min，额定功率为 13KW，额定转矩为 2.2二、计算传动装置总传动比和分配各级传动比二、计算传动装置总传动比和分配各级传动比1)传动装置总传动比由电动机的满载转速 n 和工作机主动轴转速 n 可确定传mw类型额定功率/KW电动机同步转速（r/min）满载转速（r/min）启动转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y100L-23300028802.22.2Y100L2-43150014202.22.2Y132S-6310009602.02.0动装置应有的总传动比为 i=14
8、20/61.12=23.23wm nn2）分配各级传动比取 V 带传动的传动比为 i =2；1为满足相近的浸油条件，高速齿轮传动比为i =1.11.4i ；32所以由 i= i ii 取 i =2.9 i =412323三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算5、计算传动装置的运动和动力参数1)各轴转速n =n =1420 r/min ;0mn = n / i =1420/2.0=710 r/min ;01n = n / i=710/4.0=244.83r/min ;22n = n / i =177.5/2.9=61.2r/min ;3232)各轴输入功
9、率P = P =3 Kw ;edP = P =30.92=2.76 Kw ;1P = P =2.760.980.97=2.62Kw ;223P = P =2.620.980.97=2.49Kw ;32233)各轴输入转矩T = 9550 P / n =95503/1420=20.18Nmm ;0T = 9550 P / n =95502.76/710=37.12Nmm;1T =9550 P / n =95502.62/244.83=102.2 Nmm ;222T =9550 P / n =95502.49/61.2=388.55 Nmm;333四、传动零件的设计计算四、传动零件的设计计算（一）
10、（一） 、V V 带的设计带的设计1、确定计算功率 Pca由表 87 查得工作情况系数 K =1.2 故 P = AcaK P=1.233.6kwA2、选择 V 带的带型根据 P 及 n 由图 811 选用 A 型带ca13、确定带轮的基准直径 d 并验算带速1d1）由表 86 和表 88，取带轮的基准直径 d =90mm1d2）验算带速 VV=3.14901420601000=6.69m/s10006011 ndd由于 5m/sv30m/s,满足带速要求。3）计算大带轮的基准直径取 =0.015d=i d （1-）=90（2-0.015)=177.3mm2d1d根据标准，圆整为 180mm4
11、、确定 V 带的中心距 a 和基准长度 Ld1)初选中心距 a ,取 a 为 400mm002）基准长度L=2a +( d + d)+0d021d2d 02 21 4)( adddd=2300（90+180）(18090) 4300221229.18mm由表 8-2 取 L =1250mm d3)计算实际中心距 a 及其变化范围aa 300(1080-1935.41)/2410mm02d0ddL 考虑各种误差a=a-0.015 L =410-0.0151250=391.25mmminda=a+0.03 L =410+0.031250=447.5mmmaxd5、验算小带轮上的包角 180 （ d
12、d ）57.3/a=167.4290符 2d1d合要求6 计算带的根数1）计算单根带的额定功率 Pr由 d =90mm 和 n =1420r/min 查表 84a 得 P =1.07KW1d10根据 1420r/min ,i =2 和 Z 型带等条件，1插值法查表 84b 得P =0.17KW 。 0查表 85 得 k =0.99查 82 得 K =0.96L于是：P =（P +P ）k K =（1.07+0.17）r00L0.990.96=1.19kw2）z=3./1.193.02rca PP所以选用 4 根 V 带7、计算 V 带的预紧力有 83 得 Z 型 V 带的单位长度质量 m=0.
13、1kg/m所以 （F ）=0min2) 15 . 2(500mvzvP Kcaa=107.97N8、计算压轴力：(F )=2z（F ）sinPmin0min2=858.56N9、带轮的结构设计1）小带轮的结构设计由 n = 1420 r/min 选择小带轮的材料为铸钢；0由 d =90mm,选择小带轮的结构形式为实心轮。1d2）大带轮的结构设计由 n =710 r/min 选择大带轮的材料为铸钢；d=180mm，所以选辐板式带轮。2d（二）（二） 、齿轮的设计、齿轮的设计一级齿轮的设计一级齿轮的设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）根据要求的传动方案，选用标准直齿圆柱齿轮2）传送设备的
14、速度不高，故选用 7 级精度（GB 1009588）3）材料选择。小齿轮选用 40Cr 钢（表面淬火）齿面硬度约为 52HBV，大齿轮选用 40Cr 钢（表面淬火）硬度为52HBV4）试选小齿轮齿数 Z 20，大齿轮齿数 Z i Z =80ab2a2、按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式（109a）试算，即 d 2.32 t311 HEdZ uuKT 1）确定公式内的各计算数值1）试选 K 1.3t2）小齿轮传递的转矩 T =37.12Nm13)由表 107 选取尺宽系数 1d4)由表 106 查得材料的弹性影响系数 ZE189.8Mpa215）由图 1021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限575.68MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限aH lim467.53Pa；bH lim6）由式 1013 计算应力循环次数N160 n jL 607101（2830010）222.0109N2N1/45.01087）由图 1019 查得接触疲劳寿命系数 K0.925；KHNa0.965HNb8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数 S1，由式（1012）得0.925575.68MPa532.5MPaaH0.965555.8MPa536.35MPabH计算
