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1、 机械设计课程设计机械设计课程设计 说明书说明书设计题目设计题目：同轴式二级圆柱齿轮减速器的设计学院学院：机电工程学院专业专业：机械设计制造及其自动化班级班级：机制 10 本(二)班设计者设计者：李学军学号学号：100612050指导教师指导教师: 夏翔目 录一. 设计目的1二. 设计方案1三. 电机选择2四. 装置运动动力参数计算3五.带传动设计 4六.齿轮设计 7七.轴类零件设计17八.轴承的寿命计算26九.润滑及密封类型选择27十.减速器附件设计27 设计心得 31参考文献 321一一. . 设计目的设计目的带式运输机传动系统中的二级圆柱齿轮减速器1.工作条件运输机载荷稳定，连续单项运转
2、，工作时有轻微震动，使用期限为 10 年，每年工作 300 工作日，小批量生产，单班工作制，运输带速度允许误差5% 。2.原始数据如表 1.1 所示。表 1.1: 题 号已知条件A1A2A3A4A5A6输送带拉力F（N）209121212171223024022570输送带速度v（m/s）1.181.080.850.890.800.80卷筒直径 D(mm)352350350350350350注：本次设计选择 A4 进行设计。3.设计要求1）减速器装配图一张(A1)。2）CAD 绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。3）设计说明书一份。二二. . 设计方案设计方案1.设计组成：传动装置由电机、减速器
3、、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V 带设置在高速级。其传动系统总体方案示意图如图 1 所示。2 / 3423541IIIIIIIVPdPw图 1 传动装置总体设计图三电动机的选择三电动机的选择3.1 选择电动机的容量选择电动机的容量工作机有效功率 P =,根据任务书所给数据w1000vF F=2230N，V=0.85。则有：P =1.90KWsm w1000vF 100085. 02230从电动机到工作机输送带之间的总效率为=1542 34 2式中，分别为 V 带传动效率, 滚动轴
4、承效率，齿轮传12345动效率，联轴器效率，卷筒效率。据机械设计手册知=0.96，=0.99，=0.97，=0.99，=0.99，则有：12345=0.96499. 0297. 099. 099. 0=0.85 所以电动机所需的工作功率为：P =2.25KW d wP 85. 090. 1取 P =3.0KWd3.2 确定电动机的转速确定电动机的转速按推荐的两级同轴式圆柱直齿轮减速器传动比 I齿=840 和带的传动比I=24，则系统的传动比范围应为：带3 / 34I =II带=（840） （24）=16200齿工作机卷筒的转速为n =wDv 100060min/4 .4635014. 385.
5、 0100060r故电动机转速的可选范围为n =I=（16200） 46.4dwnmin/r=（7429280）min/r符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min 四种，根据设计要求，选电动机同步转速为 1000r/min。查询第二版机械设计基础课程设计 （孙德志，张伟华，邓子龙主编）中表 2-19-1Y 系列（IP44）三相异步电动机技术数据，可确定电机的型号为 Y132S-6，其满载转速为 960r/min,额定功率为 3.0kW。四四 装置运动动力参数计算装置运动动力参数计算4.1 传动装置总传动比和分配各级传动比传动装置总传动
6、比和分配各级传动比1.传动装置总传动比 ：I =7 .204 .46960 wd nn2.分配到各级传动比 因为 Ia=I齿I带已知带传动比的合理范围为 24，圆柱直齿轮传动比 I齿=840。故取 V 带的传动比 I01=2.07，则 I=10 分配减速器传动比，参考齿 01IIa机械设计手册 （电子版） ，可分配齿轮传动比得高速级传动比，低速4I12级传动比为。5 . 2410I234.2 传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数计算电动机:转速：n =9600min/r输入功率：P =P =3.0kW0d输出转矩：T =9.55=9.55=3N01060nPd610 9600
7、. 3410mm4 / 34轴（高速轴）:转速：n =1min/464min/ r07. 2960 I0rn 带输入功率：P1=PKWP88. 296. 00 . 310010输入转矩:T1=9.55 1161055. 9nP610mmN 4109 . 546488. 2轴（中间轴）:转速：n =2min/1164464 I121rn输入功率：P =P=2.75kW297. 099. 088. 2321121P输入转矩：T =9.552 2261055. 9nP610mmN 5103 . 211675. 2轴（低速轴）:转速：n =3min/4 .465 . 2 116 I232rn输入功率：
8、PP=2.64kW397. 099. 075. 2322232P输入转矩：TN 56336 3104 . 54 .46 64. 21055. 91055. 9npmm卷筒轴：转速：nmin/4 .46n3r卷输入功率：P=P =2.64=2.59kW卷342334P99. 099. 0输入转矩： N56446103 . 54 .4659. 21055. 91055. 9npT卷mm各轴运动和动力参数表 4.1 所示。表 4.1：轴 号功率 （KW）转矩（N）mm转速（）minr电机轴334109601 轴2.885.94104642 轴2.752.35101165 / 343 轴2.645.4
9、51046.4卷筒轴2.595.351046.4五五. .带传动设计带传动设计5.1 确定计算功率确定计算功率 Pca据2表 8-7 查得工作情况系数 KA=1.0。故有：Pca=KAPKW.03.030 . 15.25.2 选择选择 V V 带带型带带型据 P和 n 有2图 8-11 选用 A 带。ca5.35.3 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径 d d 并验算带速并验算带速1d（1） 初选小带轮的基准直径 dd1有2表 8-6 和 8-8，取小带轮直径dd1=100mm。（2） 验算带速 v，有：10006009600114. 3 10006001 ndvd=5.02m/s因为 5.
10、02m/s 在 5m/s25m/s 之间，故带速合适。（3）计算大带轮基准直径 dd2取 dd2=200mmmm70200170 . 2dI1d2带dd新的传动比 I=2.0带1002005.45.4 确定确定 V V 带的中心距带的中心距 a a 和基准长度和基准长度 L L d(1)据2式 8-20 初定中心距 a =500mm0(2)计算带所需的基准长度6 / 3402 21 21004)()(22addddaLdd ddd5004)100200()100200(214. 350022=1476mm由2表 8-2 选带的基准长度 L =1400mmd（3 3）计算实际中心距）计算实际中心
11、距462mm21476140050020 0ddLLaa中心局变动范围：mmLaad441015. 0minmmLaad50403. 0max5.55.5 验算小带轮上的包角验算小带轮上的包角 906 .1673 .57)(18012adddd5.65.6 计算带的根数计算带的根数 z z（1）计算单根 V 带的额定功率 Pr由和r/min 查2表 8-4a 得mmdd10019600nP =0.96kW0据 n =960，i=2.0 和 A 型带，查28-4b 得0minrP =0.11kW0查2表 8-5 得 K =0.96，KL=1.03，于是：Pr =(P +P ) KLK00=（0.
12、96+0.11） 0.96 1.03 =1.06KW（2）计算 V 带根数 z83. 206. 10 . 3rca PpZ7 / 34故取 3 根。5.75.7 计算单根计算单根 V V 带的初拉力最小值（带的初拉力最小值（F F0 0）minmin由2表 8-3 得 A 型带的单位长质量 q=0.1。所以mkg2min0)5 . 2(500)(qvvzKPKFca202. 51 . 002. 5396. 00 . 3)96. 05 . 2(500=162.30N应使实际拉力 F 大于（F ）00min5.8 计算压轴力计算压轴力 Fp压轴力的最小值为：（F ）=2（F ）pmin z0min
13、 2sin=2 3 162.3 0.99=964.09N5.95.9 带轮设计带轮设计（1）小带轮设计由 Y132S-6 电动机可知其轴伸直径为 d=38mm，故因小带轮与其装配，故小带轮的轴孔直径 d =38mm。由机械设计手册 （电子版）可查得小0带轮结构为实心轮。（2）大带轮设计大带轮轴孔取 28mm，由4P表 14-18 可知其结构为腹板式。622六六. .齿轮设计齿轮设计6.16.1 高速级齿轮设计高速级齿轮设计1.选定齿轮类型，精度等级，材料及模数1）按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动；2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用 8 级精度；（GB1009588）3）材料的选择。由
14、2表 10-1 选择小齿轮材料为 45 钢（调质）硬度为8 / 34240HBS，大齿轮的材料为 45 钢（正火）硬度为 200HBS，两者硬度差为 40HBS；4）选小齿轮齿数为 Z1=20，大齿轮齿数 Z 可由 Z =Z1得 Z =80；2212I22.按齿面接触疲劳强度设计按公式：2311)(132. 2HHdttZ uuTKd（1）确定公式中各数值1）试选 K =1.3。t2）由2表 10-7 选取齿宽系数=1。d3）计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知：T =5.9N。1410mm4）由2表 10-6 查的材料的弹性影响系数 Z =189.8MPE215）由2图 10-21d 按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限=580MP；大齿轮的接触疲劳强度极限=560MP。1limH2limH6）由2式 10-13 计算应力循环次数。N1=60n1jLh=604641(830010)=6.68108N2=1.67108 121 IN7）由2图 10-19 取
