《直齿圆柱齿轮减速器的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直齿圆柱齿轮减速器的设计（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1课课 程程 设设 计计课程名称 机械设计/机械设计基础课程设计题目名称 直齿圆柱齿轮减速器的设计学生学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 2目 录一、设计任务书3二、传动方案的拟定及说明4三、电动机的选择5四、计算传动装置的运动和动力参数6五、带的设计7六、齿轮传动设计8七、轴的设计12八、轴承的选择与寿命校核16九、键的选择与计算17十、联轴器的选择18十一、减速器附件的选择18十二、润滑与密封22十三、设计总结22十四、参考资料目录233课程设计任务书课程设计任务书一、课程设计题目：直齿圆柱齿轮减速器的设计。二、主要技术参数：下图所示为一带式输送机的原理简图，该输送机每日工作 8
2、小时，每年工作 250天，使用期限为 10 年，其工作过程中载荷稳定，已知数据如表 1 所示。表 1题 号12345678910滚筒直径（mm）300310320330340350360370380390滚筒转矩 T(N.m)120125130135140145150155160165输送带 速度(m/s)1.51.551.61.521.581.531.461.411.421.45传动装置的总效率0.880.850.820.840.860.890.870.880.830.86题 号11121314151617181920滚筒直径（mm）35035536036537037538038539040
3、0滚筒转矩 T(N.m)125130135140145150155160165170输送带 速度(m/s)1.51.551.61.521.581.531.461.411.421.45传动装置的总效率0.890.850.860.870.880.830.840.850.890.88 三、设计任务 1、 总体方案制定； 2、 绘制减速器的装配图（0 号图或 1 号图） ； 3、 绘制零件图（12 张） ； 4、 编写设计说明书。 四、主要参考资料 1、精密机械设计 机械工业出版社 2001 2、机械设计基础课程设计 高等教育出版社 19954计算项目计算项目计算过程步骤计算过程步骤计算结果计算结果5
4、二、传动二、传动 方案的拟方案的拟 定及说明定及说明1、原始数据：滚筒直径：360mm 滚筒转速： 150Nm 输送带转速：1.46m/s 传动装置的总效率： 0.87 2、基本设计方案： 机器通常由原动机、传动装置和工作机等三部分组成。 传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力的， 并可用以转速、转距的大小或改变运动形式，以适应工作机 动功能要求。传动装置的设计对整台机器的性能、尺寸重量 和成本都有很大的影响。 一个好的传动方案，除了首先应满足机器的功能外，还 应当工作可靠，结构简单，尺寸紧凑，传动效率高，成本低 廉以及使用方便。 为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传
5、动机构和拟定传动方案，可先由设计要求计算驱动筒的转速 nw，即一般选用同步转速为 1000r/min 或 1500r/min 的电动机 作为原动机，因此传动装置总传动比为 13 或 19。根据总传 动比数值，可初步拟定出以二级传动为主的方案，其草图如 下。D=310mmT=150NmV=1.46m/s=0.876三、电动三、电动 机的选择机的选择1） 电动机类型和结构形式 按工作要求和工作条件，选择一般用途的 Y(IP44)系列三相 异步电动机，为卧式封闭结构。 2) 电动机容量 (1) 卷轴的输出功率 Pw (2) 电动机输功率 Pd 传动装置的总效率 式中为 V 带传动效率：为滚动轴承的传
6、动效率：为圆柱齿轮传动效率：为弹性联轴器的传动效率：为滚筒的传动效率：，则(3)电动机额定功率 Ped由第二十章表 20-1 选取电动机额定功率3)电动机的转速 为了便于选择电动机的转速，先推断电动机转速的可选范围。由表 2-1 查得 V 带传动常用传动比范围，单级圆柱齿轮传动比范围，则电动机转速可选范围为可见同步转速为 750r/min、1000r/min 和 1500r/min 的电7机均符合。这里初选同步转速为 1000r/min 和 1500r/min 的 两种电机进行比较，如下表：电动机转速（r/min）传动装置传动比方案电动机型 号额定功率（kW）同步满载电动机质量（kg）总传动比
7、V 带传动单级减速器1YL100-61.510009403318.182Y90L-41.5150014002712.21由表中数据可知两个方案均可行，但方案 2 的传动比较小，传动装 置结构尺寸较小，因此采用方案 2，选定电动机的型号为 Y90L-4。8四、四、 计算传动计算传动 装置的远装置的远 动和动力动和动力 参数参数1) 传动装置总传动比2) 分配各级传动比 取单级圆柱齿轮减速器的传动比 i2=4，则 V 带传动部分的 传动比为所得 i1值符合一般 V 带传动比的常用范围。 4.计算传动装置的运动和动力参数 1) 各轴转速 电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为 I 轴，低速轴为 II 轴
8、， 各轴转速为2)各轴输入功率 按电动机额定功率 Ped计算各轴输入功率，即3) 各轴转矩i=12.21=3.05i2=4910五、五、带的设计带的设计1）选择选择 V V 带的型号带的型号 由设计任务知工作机每天工作 8 小时，载荷稳定，所使用 为 Y 系列三相异步电动机，由精密机械设计表 7- 5(P122)查得工作情况系数则计算功率计算功率小带轮转速根据 精密机械设计 图 7-17 (P122) V 型带选型图，选 择 Z 型普通 V 带 2）确定带轮直径确定带轮直径 D1D1、D2D2由精密机械设计表 7-6 带轮最小基准直径知 Z 型V 带带轮速度一般限制 525 m/s 范围内，因
9、为，所以带轮直径限制在 100500mm，为了减小机构体积选带轮 直径为106mm大轮直径根据 V 带基准直径表，把圆整为 280mm3）验算带速验算带速m/s4）确定带的基准长度确定带的基准长度 题目对中心距没有特殊要求，利用精密机械设计式 7-29 确定中心距 a0 的范围106mmm/s11根据题意，取定中心距为1.5按精密机械设计式（712）计算带的近似长度 L=1707.46 根据表 7-3 取5）确定带的实际中心距：确定带的实际中心距： 按精密机械设计式（7-30）修正后的中心距值为 a=601.276）验算小带轮包角=160.4符合要求 7）计算计算 V V 带的根数带的根数由精
10、密机械设计表 78 查得=0.28kW，由精密机械设计表 79 查得0.95，由精密机械设计表 73查得1.18,由精密机械设计表 710 查得0.02kW,则 V 带的根数z4.43取 z5 8）计算作用在轴上的载荷计算作用在轴上的载荷 作用在轴上的载荷其中mma=601.27z5=56.05N=551.98N=64mm12利用上两式计得：=56.05N=551.98N9）确定带轮的结构尺寸确定带轮的结构尺寸由课程设计P64 表 9-1 查得，在106mm，的情况下，小带轮应采用辐板式，大带轮应采用孔板式=64mm六、六、齿轮传动齿轮传动设计设计1)1) 选择齿轮材料和类型选择齿轮材料和类型
11、 根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式软齿面,考虑减 速器外轮廓尺寸不宜过大，要求高速齿轮硬度比低速齿轮高， 所以 小齿轮 1 材料为 45 钢（调质） ，硬度为 300HBS， 二者材料 硬度差为 40HBS。 大齿轮 2 选用 40Cr， 表面淬火， 40-56HRC， 精度等级选用 7 级精度，两个齿轮均为直齿齿轮。 2)2) 确定许用应力确定许用应力 (1)许用接触应力：由精密机械设计式 8-39 得按表 8-10 查得 小齿轮13大齿轮按接触极限应力较低的计算，即只需求出H2 对于调质处理的齿轮 SH=1.1 由于载荷稳定，故按式 8-41，求齿轮的应力循环次数 NH其中t=10x
12、250x8h=20000h循环基数 NH0由图 841 中查得，当 HBS 为 300 时， NH02.5107 因 NH NH0，所以 KHL1。(2) )许用弯曲应力许用弯曲应力 由式 8-46 知由表 8-11 知取 SF=2，单向传动取 KFc=1，因 NFVNFo，所以 KFL=1。得3)3) 计算齿轮的工作转矩计算齿轮的工作转矩144)4) 根据接触强度，求小齿轮分度圆直径根据接触强度，求小齿轮分度圆直径 由式 8-38 知齿轮在支承间为对称布置，所选齿轮为软齿面，且载荷稳定， 轴刚性高，根据表 8-9，选取齿宽系数根据齿宽系数由图 8-38 读出载荷集中系数本设计为钢制的直齿圆柱
13、齿轮传动，故取其中齿数比最后小齿轮分度圆直径选定模数 m=2,则小齿轮齿数 大齿轮齿数 两齿轮的中心距验算直齿齿轮齿根弯曲应力 由式 8-43 知15由图 8-44 查得动载荷系数取则齿轮齿根弯曲应力5)5) 标准直齿圆柱齿轮几何尺寸（大齿轮）标准直齿圆柱齿轮几何尺寸（大齿轮） 齿顶高齿根高全齿高齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径16齿距 pm3.14 26.28mm 齿厚 sp/23.14mm 齿槽宽 es3.14mm 压力角由以上数据可确定小齿轮的宽度为了保证在安装精度不高的情况下保证全齿宽啮合，大齿轮 齿宽应比小齿轮齿宽略小，这里取根据课程设计P66 表 9-2，小齿轮的的结构可以采 用齿轮轴
14、结构，大齿轮的结构可以选取腹板式自由锻。 6)6) 计算齿轮上的作用力计算齿轮上的作用力 圆周力：2621.1N2037.6N径向力：两齿轮轴向力都为 017七、七、轴的设计轴的设计1、 根据精密机械仪器设计公式（10-2） ，轴取 45 号钢， 故 C=107118所以： 高速轴低速轴考虑键槽对轴的强度等因素的影响，应把上面的计算值略为 增大：参照课程设计P117 选标准值，选 20.0mm，选31.5mm 的轴径比较合适，即=20.0mm=30.0mm2、各段轴直径的设计：各段轴直径的设计： 根据课设P26，相邻轴径不同即形成轴肩，当轴肩用于 轴上零件定位和承受轴向力时，应具有一定的高度。
15、当配合 处轴的直径小于 80mm 时，轴肩差一般可取 610mm。如果两 相邻轴段的直径变化仅仅是为了轴上零件装拆方便或区分加 工表面时，两直径差略有差别即可，可选 15mm。按照这个 原则，根据上面计算出来各段轴的最小直径， 高速轴由小端到大端可以设计出各段轴的直径分别为： 20mm（装 V 带轮轴段） 28mm, 30mm（装轴承轴段） 37mm（齿轮轴轴段） 30mm（装轴承轴段） 低速轴由小端到大端为： 30mm（装联轴器轴段） 40mm，45mm（装轴承轴段） 50mm（装齿轮轴段） 55mm（装轴环段）轴的最小直径：=20.0mm=30.0mm8mm1845mm（装轴承轴段） 为了降低应力集中，轴肩处圆角不宜过小。一般配合表面处 轴肩和零件孔
