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1、- 1 -一级圆柱齿轮减速器的设计一级圆柱齿轮减速器的设计第一章第一章 绪绪论论第二章第二章 课题题目及主要技术参数说明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第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算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 电动机的选择3.3 传动比分配3.4 动力运动参数计算第四章第四章 传动带的设计计算传动带的设计计算4.1 选择普通 V 带截型4.2V 带的参数设计第五章第五章 齿轮传动的设计齿轮传动的设计5.1 齿轮材料和热处理的选择5.2 齿轮几何尺寸的设计计算5.3
2、齿轮弯曲强度校核5.4 齿轮的结构设计- 2 -第四章第四章 轴的设计轴的设计6.1轴的材料和热处理的选择6.2 轴几何尺寸的设计计算6.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径6.2.2 轴的结构设计6.2.3 轴的强度校核6.3 输出轴的设计计算6.3.1 轴的材料和热处理的选择6.3.2轴几何尺寸的设计计算第七章第七章 箱体结构设计箱体结构设计第八章第八章键联接设计键联接设计8.1 键的选择第九章第九章 滚动轴承设计滚动轴承设计9.1 寿命的计算9.2 轴承的有关参数计算第十章第十章 密封和润滑的设计密封和润滑的设计第十一章第十一章 联轴器的设计联轴器的设计第十二章第十二章 参考资料参考
3、资料第十三章第十三章 设计小结设计小结- 3 -第一章第一章绪绪论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。第二章第二章 课题题目及主要技术参数说明课题题目及主要技术参数说明2.12.1 课题题目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。- 4 -2.22.2 主要技术参数说明主要技术参数说明原始数据：传动带锟子转速 100r/min;减速机输入功率
5、3.5kw.2.32.3 传动系统工作条件传动系统工作条件工作条件：设计一用于带式运输机上的传动及减速装置。设计使用期限8年（每年工作日300天），两班制工作，单向运转，空载起动，运输机工作平稳，大修期为3年。转速误差为+5%，减速器由一般规模厂中小批量生产2.42.4 传动系统方案的选择传动系统方案的选择图 1带式输送机传动系统简图计算及说明结果- 5 -第三章第三章 减速器结构选择及相关性能参数计减速器结构选择及相关性能参数计算算3.13.1 减速器结构减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。传动装置的运动和动力设计：将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴， 轴， 以及i0,i1，为
6、相邻两轴间的传动比01，12，为相邻两轴的传动效率P，P，为各轴的输入功率（KW）T，T，为各轴的输入转矩（Nm）n,n,为各轴的转速 （r/min）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数3.23.2 电动机的选择电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和 条件，选用 Y 系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率：电机所需的工作功率：Pd=P入/1=3.5/0.96=3.65kw3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：1-带传动的 传动效率， 取 0.96- 6 -nw=100r/min取 V 带传动比 Iv=24，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=35，则合
7、理总传动比 i 的范围为 i=620，故电动机转速的可选范围 nd=in2=(620)100=6002000r/min符合这一范围的同步转速有 750r/min、1000r/min 和1500r/min。方案 电动机型号 额定功率 电动机转速（r/min）传动装置的传动比KW同转满转总传动比带传动1Y112M-4415001440126.653.52Y132M1-64100096083.772.83Y160M1-8475072062.832.5综合考虑电动机和传动装置尺寸、 重量、 价格和带传动、减速器的传动比，可见方案二比较适合。因此电动机型号为 Y132M1-6。4、确定电动机型号根据以上
8、选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为 Y132M1-6。其主要性能：额定功率：4KW，满载转速 960r/min，额定转矩 2。3.33.3 传动比分配传动比分配1、总传动比：i 总=nd/n2=960/100=9.6- 7 -2、分配各级传动比（1） 取 i0=2.8（2） i 总=i1i0i1=i 总/i0=9.6/2.8=3.43.43.4 动力运动参数计算动力运动参数计算1、计算各轴转速（r/min）n=nm/i0=960/2.8=342.86(r/min)n=n/i1=342.86/3.4=100.84(r/min)滚筒 nw=n=100.84(r/min)2
9、、 计算各轴的功率（KW）P=P入23=3.50.990.97=3.36(KW)3、 计算各轴转矩Td=9550Pd/nm=95503.65/960=36.31NmT=9550P入/n=9550x3.5/342.86=97.49NmT=9550P入/n=9550x3.36/100.84=318.21Nm第四章第四章 传动带的设计计算传动带的设计计算4.14.1 选择普通选择普通 V V 带截型带截型根据 KA=1.2Pd=3.65KWPca=KAPd=1.23.65=4.38KW据 Pca=4.38KW 和 n=342.86r/min选用 A 型 V 带4.24.2V V 带的参数设计带的参数
10、设计i0 为带传动传 动比 i1 为减速器传 动比2-轴承的传 动效率， 取 0.99 3-齿轮的传 动效率， 取 0.97由课本 P156 表 8-7 查得 KA=1.2- 8 -1）确定带轮基准直径 dd1，并验算带速 v由课本1P155 和 P157 表 8-6 和表 8-8，取 dd1=100mmdmin=75mmdd2=i0dd1(1-)=2.8100(1-0.02)=274.4mm带速 V：V=dd1nd/601000=100960/601000=5.03m/s在 525m/s 范围内，带速合适。2） 确定带长和中心距初定中心距 a0=500mmLd0=2a0+(dd1+dd2)/
11、2+(dd2-dd1)/4a0=2500+3.14(100+274.4)/2+(274.4-100)/4500=1603.3mm确定中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1603.3)/2=498mm中心距地变化范围为 474546mm1=180-57.30 (dd2-dd1)/a=180-57.3(274.4-100)/498=160120（适用）3） 确定带的根数单根 V 带传递的额定功率.由机械设计书 表 8-4a 查得 P0=0.95 由表 8-4b 查得 P0=0.11- 9 -Z=Pca/(P0+P0)KLK)=4.38/(0.95+0.11)0.990.95=
12、4.39取 5 根 A 型 V 带4） 计算轴上压力由书 8-27 的初拉力公式有F0=500Pca(2.5-K)/Kzv+qv2=5004.38(2.5-0.95)/0.9555.03+0.15.03=145N应使带的实际初拉力 F0(F0)min由课本 8-28 得作用在轴上的压力FQ=2zF0sin(1/2)=25145sin60=1256N第五章第五章 齿轮传动的设计齿轮传动的设计5.15.1 齿轮材料和热处理的选择齿轮材料和热处理的选择选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。小齿轮选硬齿面， 大齿轮选软齿面， 小齿轮的材料为45 号钢调质， 齿面硬度为 250HBS， 大齿轮选
13、用 45 号钢正火，齿面硬度为 200HBS。齿轮精度初选 8 级5.25.2 齿轮几何尺寸的设计计算齿轮几何尺寸的设计计算1）初选主要参数由表 8-5 查得 K=0.95 由表 8-2 查得 KL=0.99- 10 -Z1=20，u=4.5Z2=Z1u=204.5=90由表 10-7 选取齿宽系数d=12）按齿面接触疲劳强度计算计算小齿轮分度圆直径321 1132. 2 HEtZ uu dTKd3）确定各参数值1载荷系数 查课本 取 Kt=1.22小齿轮名义转矩T1=9.55106P入/n=9.551063.5/342.86=410749. 9Nmm3材料弹性影响系数由课本表 10-6ZE=
14、189.8MPa4许用应力 查课本图 10-21dMPaH6101limMPaH5602lim5由式 10-13 计算应力循环次数N1=601njhL=60342.861(283008)=810899. 7N2=810899. 7/4.5=810755. 1- 11 -5.35.3 齿轮弯曲强度校核齿轮弯曲强度校核1）确定齿轮分度圆直径查表 10-19 按一般可靠要求取 S=SH=1接触疲劳寿命系数1HNK=0.972HNK=0.99则SKHHN H1lim1 1=0.97610MPa=591.7MPaSKHHN H2lim1 2=0.99560MPa=554.4MPa取两式计算中的较小值，即
15、H=554.4Mpa于是321 1132. 2 HEtZ uu dTKd=3244 .554 8 .1895 . 4 5 . 5110749. 92 . 132. 2mm=59.37mm2）确定模数m=d1/Z159.37/20=2.9685取标准模数值 m=3mm3）按齿根弯曲疲劳强度校核计算32 112 FFaFaYY dZKTm确定各参数值1由图10-20c查得MPaFE2451MPaFE22022由图 10-18 查得90. 01FNK92. 02FNK3计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由式 10-12 得1FE、2FE分别为小齿轮、 大齿轮弯曲疲 劳强度极限1FNK、2FNK分别为小齿轮、 大齿轮弯曲疲 劳寿命系数- 12 -MPaSKFEFN F4 . 1 2459 . 011 1=157.5MPaMPaSKFEFN F4 . 1 22092. 022 2=144.6MPa4计算大小齿轮的FSaFaYY 并进行比较121FSaFaYY =4.38/157.5=0.02781222HSaFaYY =3.95/144.6=0.02732小齿轮的数值大，带入公式6938. 095. 33606010749. 92 . 12
