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1、 0 / 51 机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书 设计题目: 展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器 1 / 51 一、一、设计任务书设计任务书 (一)课程目的： 1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实 际知识去分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。 2、学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能 力。进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规 范。 (二)题目： 题目 4. 设计一用于带式运输机传动装置中的三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器。 设计基础数据如下： 工
2、作情况载荷平稳 鼓轮的扭矩 T（Nm）750 鼓轮的直径(mm)350 运输带速度 V（m/s）0.8 带速允许偏差（%）5 使用期限（年）5 工作制度（班/日）2 总体布置： 2 / 51 设计任务 （三）设计内容： 1.电动机的选择与运动参数设计计算； 2.斜齿轮传动设计计算； 3.轴的设计； 4. 装配草图的绘制 5.键和联轴器的选择与校核； 6.滚动轴承的选择； 7.装配图、零件图的绘制； 8.设计计算说明书的编写。 （四）设计进度： 1、 第一阶段： 总体计算和传动件参数计算 2、 第二阶段： 轴与轴系零件的设计 3、 第三阶段： 轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 4、 第四阶段
3、： 装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 3 / 51 二、二、 传动方案的拟订及说明传动方案的拟订及说明 设计计算及说明结果 传动方案的总体设计 (一)对给定传动方案分析论证 总体布置见任务书 (二)电动机的选择 1.电动机类型和结构形式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y（IP44）系列三相交流异步电动机，它为卧式 封闭结构。 2.电动机容量的选择 1)确定工作机所需功率 w P 2)确定传动系统总效率 4 2 3 2 2 3 1 式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。 21 、 由表 24 查得：滚动轴承；圆柱齿轮传动；弹性联轴器99 . 0 1 97 . 0 2
4、 ；滑动轴承，则 99 . 0 3 96 . 0 4 0.860.960.990.970.99 223 4 3 3 2 2 3 1 3)所需电动机功率 4)确定电动机额定功率 ed P 根据，由第二十章表 201 选取电动机额定功率 ded PPkwPed4 kwpw43 . 3 86 . 0 kw99 . 3 d p kwPed4 4 / 51 3.电动机转速的选择 1)工作机的转速 2)电动机转速的可选范围 取 查表 20-1，选电动机型号 Y132M1-6 列表记录电动机技术数据和安装尺寸 电动机型号额定功率 （kw） 同步转速 （r/min） 满载转速 （r/min） 轴身尺寸 ED
5、平键尺寸 FGD Y132M1-641000960 8038108 (三)计算传动装置总传动比和分配 1.传动装置的总传动比 99.21 65.43 960 w m n n i 2.分配各级传动比 因为是展开式二级齿轮传动，故，现取 1.3，则 21 5 . 11 . 1ii 的传动比为：两级齿轮减速器高速级 11 . 4 3 . 199.213 . 1 2 ii 则低速级齿轮传动比为35 . 5 3 . 111 . 4 3 . 1 21 ii 3.计算传动装置的运动和动力参数 各轴转速 电动机型号为 Y132M1-6 5 / 51 各轴输出功率 各轴转矩 4.将以上计算结果整理后列于下表，供
6、设计计算时使用 项目电动机轴高速轴中间轴低速轴 转速（r/min）960960179.4443.66 功率（kw）3.993.953.793.64 转矩（Nm）39.6939.29201.71796.20 传动比 效率 三、三、 齿轮设计计算齿轮设计计算 6 / 51 设计计算及说明结果 (一一)高速级齿轮的设计高速级齿轮的设计 1.选定齿轮类型、等级精度、材料及齿数 按图所示传动方案，选用斜齿圆柱齿轮 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度(GB10095-88) 材料及热处理：由课本表 10-1 选得大、小齿轮的材料均为 40Cr，并经调质 及表面淬火，齿面硬度为 4855HR
7、C。 初选小齿轮齿数：大齿轮齿数24 1 z12835 . 5 24 2 z 初选取螺旋角14 2.按齿面接触强度设计 3 21 1 ) ( 12 H EH d t t ZZ u uTK d 确定公式内各计算数值 a) 试选。6 . 1 t K b) 由图 10-30 选取区域系数433 . 2 H Z c) 由图 10-26 查得 ；78 . 0 1 8 . 0 2 58 . 1 8 . 078. 0 21 d) 因大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取稍小的齿宽系数，取8 . 0 d e) 由表 10-6 查得材料弹性影响系数 2 1 8 .189 MPaZE f)由图 10-21e 查得 ；MP
8、a HH 1100 2lim1lim g) 应力循环次数： 9 103824 . 1 )530082(19606060 11 h jLnN 8 105840 . 2 35 . 5 9 103824 . 1 2 1 2 i N N h) 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 7 / 51 95 . 0 , 9 . 0 21 HNHN KK i)接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式（10-12） MPa S K HHN H 99011009 . 0 1lim1 1 MPa S K HHN H 1045110095 . 0 2lim2 2 许用接触应力为 MPa HH H
9、 5 . 1017 2 1045990 2 21 计算 a)试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得 t d1 mmmmd t 97.28) 5 . 1017 8 . 189433 . 2 ( 35 . 5 135 . 5 58 . 1 8 . 0 1029.396 . 12 3 2 3 1 b)计算圆周速度 sm nd v t /456 . 1 100060 96097.28 100060 11 c)齿宽 b 及模数 nt m d)mmdb td 176.2397.288 . 0 1 mm z d m t nt 17 . 1 24 14cos97.28cos 1 1 mmmh nt 635. 21
10、7. 125 . 2 25 . 2 79 . 8 635. 2176.23hb e)计算纵向重合度 522 . 1 14tan248 . 0318 . 0 tan318 . 0 1 z d f)计算载荷系数 K 已知使用系数，根据，7 级精度，由图 10-8 得动载系数1 A Ksmv/456 . 1 ；由表 10-4 中的硬齿面齿轮栏查得小齿轮相对支承非对称布置、608 . 1 V K 8 / 51 级精度、，考虑齿轮为 7 级，取；284 . 1 H K294 . 1 H K 由图 10-13 查得28 . 1 F K 由表 10-3 查得4 . 1 FH KK 故载荷系数96 . 1 2
11、94 . 1 4 . 108 . 1 1 HHVA KKKKK g)按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式（1010a）得 mm K K dd t t 00.31 6 . 1 96 . 1 97.28 3 3 11 h)计算模数 n m 25 . 1 24 14cos00.31cos 1 1 z d mn 3.按齿根弯曲强度设计 3 2 1 2 1 cos2 F SaFa d n YY z YKT m 确定计算参数 a)计算载荷系数 935. 128. 14 . 108. 11 FFVA KKKKK b)根据纵向重合度，从图 10-28 查得螺旋角影响系数522. 1 88 . 0 Y c)
12、计算当量齿数 27.26 14cos 24 cos 33 1 1 z zV 12.140 14cos 128 cos 33 2 2 z zV d) 查取齿形系数：由表 10-5 查得148. 2,592 . 2 21 FaFa YY 查取应力校核系数：由表 10-5 查得822 . 1 ,596 . 1 21 SaSa YY e) 由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数88 . 0 ,85. 0 21 FNFN KK f) 由图 10-20d 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa FEFE 620 21 g) 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由式（1012）得 9 / 51
13、MPa S K FEFN F 43.376 4 . 1 62085 . 0 11 1 MPa S K FEFN F 71.389 4 . 1 62088 . 0 22 2 h) 计算大、小齿轮的，并加以比较 F SaFaY Y 01099 . 0 43.376 596 . 1 592 . 2 1 11 F SaFaY Y 01004. 0 71.389 822 . 1 148 . 2 2 22 F SaFa YY 小齿轮的数值大 设计计算 mmmn24 . 1 01099 . 0 58. 1248 . 0 14cos88 . 0 1029.39935 . 1 2 3 2 23 对比计算结果，由
14、齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强 n m 度计算的法面模数相差不大，取模数，取分度圆直径mmmn25 . 1 mm。于是由00.31 1 d 06.24 25. 1 14cos00.31cos 1 1 n m d z 取，则，取。24 1 z4 .1282435 . 5 12 uzz128 2 z 4.几何尺寸计算 计算中心距 ，圆整为mm mzz a n 9 . 97 14cos2 25 . 1 )12824( cos2 )( 21 mm98 按圆整后的中心距修正螺旋角 481214 982 25 . 1 )12824( arccos 2 )( arccos 21 a mzz n 因值改变不多，故参数、等不必修正。 K H Z 计算大、小齿轮的分度圆直径 mmmn25 . 1 24 1 z 128 2 z mma98 481214 mmd95.30 1 10 / 51 mm mz d n 95.30 481214cos 25 . 1 24 cos 1 1 mm mz d n 05.165 481214cos 25 . 1 128 cos 2 2 计算齿轮齿宽 mmdb d 76.2495.308 . 0 1
