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1、 Harbin Institute of Technology 机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书 课程名称： 机械设计课程设计 设计题目： 二级齿轮减速器 院 系： *学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 2013 年 12 月 31 日 哈尔滨工业大学 2 目录 设计数据及要求 . 4 一、选择电动机（2013 年 12 月 16 日） 5 1.1 选择电动机类型 5 1.2 选择电动机的容量 5 1.3 确定电动机转速 5 二、计算传动装置的总传动比并分配传动比 . 6 2.1 总传动比 6 2.2 分配转动比 6 三、计算传动装置各轴的运动和动力参数
2、 . 6 3.1 各轴的转速 6 3.2 各轴的输入功率 6 3.3 各轴的输入转矩 6 四、传动件设计（2013 年 12 月 17 日） 7 4.1 一级齿轮 7 4.1.1 选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 . 7 4.1.2 初步计算主要尺寸 . 7 4.1.3 确定传动尺寸 . 8 4.1.4 校核齿根弯曲疲劳强度 . 9 4.2 二级齿轮 . 9 4.2.1 选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 . 9 4.2.2 初步计算主要尺寸 . 9 4.2.3 确定传动尺寸 . 10 4.2.4 校核齿根弯曲疲劳强度 . 11 五、联轴器的选择（2013 年 12 月 18 日） 12 5
3、.1 轴联轴器 12 5.2 轴最小轴径 12 5.3 轴联轴器 12 六、确定滚动轴承的类型 . 12 七、草图校核之轴强度校核（2013 年 12 月 23 日） 13 3 7.1 高速轴 13 7.2 中间轴 15 7.3 低速轴 18 八、草图校核之轴承寿命 . 19 8.1 高速轴轴承 19 8.2 中间轴轴承 20 8.3 低速轴轴承 20 九、草图校核之键连接强度 . 20 9.1 高速轴键校核 20 9.2 中间轴键校核 20 9.3 低速轴键校核 20 十、传动件的结构设计 . 21 10.1 齿轮结构设计 21 10.2 轴承端盖的设计 22 10.3 挡油板的设计 23
4、10.4 减速器机体的结构设计 23 十一、 减速器的附件设计 . 23 参考文献 . 24 4 设计数据及要求设计数据及要求 F = 2200N; d = 290mm; v = 1.1m s ; n = r min; T = N m; B = mm; z = ; p = mm; 机器的年产量： 大批 ；机器的工作环境： 装配车间 ； 机器的载荷特性： 中冲 ；机器的最短工作年限： 六年二班 ； 其他设计要求： 传动装置简图 传动方案： 工作机： 5 一一、选择电动机、选择电动机（2013 年年 12 月月 16 日）日） 1. 1.1 1 选择电动机选择电动机类型类型 按工作要求和工作条件选
5、用 Y 系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为 380V。 1.2 1.2 选择选择电动机的容量电动机的容量 工作机的有效效率为： = 1000=2200 1.1 1000= 2.42kW 从电动机到工作机输送带间的总效率为 = 12 24 32 4 式中， 1、 2、 3、 4分别为联轴器、 轴承、 齿轮传动和卷筒的传动效率。 由表 9.1 可知， 1= 0.99、 2= 0.99、3= 0.97、4= 0.96，则 = 0.992 0.994 0.972 0.96 = 0.850 所以电动机所需工作功率为 = =2.42 0.850= 2.847kW 1. 1.3 3
6、 确定确定电动机转速电动机转速 由表 9.2 推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比= 840，而工作机卷筒的转速为 =60 1000 =60 1000 1.1 290= 72.443r/min 73r/min 所以电动机转速的可选范围为 = = (840) 73 = (5842920)r/min 符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min和1500r/min三种。综合考虑电动机和传动装置 尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min的电动机。 根据电动机的类型、容量和转速，由表 15.1、15.2 选定电动机型号为Y132S
7、6，其主要性能及安 装尺寸如表所示 表格表格 1 1 Y132SY132S- -6 6 型电动机的型电动机的主要性能主要性能 电动机型号 额定功率/kW 满载转速 /（/） 起动起动转矩转矩额定额定转矩转矩 最大转矩最大转矩额定额定转矩转矩 3 960 2.0 2.0 表格表格 2 2 Y132SY132S- -6 6 型型电动机电动机的外形和的外形和安装尺寸安装尺寸 型号 H A B C D E G K b h AA BB HA 132 216 140 89 38 80 10 8 33 12 280 210 135 315 60 200 18 475 6 二、二、计算传动装置的总传动比计算传
8、动装置的总传动比并并分配传动比分配传动比 2.1 2.1 总传动比总传动比 = =960 73= 13.15 2. 2.2 2 分配分配转动比转动比 = 考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取= 1.4，故 =1.4= 1.4 13.15 = 4.29 = =13.15 4.3= 3.07 三、三、计算传动装置各轴的运动和动力参数计算传动装置各轴的运动和动力参数 3.1 3.1 各轴各轴的转速的转速 = = 960r/min =960 4.29= 223.8r/min =223.8 3.07= 72.9r/min _卷 = _ = 72.9r/min 3. 3.2 2 各轴各轴的输入功率的输
9、入功率 = 1= 2.847 0.99 = 2.82 = 23= 2.81 0.99 0.97 = 2.71 = 23= 2.71 0.99 0.97 = 2.60 卷= 12= 2.60 0.99 0.99 = 2.55 3. 3.3 3 各轴各轴的输入转矩的输入转矩 = 9.55 106 = 2.83 104 = 1= 2.80 104 7 = 23= 11.54 104 = 23= 34.02 104 卷= 12= 33.34 104 将上述计算结果汇总于下表 表格表格 3 3 带式带式传动装置的运动传动装置的运动和和动力参数动力参数 轴名 功率/P 转矩 /（ ） 转速n / (/ )
10、 传动比i 效率 电机轴 2.847 2.84 104 960 轴 2.82 2.80 104 960 1 0.99 轴 2.71 11.54 104 223.8 4.29 0.96 轴 2.60 34.02 104 72.9 3.07 0.96 卷筒轴 2.55 33.34 104 72.9 1 0.98 四四、传动件设计传动件设计（2013 年年 12 月月 17 日）日） 4.14.1 一级一级齿轮齿轮 4.1.1 选择选择齿轮材料齿轮材料、热处理方式、热处理方式和精度等级和精度等级 考虑到带式运输机为一般机械，故大、小齿轮均选用 45 钢，采用软齿面，由表 8.2 得：小齿轮 调质处理
11、，齿面硬度为217255HBW，平均硬度为 236HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度为 162217HBW，平均硬度为 190HBW。大、小齿轮齿面平均硬度差为 46HBW，在 3050HBW 范围 内。选用 8 级精度。 4.1.2 初步初步计算主要尺寸计算主要尺寸 按齿面接触疲劳强度进行设计。由式 12 + 1 ()23式中各参数： （1）小齿轮 1 传递的转矩= 2.80 104 （2）初选载荷系数= 1.3 （3）由表 8.6 取齿轮齿宽系数= 1.1 （4）由表 8.5 查得弹性系数= 189.8 （5）由图 8.14 查得节点区域系数= 2.5 （6）齿数比 = = 4.29 （7）
12、初选1= 18，则2= 1= 77.22，取2= 77 由式（8.1）得= 1.88 3.2(11+12)cos = 1.66 8 由图 8.15 得重合度系数= 0.880 （8）许用接触应力可由=算得，由图 8.28（e） （a）得接触疲劳应力极限1=570，2= 390 小齿轮 1 和大齿轮 2 的应力循环次数分别为 1= 601= 2.018 109 2=1 = 4.704 108 由表 8.29 查得寿命系数1= 1.0，2= 1.06（允许局部点蚀） ；由表 8.7，取安全系数= 1.0 1=11 = 570 2=22 = 421.2 故取= 2= 421.2 出算小齿轮 1 的分度圆直径1，得 12 + 1 ()23 = 43.12 4.1.3 确定确定传动尺寸传动尺寸 （1）计算载荷系数 由表 8.3 查得使用系数= 1.0，由于 =11 60 1000= 2.24/ 由图 8.7 查得动载系数= 1.15 由图 8.11 查得齿向载荷分布系数= 1.09 由表 8.4 查得齿间载荷分配系数= 1.1 故载荷系数 = = 1.38 （2）对1进行修正 1= 13= 43.99mm （3）确定模数 =1 1= 2
