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1、机械设计基础课程设计说明书课题名称 一级圆柱齿轮减速器 专 业 机械制造与自动化 姓 名 朱智勇 学 号 1605120220 指导老师 周玉海 学 期 2013年12月2日-2013年12月13日 广州铁路职业技术学院目 录一、目录 1二、设计任务书 2三、前言 3四、运动学与动力学计算 3（1）电动机的选择计算 3（2）各级传动比的分配 4 （3）计算各轴转速、功率及转矩 4 五、传动零件设计计算 5 六、轴的设计计算及校核 8 七、轴承的选择与校核 13 八、键及联轴器的选择与校核 13 九、箱体的设计 14 十、润滑及密封的选择，润滑剂牌号及容量的计算说明 15 十一、减速器附件及说明
2、 15 十二、设计小结 16 十三、参考资料 17二、设计任务书设计带式输送机中的传动装置-题号31）原始数据:已知带式输送机输送拉力F=5500N，输送带速度V=1.45m/s,滚筒直径 D=260mm。工作条件：输送机连续工作，单向提升，载荷平稳，两班制工作，使用年限10年，输送带速度允许误差为土5%。2）设计要求1.减速器装配图一张（A1）2.零件工作图2-3张（传动零件、轴、箱体等）3.设计说明书1份（6000字左右）三、前言1） 传动装置总体设计方案1.组成：传动装置由电机、减速器和工作机组成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.初定传动
3、方案：采用一级圆柱齿轮减速器，V带传动 四、运动学与动力学计算 （1）电动机的选择计算1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。2）选择电动机容量（1）电动机的输出功率PwPw=FV/1000w=55001.45/10000.94=8.48kw（2）电动机输出功率PoPo=Pw/根据传动装置总效率及查表10-1得：V带传动1=0.95；滚动轴承2 =0.99；圆柱齿轮传动 3 =0.97；联轴器4 =0.98总=0.950.9920.970.98=0.885所以：Po=Pw/=8.48/0.885=9.58kw根据Po选取电动机的额定功率Pm
4、，使Pm=（1-1.3）Po=9.58-12.454kw并由表10-110查得电动机的额定功率为Pm=11kw3）选择电动机的转速先计算工作装置主轴转速，也就是滚简转速。nw=60vw/D=601.45103/260=106.57r/min根据表3-2查得V带传动常用传动比范围ib =24,单级圆柱齿轮传动比范围ig =35。则总传动比i的范围为i=（23）（45）=620电动机的转速范围应为n=inw=(620)106.57=639.422131.4在这个范围内的电动机的同步转速有750r/min,1000r/min和1500r/min三种，综合考虑电动机和传动装置的情况再确定最后的转速，为
5、降低电动机的重量和成本，可选择同步转速为1000r/min。根据同步转速查表10-110确定电动机的型号为Y160L-6，其满载转速nm=970r/min。（2）确定传动装置的总传动比和分配传动比1）计算总传动比i=nm/nw=970/106.57=9.102)分配各级传动比为使带传动的尺寸不至于过大，满足ibig，可取ib=2.4，则齿轮的传动比ig=i/ib=9.10/2.4=3.79（3）计算各轴转速、功率及转矩1）各轴的转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，低速轴为轴，滚简轴转速为W轴。各轴转速为 n0=nm=970r/min nI=n0/ib=970/2.4=404.17r/min
6、nII=nI/ig=404.17/3.79=106.64r/minnw= nII =106.64r/min2）各轴输入功率按电动机额定功率Pm 计算各轴输入功率，即P=Pmb=110.95=10.45kwPII=PIrg =10.450.990.97=10.04kwPw=Prc=10.040.990.98=9.74kw3）各轴的转矩 To=108.30NmTI=246.92NmTII=899.12NmTw=872.25Nm参数电机0轴轴轴滚简W轴转速n（r/min)970404.17106.64106.64功率P(kw)9.5810.4510.049.74转矩T(Nm)108.30246.92
7、899.72872.25传动比i2.43.791效率0.950.960.97五、传动零件设计计算（1）带传动设计1)确定计算功率Pc Pc=KAP由机械基础课本中表9-7查得KA=1.3故Pc=KAP=1.311=14.3kw2)选择V带型号选择窄带，根据Pc=14.3kw,nm=970r/min查机械基础图9-8得选择B型带。3）求大小带轮的基准直径d2,d1查表得d1不小于125mm,现取d1=132mm则d2=id1（1-0.05）=9.10132（1-0.05）=1141.14mm（2）齿轮的设计1)选择材料及热处理该传动是闭式齿轮传动，属于转速不高，载荷不大，要求一般的小型传动，为了
8、简化制造，降低成本，可采用软齿面钢制齿轮，大小齿轮都选用软齿面圆柱直齿轮。查机械基础表6-3，选择小齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为220HBW；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为190HBW。2）选择精度等级，运输机为一般机械，速度不高，故选择8级精度。3）按齿面接触疲劳强度设计软齿面闭式传动主要的失效形式为齿面点蚀。根据齿面接触疲劳强度设计76.6按表6-5选载荷系数K=1.2：转矩T=9.55106P1/n1=(9.5510611/970) Nm=108298.97 Nm查表6-3，取H1=545MPa，H2=513MPa，由表6-6，取d=1.1,=i=3.79.代入后计算小齿轮
9、分度圆直径d1d176.6=60.94mm计算圆周速度VV=d1n1/601000=3.1460.94970/601000=3.09m/s因V5m/s，所以取8级精度合适。4）确定主要参数，计算主要几何尺寸1.齿数：取Z1=30，则Z2=Z1u=303.79=1142模数：m=d1/Z1=60.94/30=2.031mm由表6-1取标准模数m=2mm.实际传动比i=114/30=3.8，i=3.79-3.8/3.79=-0.2%传动比误差小于允许范围土5%。3.分度圆直径d1=mZ1=230=60mmd2=mZ2=2114=228mm4.中心距：a=m/2(Z1+Z2)=2/2(30+114)
10、mm=144mm5.齿宽：b=dd1=1.160=66mm,取b2=66mm,b1= b2+5=71mm.5)校核弯曲疲劳强度1.齿形系数Tfs:由表6-7查得，Yfs1=4.12，Yfs2=3.962.弯曲疲劳许用应力bb:查表6-3，得bb1=301MPa,bb2=280MPa3.校核计算bb1=2KT1Yfs1/dZ12m3=21.2108298.974.12/1.130223MPa=135.21MPa 301MPabb2=bb1Yfs2/Yfs1=129.96 280MPa计算应力小于许用应力，所以齿轮弯曲强度足够。经计算获得设计结果如下：小齿轮：45钢调质，硬度220HBW，Z1=3
11、0，m=2mm,b1=71mm,d1=60mm,采用齿轮轴结构.大齿轮：45钢正火，硬度190HBW，Z2=114，m=2mm,b2=66mm,d2=228mm.采用腹板式结构.齿轮传动精度等级取为8等级，采用浸油润滑。压力角：a=200小齿轮：齿顶圆直径=64mm 齿根圆直径=55mm 齿厚=3.14mm大齿轮：齿顶圆直径=232mm 齿根圆直径=223mm 齿厚=3.14mm六、传动轴的设计计算及校核1）从动轴1 从动轴的材料选用选用45钢调质处理2 确定许用应力 查表12-2查得b=650MPa3 按扭转强度估算轴的最小直径，输出轴与联轴器相接，输出端最小直径为 dDC 3P/n查表12
12、-5，45钢取C=118，则dD118 310.04/106.64mm=53.68mm考虑键槽的影响，取dD=53.681.03mm=55.29mm圆整后取标准直径dD=56mm,根据轴系结构确定轴C处直径dc=75mm. 2）主动轴1.主动轴的材料选用 45钢调质处理2.确定许用应力 查表12-2查得b=650MPa.3.按扭转强度估算轴的最小直径 dDC 3P/n查表12-5，45钢取C=118，则 dD118 310.45/404.17mm=34.89mm.考虑键槽的影响，取db=34.891.03mm=35.94mm圆整后取标准直径dD=36mm，根据轴系结构确定轴C处直径dc=56mm. 、轴的各段轴径根据机械设计基础课程设计P26，当轴肩用于轴上零件定位和承受内力时，应具有一定高度，轴肩差一般可取610mm。用作滚动轴承内圈定位时，轴肩的直径应按轴承的安装尺寸取。如果两相邻轴段直径的变化仅是为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时两直径
