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1、南通职业大学南通职业大学机械设计基础设计机械设计课程设计说明书课题名称 单级圆柱齿轮减速器 专 业 机电一体化（自动化设备方向） 姓 名 方春荣 学 号 100101614 指导老师 张佳兴 学期 2011学年第二学期 目录一、 绪论 3二、 电动机的选择 4三、 传动装置总传动比计算及传动比初步分配 5四、 初步计算传动装置运动学和动力学参数 6五、 齿轮传动设计 6六、 轴的设计 12七、 滚动轴承的选择 21 八、 键的选择与强度校核 24九、 联轴器的选择 25十、 减速器的润滑 26十一、 减速器箱体尺寸计算 27一、绪论单级圆柱齿轮减速器，轮齿可做成直齿、斜齿和人字齿。直齿用于速度
2、较低（v8m/s）、载荷较轻的传动，斜齿轮用于速度较高的传动，人字齿用于载荷较重的传动中。箱体通常用铸铁做成，单件或小批生产有时采用焊接结构。轴承一般采用滚动轴承，重载或特别高速时采用滑动轴承。 已知条件：1、 运输带工作拉力 F=2400 v=1.2m/s (允许速度误差5)2、 滚筒直径 D=300mm3、 滚筒效率 =0.96 （包括滚筒与轴承的效率损失）4、 工作情况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳5、 使用折旧期 8年6、 工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度35 7、 动力来源 电力，三相交流电，电压380/220V8、 检验间隔期 四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修9、
3、 制造条件及生产批量 一般机械厂制造，小批量生产 二、电动机的选择1、 确定传动装置所需的功率P P=FV/1000=2.88KW 确定传动装置的效率 由表11-7查得： 普通V带的传动效率 =0.96 一对滚动轴承的效率 =0.99（球轴承，稀油润滑） 闭式圆柱齿轮的传动效率 =0.97（8级） 弹性联轴器的效率 =0.99 滚筒效率 =0.96故传动装置的总效率 2、 选择电动机 电动机所需最小名义功率 P0=P/n =3.32 电动机所需额定功率 Pe=1.3P0 =4.3 根据附表12-1选择Y132M2-6电动机，则 =5.5kw,=960 r/min, 所选电动机主要参数列于表10
4、-1表10-1 电动机主要参数名称符号参数值额定功率5.5kw满载转速960r/min伸出端直径Dmm伸出端安装长度E80mm安装基础地脚螺栓距离三、传动装置总传动比计算及传动比初步分配1、总传动比德计算 滚筒的转速 r/min 总传动比 2、传动比初步分配 V带的传动比i5,单级圆柱直齿轮i5，一般情况V带传动比小于齿轮传动比，且总传动比等于V带传动比乘以齿轮传动比。 普通V带传动比 =3.4 齿轮传动比 =4.5 滚筒的实际转速 r/min 传送带线速度 滚筒的线速度误差 符合要求四、初步计算传动装置运动学和动力学参数1、电动机输出参数=5.5kw=960 r/min2、高速轴的参数3、低
5、速轴的参数4、滚筒轴的参数 各轴的转速、功率和转矩列于表10-2表10-2 各轴运动学参数和动力学参数轴名称转速n/（r/min）功率p/kw转矩T/（）电动机轴9605.5 54.7高速轴174.55.28288.96低速轴38.785.071248.5滚筒轴38.784.82186.98五、齿轮传动设计1、齿轮的设计 （1）选择齿轮材料及热处理 小齿轮选用45钢，调质处理，硬度为299-286HBS 大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为197-255HBS （2）确定齿轮材料的许用接触应力 试验齿轮接触疲劳极限应力 由图18-4 可知 齿轮疲劳强度最小安全系数 由表19-5 可得 按齿面接触
6、强度设计齿轮传动 作用在轴上的扭矩 载荷系数K 由表18-18 可得 K=1.1 齿宽系数 齿轮材料弹性系数 由表18-19 可知 节点区域系数 因为是斜齿圆柱齿轮传动，所以 初选齿数和齿数比 齿数比 选齿轮分度圆柱螺旋角 = 接触疲劳强度重合度系数 查图18-11 得接触疲劳强度重合度系数 接触疲劳强度螺旋角系数 查图18-13 得齿面接触疲劳强度分度圆螺旋角系数 按齿面接触疲劳强度设计 =69.25mm 确定传动的主要参数 确定模数 （5）、确定中心距 其他主要尺寸 （6）、校核轮齿齿根弯曲疲劳强度 试验齿轮弯曲疲劳极限应力 由图18-7 得 齿根弯曲疲劳强度最小安全系数 由表19-15
7、可得 齿根弯曲疲劳强度寿命系数 由图18-8 可得 弯曲疲劳强度尺寸系数 由图18-9 可得 许用弯曲疲劳应力 齿形系数 查表18-20（用插入法） 应力修正系数 查表18-21（用插入法） 齿根弯曲疲劳强度重合度系数 查图18-12 可得 齿根弯曲疲劳强度螺旋角系数 查图18-14 可得 校核齿根弯曲疲劳强度 （7）、齿轮参数和几何尺寸表10-3 齿轮参数及几何尺寸参数或几何尺寸符号小齿轮大齿轮法面模数33法面压力角法面齿顶高系数11法面顶隙系数0.250.25分度圆柱螺旋角齿数Z2275齿顶高22齿根高2.52.5分度圆直径d66.8309.8齿顶圆直径70.8313.8齿根圆直径61.8
8、305.8齿宽b6055传动中心距a196.4（8）、确定齿轮的精度等级 齿轮圆周速度 应选8级。 （9）、小齿轮采用齿轮轴，大齿轮采用锻造空板式。六、轴的设计1、轴的设计 （1）、已经确定的运动学和动力学参数 （2）、轴的材料选择并确定许用弯曲应力 由表13-10 选用45钢，调质处理，硬度为217-255HBS，弯曲应力 （3）、按扭矩强度概略计算轴的最小直径 由表5-1 可得 A=107-118 由于轴受到的弯曲较大而受到的扭矩较小，故取A=115。 由于其截面上开有一个键槽，故将轴径增大5。 由于A型普通V带带轮轴孔直径为30mm,故取 （4）、设计轴的结构并绘制轴的结构草图 1.轴的
9、结构分析 由于齿轮1的尺寸较小,故高速轴设计成齿轮轴.所以.轴承只能从轴的两端分别装入和拆卸，轴伸出端安装大带轮，选用 普通平键，A型，b x h=10mm x 8mm,(GB/T1096-2003),槽深 t=5mm,长L=50mm,定位轴肩直径为44mm,轴径需磨削，故应设计砂轮越程槽。2.预选滚动轴承并确定各轴段的直径。轴主要是承受径向载荷，所受轴向力较小，因此拟选用深沟球轴承6309，尺寸，与滚动轴承相配合为，定位轴肩直径为 3.与左端轴承端盖相关的轴段尺寸 轴承端盖厚度为，带轮端面与轴承端盖螺钉头的距离，该轴段直径为。 4.确定各轴段的长度 尺寸如下： 5.弯曲-扭转组合强度校核。（
10、图见附页1） （1），画高速轴的受力图 图10-3a所示为高速轴受力图，图10-3b,c所示分别为水平平面（H平面）和垂直平面（V平面）受力图。 （2），计算作用在轴上的力 齿轮1所受的圆周力 齿轮1所受的径向力 齿轮1所受的轴向力带传动压轴力（属于径向力） (3).计算作用于轴上的支座反力水平平面内： 即： 即： 校核则 无误。 垂直面平面内 即: 即校核 无误。 （4），绘制水平平面弯矩图（图10-3d） （5），绘制垂直平面弯矩图（图10-3e） (6),绘制合成弯矩图（图10-3f）(7),绘制扭矩图（图10-3g） (8),绘制当量弯矩图（图10-3h）(9)确定轴的危险截面并校核轴的强度。（图见图10-3）截面B： 截面C: 因此，高速轴的弯曲强度足够。其实，截面B是安装轴承的
