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1、机械设计课程设计同轴式二级圆柱齿轮减速器目录一、设计任务书1二、传动方案的拟定及说明1三、电动机的选择3四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比3五、计算传动装置的运动和动力参数4六、传动件的设计计算51.V带传动设计计算52.斜齿轮传动设计计算7七、轴的设计计算121.高速轴的设计122.中速轴的设计153.低速轴的设计19精确校核轴的疲劳强度22八、滚动轴承的选择及计算261.高速轴的轴承262.中速轴的轴承273.低速轴的轴承29九、键联接的选择及校核计算31十、联轴器的选择32十一、减速器附件的选择和箱体的设计32十二、润滑与密封33十三、设计小结34十四、参考资料35设计计算及说明结
2、果一、 设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器1. 总体布置简图 2. 工作情况3. 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期8年，小批量生产，单班制工作，运输带的速度允许误差为 。运输机卷筒扭矩（Nm）运输带速度（m/s）卷筒直径（mm）带速允许偏差（%）使用年限（年）工作制度（班/日）10500.804805814. 设计内容(1) 电动机的选择与参数计算(2) 斜齿轮传动设计计算(3) 轴的设计(4) 滚动轴承的选择(5) 键和联轴器的选择与校核(6) 装配图、零件图的绘制(7) 设计计算说明书的编写5. 设计任务(1) 减速器总装配图一张(2) 齿轮、轴零件图一张(3)
3、 设计计算说明书一份二、 传动方案的拟定及说明如任务书上布置简图所示，传动方案采用V带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱，采用V带可起到过载保护作用，同轴式可使减速器横向尺寸较小。设计计算及说明结果三、 电动机的选择1. 电动机类型选择按工作要求和工作条件，选用一般用途的（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2. 电动机容量l 卷筒轴的输出功率(1) 电动机的输出功率传动装置的总效率式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由机械设计课程设计（以下未作说明皆为此书中查得）表2-4查得：V带传动；滚动轴承；圆柱齿轮传动；弹性联轴器；卷筒轴滑动轴承，卷筒的效率，则故 (2) 电动机
4、额定功率由第二十章表20-1选取电动机额定功率。3. 电动机的转速由表2-1查得V带传动常用传动比范围，由表2-2查得两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比范围，则电动机转速可选范围为设计计算及说明结果可见同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min和3000r/min的电动机均符合。这里初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如下表：方案电动机型号额定功率（kW）电动机转速（r/min）传动装置的传动比同步满载总传动比V带传动两级减速器1Y132S-45.51500144029.5752.810.5652Y160M-67.510009702
5、3.2182.210.554由表中数据可知两个方案均可行，但方案1的电动机质量较小，且比价低。因此，可采用方案1，选定电动机型号为Y132S-4。4. 电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表20-1、表20-2查出Y132M-4型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸，并列表记录备份。型号额定功率(kw)同步转速(r/min)满载转速(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-45.5150014402.22.3HDEGKL质量（kg）132388033125151081四、 计算传动装置总传动比和分配各级传动比1. 传动装置总传动比2. 分配各级传动比取V带传动的传动比，则两级圆柱
6、齿轮减速器的传动比为所得符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。设计计算及说明结果五、 计算传动装置的运动和动力参数1. 各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，中速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为2. 各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即 3. 各州转矩电动机轴高速轴中速轴低速轴转速（r/min）1440504.57155.1347.77功率（kW）5.55.255.034.819转矩（）36.4799.36322.69963.39设计计算及说明结果六、 传动件的设计计算1. V带传动设计计算（1） 确定计算功率由于是带式输送机，每天工作两班，查机械设计（V带设
7、计部分未作说明皆查此书）表8-7得， 工作情况系数（2） 选择V带的带型由、 由图8-11选用A型（3） 确定带轮的基准直径并验算带速初选小带轮的基准直径。由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径验算带速v。按式(8-13)验算带的速度,故带速合适。计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a),计算大带轮基准直径根据表8-8，圆整为（4） 确定V带的中心距a和基准长度根据式(8-20)，初定中心距。由式(8-22)计算带所需的基准长度由表8-2选带的基准长度A型设计计算及说明结果按式(8-23)计算实际中心距a。中心距变化范围为518.4599.4mm。（5） 验算小带轮上的包角（6） 确定带的
8、根数 计算单根V带的额定功率由和，查表8-4a得根据，i=2.5和A型带，查表8-4b得 计算V带的根数z。取5根。（7） 计算单根V带的初拉力的最小值由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m，所以应使带的实际初拉力（8） 计算压轴力5根设计计算及说明结果2. 斜齿轮传动设计计算按低速级齿轮设计：小齿轮转矩，小齿轮转速，传动比。（1） 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数选用斜齿圆柱齿轮运输机为一般工作机器，速度不高，故选7级精度（GB10095-88）由机械设计（斜齿轮设计部分未作说明皆查此书）表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调质）
9、，硬度为240HBS，二者硬度差为40HBS。选小齿轮齿数：大齿轮齿数初选取螺旋角（2） 按齿面接触强度设计按式(10-21）试算，即确定公式内各计算数值a) 试选载荷系数b) 由图10-30选取区域系数c) 由图10-26查得，d) 小齿轮传递的传矩e) 由表10-7选取齿宽系数f) 由表10-6查得材料弹性影响系数g) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限h) 由式10-13计算应力循环次数：斜齿圆柱齿轮7级精度设计计算及说明结果i) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数j) 计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=1，由式(10-12
10、)得k) 许用接触应力计算a) 试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得b) 计算圆周速度c) 齿宽b及模数mntd) 计算纵向重合度e) 计算载荷系数K由表10-2查得使用系数 根据，7级精度，由图10-8查得动载系数；由表10-4查得的值与直齿轮的相同，故；因表10-3查得；图10-13查得设计计算及说明结果故载荷系数： f) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式(10-10a)得g) 计算模数（3） 按齿根弯曲强度设计由式(10-17)确定计算参数a) 计算载荷系数b) 根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数c) 计算当量齿数d) 查取齿形系数由表10-5查得e) 查取应力校
11、正系数由表10-5查得f) 计算弯曲疲劳许用应力由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限设计计算及说明结果由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式(10-12)得g) 计算大、小齿轮的，并加以比较大齿轮的数值大设计计算对比计算的结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由取，则（4） 几何尺寸计算计算中心距将中心距圆整为233mm按圆整后的中心距修正螺旋角设计计算及说明结果因值改变不多，故参数等不必修
12、正计算大、小齿轮的分度圆直径计算齿轮宽度圆整后取由于是同轴式二级齿轮减速器，因此两对齿轮取成完全一样，这样保证了中心距完全相等的要求，且根据低速级传动计算得出的齿轮接触疲劳强度以及弯曲疲劳强度一定能满足高速级齿轮传动的要求。为了使中间轴上大小齿轮的轴向力能够相互抵消一部分，故高速级小齿轮采用左旋，大齿轮采用右旋，低速级小齿轮右旋大齿轮左旋。高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮传动比3.713模数(mm)3螺旋角中心距(mm)233齿数3211932119齿宽(mm)105100105100直径(mm)分度圆98.75367.2498.75367.24齿根圆91.25359.7491.25359.74齿顶圆104.75373.24104.75373.24旋向左旋右旋右旋左旋设计计算及说明结果七、 轴的设计计算1. 高速轴的设计(1) 高速轴上的功率、转
