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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器理学院 （院） 机械电子工程 （专业）班 级: 学 号: 设 计 人 指导教师 2012年 月 日目 录 设计任务书3 设计计算及说明5一、传动方案的拟定及说明5二、电动机的选择5三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算5四传动零件的设计计算7五轴的设计计算11六轴承的选择和计算22七键连接的选择和计算26八、减速器附件的选择和密封类型的选择27九、联轴器的选择27十、减速器箱体的设计27 设计小结29参考文献29 设计任务书一、设计题目：用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如右图所示二、原始数据和技术
2、要求： (1)工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为5%。(2)使用期限 工作期限为十年，检修期间隔为三年。(3)生产批量及加工条件小批量生产。（4）数据要求运输机工作轴转矩T（Nm）850运输机带速v(m/s)1.45卷筒直径D（mm）410三、设计内容与要求：设计的内容包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。在设计中完成以下工作： 减速器装配图1张（A1或A2图
3、纸）； 零件工作图23张（传动零件、轴、箱体等）； 设计计算说明书1份，60008000字。四、进度安排：内 容时间安排1设计准备1天2传动装置的总体设计1天3传动零件的设计计算5天4装配图设计2天5零件工作图设计1天6编写设计计算说明书2天7设计总结和答辩1天 设计计算及说明计算及说明结果一、传动方案的拟定及说明两级展开式圆柱齿轮减速器,结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿。减速器横向
4、尺寸较小，两对齿轮浸入油中深度大致相同，但轴向尺寸大，且中间轴较长、刚度差，使载荷沿齿宽分布不均匀，因此考虑选择两级展开式圆柱齿轮减速，卷筒与输出轴之间直接使用联轴器相连。二、电动机的选择1.确定电动机类型 按工作要求和条件,选用y系列三相交流异步电动机。2.确定电动机的容量(1)运输带工作的拉力(2)运输机所需的功率(3)电动机所需的输出功率设1、2、3、4、5分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级），滚动轴承、v带、滚筒的效率，由2表2-2 P6查得1 = 0.99，2 = 0.98，3 = 0.99，4 = 0.96，5 = 0.96，则传动装置的总效率为总=1223345 =
5、 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.96x0.96=0.85 6/0.85=7kw查机械设计手册选用Y 132M-4电动机，其功率为7.5KW，同步转速为1440r/min三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算1.总传动比运输机的转速 i总= nm / nw=1440/67.5821.32.分配各装置传动比展开式二级圆柱齿轮减速器，查表可得V带传动单级传动比常用值24取3.各轴的转速4.各轴输入功率 5.各轴输入转矩表1 传动装置各轴运动参数和动力参数表项目轴号功率转速转矩传动比轴7.2576119.382.5轴6.99172.97385.933.33轴6.7867.5795
6、8.252.56四传动零件的设计计算（一）v带传动的设计计算1.确定计算功率查机械设计手册表得工作情况系数则2.选择V带型号根据查图可以选用A型带3.确定带轮的基准直径并验算带速查机械设计手册取V小带轮基准直径d1=125mm验算带速因为5v25m/s,故此带速合适。大带轮的基准直径查表，取4、确定V带的中心距和基准直径L初定500mm查机械设计基础普通V带基准长度表取L=1800mm按选取的基准长度计算中心距考虑安装调整，中心距的变化范围为（a-0.015L）(a+0.03L)即（518.5mm599.5mm）5.验算小带轮上的包角6、计算带的根数V带根数的计算公式为由d1=125mm，i=
7、2.5和n=1440r/min查机械设计基础表得由查机械设计基础表得，将查得得值代入得故取V带的根数为4根7、计算单根V带的初拉力查表可得A带单位长度质量q=0.1kg/m普通V带的初拉力计算公式8.计算作用在带轮轴上的压力9.带轮的轮宽大带轮的带轮宽（二）高速级齿轮的设计 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料（1）选用斜齿圆柱齿轮，且速度不高，故选用9级精度（2）查机械设计基础表取小齿轮为20CrMnTi（渗碳淬火），齿面硬度为5662HRC, 大齿轮材料为20Cr（渗碳淬火），齿面硬度为5662HRC， 2.按齿轮弯曲强度设计 查机械设计基础表取查机械设计基础表取载荷系数K=1.5，齿宽系数
8、弹性系数，初选螺旋角=15齿数取实际传动比当量齿数查机械设计基础表取齿形系数应力修正系数 故不需进行弯曲强度计算法面模数查机械设计基础表取模数m=2中心距取中心距为127mm确定螺旋角齿轮分度圆直径齿宽(3).验算齿面接触强度 所以是安全的(4)齿轮的圆周速度查机械设计基础表可知选用9级精度是合适的（三）低速级齿轮的设计 1. 选定齿轮类型、精度等级、材料（1）选用直齿圆柱齿轮，且速度不高，故选用9级精度（2）查机械设计基础表取小齿轮为45钢（调质），齿面硬度为197286HBS 大齿轮材料为45钢（正火），齿面硬度为156217HRC， 2.按齿面接触疲劳强度设计 查机械设计基础表取查机械设
9、计基础表取载荷系数K=1.5，齿宽系数弹性系数齿数取模数齿宽（3）验算轮齿弯曲强度查机械设计基础表取齿形系数应力修正系数所以是安全的(4)齿轮的圆周速度查机械设计基础表可知选用9级精度是合适的五轴的设计计算（一）.高速轴的设计1.求作用在齿轮上的力高速级齿轮的分度圆直径为2选择轴的材料可选轴的材料为45钢，调质处理，查表得由插值法得3.计算轴的最小直径，查表取C=110，考虑到轴上开有键槽，故将轴的直径增大5则将其圆整后取28mm应该设计成齿轮轴，轴的最小直径是安装连接大带轮。4.拟定轴的装配草图5.根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度（1）取左端与带轮连接处轴直径，查机械设计手册取，为
10、满足大带轮的定位要求，则其右侧有一轴肩，故取，根据轴的直径初选角接触球轴承7208AC，则其尺寸为，左右轴承取相同型号，右侧轴肩，由前面设计知齿轮齿宽为65mm，齿面和箱体内壁距离取15mm,根据计算及配合知（2）大带轮与轴的周向定位采用普通平键C型连接，其尺寸为,大带轮与轴的配合为，深沟球轴承与轴的轴向定位是通过轴套和轴承内圈固定的，此外选轴的直径尺寸公差为m6.6.轴的强度校核（1）画轴的受力简图（2）求支反力并画出弯矩图垂直面内 其中解得截面C左侧弯矩截面C右侧弯矩水平面内 解得截面C处弯矩（3）绘制合成弯矩图根据（4）绘制扭矩图（4）绘制当量弯矩图由前面图可知，C处可能是危险截面，轴和
11、齿轮的交界处也有可能是危险截面此处的轴的扭矩应力视为脉动循环，取C截面（5）校核危险截面处得强度用齿轮轴左侧轴直径来校核所设计轴满足要求。(二)中间轴的设计1.求作用在齿轮上的力高速级齿轮的分度圆直径为低速级齿轮的分度圆直径为2选择轴的材料可选轴的材料为45钢，调质处理，查表得由插值法得3.计算轴的最小直径，查表取C=110，考虑到轴上开有键槽，故将轴的直径增大5则将其圆整后取40mm4.拟定轴的装配草图5.根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度（1）取左端轴直径，根据轴的直径初角接触球轴承7208AC，则其尺寸为，左右轴承取相同型号，齿面和箱体内壁距离取，由前面设计知齿轮齿宽为155mm
12、，右侧轴肩，齿面和箱体内壁距离取20mm，右侧齿轮齿宽为60mm，直径取45mm。 （2）左侧齿轮与轴的周向定位采用普通平键A型连接，其尺寸为,轴向定位采用轴套，右侧齿轮与轴的周向定位采用普通平键A型连接，其尺寸为，齿轮与轴配合都为，角接触球轴承与轴的轴向定位是通过轴套和轴承外圈固定的，此外选轴的直径尺寸公差为m6.6.轴的强度校核（1）画轴的受力简图（2）求支反力并画出弯矩图垂直面内 其中解得截面C弯矩截面D弯矩水平面内解得截面C处弯矩截面D处弯矩（3）绘制合成弯矩图根据（4）绘制扭矩图（4）绘制当量弯矩图由前面图可知，C处可能是危险截面，轴和齿轮的交界处也有可能是危险截面此处的轴的扭矩应力视为脉动循环，取C截面（5）校核危险截面处得强度校核C处轴所设计轴满足要求。（三）低速轴的设计1.求作用在齿轮上的力低速级齿轮的分度圆直径为2选择轴的材料可选轴的材料为45钢，调质处理，查表得由插值法得3.计算轴的最小直径，查表取C=110，考虑到轴上开有键槽，故将轴的直径增大5则将其圆整后取55mm4.拟定轴的装配草图5.根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度（1）取左端轴直径，齿面和箱体内壁距离取17.5mm，根据轴的直径初选角接触球轴承7213AC，则其尺寸为，左右轴
