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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目 一级闭式圆柱齿轮减速器班 级 1*班 设 计 者 * 学 号 1* 指导教师 2014年5月14日北京航空航天大学前言机械设计课程设计是在学习了机械制图、机械设计、工程材料、材料力学、加工工艺等学科之后将前面几门课的知识综合实践运用的课程。通过学习本课程，学生的总体设计能力和设计创新能力能够得到提高。本次设计是为了解决带式运输机传动装置中一级闭式齿轮的问题。计算说明书对闭式齿轮设计的全过程进行了详细的阐述。目录前言第一章 设计任务书11.1课题题目11.2传动方案分析及原始数据1第二章 传动方案的拟定22.1整体方案22.2 减速器说明2第三章 电动机的选择
2、33.1电动机类型：33.2电动机参数确定及相关计算3第四章 传动系统的运动和动力参数4第五章 传动零件的设计计算和校核65.1 一级齿轮传动设计65.2 二级齿轮传动设计8第六章 轴的设计计算和校核116.1高速轴的设计与校核116.2低速轴的设计与校核14第七章 滚动轴承的选择和寿命计算187.1高速轴轴承的选择187.2低速轴轴承的选择18第八章 键和联轴器的选择208.1 键的选择208.2 联轴器的选择21第九章 润滑的选择229.1闭式减速齿轮的润滑229.2滚动轴承的润滑22第十章 密封形式的选择23第十一章 减速器机体各部分结构尺寸其它技术说明2411.1 减速器集体各部分尺寸
3、2411.2其它技术说明及要求24参考文献40第一章 设计任务书1.1课题题目带式运输机传动装置设计III1.2传动方案分析及原始数据设计要求：1）设计用于带式运输机的传动装置。2）连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带速允许误差为5%。3）使用期限为10年，小批量生产，两班制工作(16h/天，300天/年)原始数据：1）运输带卷筒所需功率P/kW：5.5。2）运输带卷筒工作转速n/(r/min)：86。3）卷筒中心高H(mm)：300。设计任务：1）设计一级闭式圆柱齿轮减速器。2）完成装配图1张（A0图纸），零件图2张。3）编写设计说明书1份。说明书内容应包括：拟定机械系统方案，进行机构
4、运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（许用应力法和安全系数法）、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、参考文献、设计小结等内容。第二章 传动方案的拟定2.1整体方案根据设计任务书，该方案的设计分成减速器（传动部分）和工作机（执行部分）两部分，如图1所示。 图1 带式运输机传动装置设计参考图2.2 减速器说明减速器采用一级圆柱齿轮减速器，不仅满足较大传动比，也满足拥有较高的效率，稳定性以及可靠性，同时结构紧凑，经济性好。此外，由于闭式减速器采用水平剖分、封闭结构，有利于在粉尘较大的环境下工作。减速箱中闭式齿轮采用斜齿轮，这是由于斜齿轮相对于直
5、齿轮啮合性能好，重合度大，机构紧凑，而设计制造成本基本与直齿轮相同。第三章 电动机的选择3.1电动机类型：按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼形三相异步电动机，电压380V。3.2电动机参数确定及相关计算1.选择电动机容量(1)电动机所需工作功率(2)工作机所需功率(3)传递装置总效率(4)所需电动机功率2.确定电动机转速1=0.99滚动轴承效率；2=0.99闭式齿轮传动效率；3=0.97联轴器效率；4=0.96 传递滚筒效率。所以： 因载荷平稳，电动机额定功率Ped略大于Pd即可。通过查询课本机械设计综合课程设计第二部分，第九节，表6-194“Y系列三相异步电动机技术数据”，取：滚筒轴工作转
6、速：nw=86r/min二级圆柱齿轮减速器传动比常用范围425总传动比ia=840,故电动机转速可选范围为：由第六章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比确定电动机型号Y132M-4，满载转速 nm=1440r/minPd=6.15kWPed=7.5kWnw=86r/minnm=1440r/min第四章 传动系统的运动和动力参数1.分配传动比(1) 总传动比(2)分配传动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比则低速级的传动比ia=16.74i12=4.841i34=3.4582.运动和动力参数计算0轴（电动机轴）：P0=Pd=6.15kWn0=nm=1440r/min1轴（高速轴
7、）n1=n0=1440r/min2轴（低速轴）3轴（滚筒轴）各轴运动和动力参数列表如下：轴名功率P/kw转矩T/Nm转速n/r/min传动比i效率输入输出输入输出0轴6.1540.81440-1轴6.096.0340.440.0144010.992轴5.855.79187.8185.9297.54.8410.963轴5.565.50616.7610.586.033.4580.95第五章 传动零件的设计计算和校核5.1 一级闭式齿轮传动设计考虑到主动轮的转速不是很高,传动尺寸无严格的限制，批量较小，故小齿轮用40MnB，调质处理，硬度为241286HBS，平均取为263.5HBS，大齿轮用ZG3
8、5SiMn，调质处理，硬度241269HBS，平均取255HB，精度等级选为8级。注：表中图表来自于机械设计基础第11章齿轮传动部分计算项目计算内容计算结果（1）初步设计计算齿宽系数d取接触疲劳极限查机械设计基础表11-1可知弯曲疲劳极限查机械设计基础表11-1可知许用应力取SF=1.25，SH=1.0，ZE=189.8按接触应力H初步计算d1估计，则，取k=1.2，又由，有：初取d1=39.43mm（2）确定基本参数齿数z取z1=29要求互质，取z2=140取z1=29，z2=140，实际传动比齿形系数法向模数mn由机械设计基础表4-1取标准值齿宽b取b2=35mm,b1=40mm齿轮直径d
9、d1=45.03mm,d2=217.41mm中心距a圆整为130mma=130mm确定螺旋角（3）校核齿面接触疲劳强度H（4）齿根弯曲疲劳强度验算计算齿根弯曲应力齿形系数查机械设计基础图11-8应力修正系数查机械设计基础图11-9故对大齿轮进行验算许用弯曲应力F2圆周速度vv=5.09m/s10m/s选取8级精度合宜小结：齿轮主要传动尺寸列表压力角模数1.5mm螺旋角分度圆直径d1=45.03mm,d2=217.41mm齿顶高1.5mm齿根高1.875mm中心距130mm齿宽 b2=35mm,b1=40mm齿顶圆直径da1=48.03mm,da2=220.41mm5.2 二级开式齿轮传动设计考
10、虑到主动轮的转速不是很高,传动尺寸无严格的限制，批量较小，故小齿轮用20CrMnTi，渗碳淬火回火，硬度为5662HRC，平均取为59HRC；大齿轮用20Cr，渗碳淬火，硬度5662HRC，平均取59HRC，精度等级选为8级。注：表中图表来自于机械设计基础第11章齿轮传动部分计算项目计算内容计算结果（1）初步设计计算齿宽系数d取接触疲劳极限查机械设计基础表11-1可知弯曲疲劳极限查机械设计基础表11-1可知许用应力取SF=1.25，SH=1.0，ZE=189.8齿形系数查机械设计基础图11-8应力修正系数查机械设计基础图11-9故对小齿轮进行验算（2）按弯曲强度确定基本参数初取齿数z取z3=19要求z3,z4互质，取z4=66取z3=19，z4=66，实际传动比确定模数，增大10%m=3齿轮直径dd1=57mm,d2=198mm中心距aa=127.5mm初步齿宽取b3=55mm,b4=50mm（3）校核齿面弯曲疲劳强度许用弯曲应力F2圆周速度vv=0.88m/s22mm安全6.2低速轴的设计与校核计算项目计算内容计算结果材料的选择选择45钢，调质处理，硬度217255HBS材料系数查机械设计基础表14-2C=118估算轴径按联轴器标准，取d=
