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1、*|5|*如111：课程设计说明书题目：二级圆柱齿轮传动设计学 院：上海大学高等技术学院专业：机电一体化学号：08320939学生姓名： 凌冰机械设计课程设计说明书设计题目：二级直齿圆柱齿轮传动设计一任务设计书1前言3三四五六七八九十十减速箱原始数据及传动方案的选择5电动机的选择计算 8轴的设计与校核11联轴器的选择26圆柱齿轮传动设计29轴承的设计及校核40减速器的润滑26箱体设计43设计结论44十二设计小结45十三.参考文献 46致谢47一机械设计课程设计任务书设计题目：2级直齿圆柱齿轮传动设计原始数据：F=1500NF：输送带拉力；V=1.2m/sV：输送带速度；D=200mmD：滚简直
2、径。设计工作量：1. 设计说明书一份2. 电子装配图一份工作要求：间歇工作，载荷平稳，传动可逆转，传动比误差为5%，每隔2min工作一次，停机5min，工作年限为10年。运动简图：（见附图）减速器系统框图二前言机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递 原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组 成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成 本。满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种 不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较， 从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传
3、动方案除了满足工作装置 的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方 便。所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及 机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动 机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但 传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减 小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒 五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要 设计链式输送机的传动装置，必须先合
4、理选择它各组成部分，下面我们将一一 进行选择。三减速箱原始数据及传动方案的选择1.传动方案选择传动装置总体设计的目的是确定传动方案、选定电机型号、合理分配传动比以及计算传动装置的运动 和动力参数，为计算各级传动件准备条件。由于我们的实验的要求较高，电机输入的最高转速较大，为了 减少成本，降低对电机的要求，同时能够满足减震器试验台的正常工作，我们对减震器采用这样的方案： 变频电机通过带轮的传递，到达第一对啮合齿轮，为了让减速器具有变速功能，我们使第二对啮合齿轮为 双联齿轮，最后由输出轴传递给偏心轮机构。因为本试验属于多功能测试，包括了静特性试验、疲劳试示 功试验、耐久试验。所以对整个传递要求较高
5、。所以第一、二根轴；两端采用角接触球轴承，第三根轴采 用一头用角接触球轴承另一头采用普通调心球轴承。注意点是使用这个传动方案应保证工作可靠，并且结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传 动效率高和使用维护便利。减速器设计二级圆柱齿轮减速器传动比一般为840，用斜齿、直齿或人字齿，结构简单，应用广泛。展开式 由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，要求轴有较大刚度；分流式则齿轮相对 于轴承对称布置，常用于较大功率、变载荷场合。同轴式减速器，长度方向尺寸较小，但轴向尺寸较大， 中间轴较长，刚度较差。两级大齿轮直径接近有利于浸油润滑，轴线可以水平、上下或铅垂布置，如图：展开式分流式
6、同轴式图中展开式又可以有下面两种，如下所示:11一J1111111inX11 乂 1X1又1 X 1X1111111111111根据材料力学（工程力学）可以算出在相同载荷作用下，a方案优先于b方案，.最终选a由装配图查得，X广74, L = 275, / = 201。y = l xOF x X (L - X )(L + l)6 EI LF X l (L - X )(L + l)6 EILZF 74 x 201 x (275 - 74 )x (275 + 74 )6 EI275Z=685422.6 x mm6 EIZb)由装配图查得，X 2 = 103, L = 173, l = 77y = l
7、 xOF x X (L - X )(L + l)6 EI LF X l (L - X )(L + l)6 EILZF 94 x 182 x (275 - 94 )x (173 + 182 ) =x6 EI275ZF =902268.7 xmm6 EIZ综上所述：可得y1Vy2。 2AP _ r-.选a方案。四 电动机的选择计算合理的选择电动机是正确使用的先决条件。选择恰当，电动机就能安全、经济、可靠地运行；选择 得不合适，轻者造成浪费，重者烧毁电动机。选择电动机的内容包括很多，例如电压、频率、功率、转 速、启动转矩、防护形式、结构形式等，但是结合农村具体情况，需要选择的通常只是功率、转速、防
8、护形式等几项比较重要的内容，因此在这里介绍一下电动机的选择方法及使用。1. 电动机选择步骤电动机的选择一般遵循以下三个步骤：型号的选择电动机的型号很多，通常选用异步电动机。从类型上可分为鼠笼式与绕线式异步电动 机两种。常用鼠笼式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型异步电动机和JS、JSQ系列中 型异步电动机。绕线式的有JR、JR O2系列小型绕线式异步电动机和JRQ系列中型绕线式 异步电动机。功率的选择一般机械都注明应配套使用的电动机功率，更换或配套时十分方便，有的农业机械注 明本机的机械功率，可把电动机功率选得比它大10%即可（指直接传动）。一些自制简易农 机具，我们可以凭经验粗选一
9、台电动机进行试验，用测得的电功率来选择电动机功率。电动机的功率不能选择过小，否则难于启动或者勉强启动，使运转电流超过电动机的 额定电流，导致电动机过热以致烧损。电动机的功率也不能选择太大，否则不但浪费投资， 而且电动机在低负荷下运行，其功率和功率因数都不高，造成功率浪费。选择电动机功率时，还要兼顾变压器容量的大小，一般来说，直接启动的最大一台鼠 笼式电动机，功率不宜超过变压器容量的1/3。转速的选择选择电动机的转速，应尽量与工作机械需要的转速相同，采用直接传动，这样既可以 避免传动损失，又可以节省占地面积。若一时难以买到合适转速的电动机，可用皮带传动 进行变速，但其传动比不宜大于3。异步电动机
10、旋转磁场的转速（同步转速）有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min 等。异步电动机的转速一般要低2%5%，在功率相同的情况下，电动机转速越低体积越大，价格也越高，而且功率因数与效率较低；高转速电动机也有它的缺点，它的启动转矩 较小而启动电流大，拖动低转速的农业机械时传动不方便，同时转速高的电动机轴承容易 磨损。所以在农业生产上一般选用1500r/min的电动机，它的转速也比较高，但它的适应性 较强，功率因数也比较高。2.电动机型号的确定根据已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。 由公式 P1=Fv=1500x1.2=1.8 kw电动机转速
11、n1=114。65. r/min求电机功率P5p= p电nn=nanbn 齿 2nz 3p= Fv查阅资料可得：选取叽=0.99 一弹性柱销联轴器司2=0.97 6级精度齿轮的效率司3=0.98 7级精度齿轮的效率可4=0.938 滚动滚子轴承的效率司5=0.96一滚子链传动则q总=门川2形门4伞=0.8503P5=2.127 kw查阅资料可得：取i=860贝0 n5=n1i=114.65x(840)=917.24586 (r/min)电动机符合这一范围的同步转速有1500、3000，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和 带传动比，显然选择1500 r/min的同步转速电动机比较合适。
12、电动机型号额定功率满载转速极数(额定转矩)堵 转转矩最大转矩(额定转矩)Y112M-42.2 kw1440 r/min42.2 kw2.2 kw五轴的设计与校核1.轴的设计(1) 高速轴设计初定最小直径，选用材料456钢，调质处理。取A0=112 (不同)则 Rmin=A0=16.56mm最小轴径处有键槽Rmin = 1.07dmin = 17.72mm最小直径为安装联轴器外半径，取KA=1.7，同上所述已选用TL4弹性套柱联轴器，轴孔半径 R=20mm。取高速轴的最小轴径为R=20mm。由于轴承同时受径向和轴向载荷，故选用6300滚子轴承按国标T297-94 D*d*T=17.25轴承处轴径
13、d =36mm高速轴简图如下：取 L1=38+46=84mm,取挡圈直径 D=43mm，取 d2=d4=54mm,d3=67mm,d1=d5=67mm。联轴器用键：圆头普通平键。B*h=6*6,长 L=91 mm齿轮用键：同上。B*h=6*6,长L=10mm,倒角为2*45度(2) 中间轴设计中间轴简图如下：初定最小直径dmin=20mm选用6303轴承，d*D*T=25*62*18.25d1=d6=25mm,取 L1=26mm,L2=19，L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mmD3=50mm,d5=30mm,L5=1.2*d5=69mm，L6=55mm齿轮用键：圆头普通键：b
14、*h=12*8,长L=61mm(3) 低速轴设计初定最小直径：dmin=25mm取小轴径处有键槽dmin=1.07dmin=36.915mm取 d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,d4 =75mmd5=65mm,d6=60mm,L1=35mm,L2=94mm,L3=15mm,L4=28mm,L5=38mm,L6=40mm,L7=107mm齿轮用键：圆头普通键：b*h=16*6,长L=85mm选用 6300 轴承：d*D*T=40*90*25.25mm,B=23mm,C=20mm第二轴的设计设计计算与说明结果1. 择轴的材料确定许用应力普通用途、中小功率减速器，选用45钢，正火处理。查表2-7取 a =600 MPa, o =95 MPa。b0b2、按扭转强度，初估轴的最小直径由表 2-6 查得 C=110，t =40 Mpa 按式(2-44)得dAC 31匕=35.7mm* N由于键槽的存在，应增大轴颈以考虑其对轴强度的影响到 d=dX (1+3%)=37.5 哑1. 确定齿轮和轴承的润滑计算齿轮圆周速度v二小齿轮的速度=1.2m/s齿轮采用浸油润滑，轴承采用飞溅润滑。2. 轴得初步设计根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草
