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1、南华大学课 程 设 计 课程名称 机械设计 题目名称_两级圆柱齿轮减速器_学生学院 机械工程学院 专业班级 机械081班 学 号 学生姓名 指导教师 2011 年 6月 7日目 录机械设计基础课程设计任务书.1一、传动方案的拟定及说明.3二、电动机的选择.3三、计算传动装置的运动和动力参数.3四、传动件的设计计算.5五、轴的设计计算.15六、滚动轴承的选择及计算.24七、键联接的选择及校核计算.27八、高速轴的疲劳强度校核.28九、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择.31十、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择.32十一、设计小结.32参考资料目录一、课程设计的内容设计一用于带式运输机上的
2、两级圆柱齿轮减速器。工作有轻振，空载起动，单向运转，单班制工作。运输带容许速度误差为5%。减速器小批生产，使用期限为8年，每年按300天计。 二、课程设计应完成的工作1减速器装配图1张； 2零件工作图 2张（轴、齿轮各1张）；3设计说明书 1份。- 1 -设计计算及说明结果一、传动方案的拟定及说明传动方案给定为三级减速器（包含带轮减速和两级圆柱齿轮传动减速），说明如下：为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速，即一般常选用同步转速为的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为16-160。根据总传动比数值，可采用任务书所提供的传动
3、方案就是以带轮传动加二级圆柱齿轮传动二、电动机选择1电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的全封闭自冷式三相异步电动机。2电动机容量1)输送带所需功率 2) 电动机输出功率d 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。由参考书1表2-4查得：弹性联轴器；滚子轴承；圆柱齿轮传动；V带传动=0.95则故 3电动机额定功率由1表20-1选取电动机额定功率4电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由任务书中推荐减速装置传动比范围，则电动机转速可选范围为可见只有同步转速为15003000r/min的电动机均符合。选定电动机的型号为Y1
4、00L2-4。主要性能如下表：电机型号额定功率满载转速起运转矩最大转矩Y100L2-43KW1420r/min2.22.25、计算传动装置的总传动比并分配传动比1）、总传动比=31.70（符合16160）2)、分配传动比 假设V带传动分配的传动比，则二级展开式圆柱齿轮减速器总传动比=二级减速器中：高速级齿轮传动比取低速级齿轮传动比三、计算传动装置的运动和动力参数1各轴转速减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为：轴、轴、轴。各轴转速为：2各轴输入功率按电动机所需功率计算各轴输入功率，即3各轴输入转矩T(Nm)将计算结果汇总列表备用。项目电动机高速轴中间轴低速轴N转速（r/min）14205
5、68138.544.77P 功率（kW）2.492.372.282.19转矩T(Nm)16.75i传动比2.54.23.02效率0.950.980.97四、传动件的设计计算1设计带传动的主要参数。已知带传动的工作条件：单班制（共8h），连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定功率p=2.49kw小带轮转速 大带轮转速，传动比。设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等（因为之前已经按选择了V带传动，所以带的设计按V带传动设计方法进行）1）、计算功率 =2)、选择V带型 根据、由图8-10机械设计p157选择A型带3）、确定带轮的基准直
6、径并验算带速v(1)、初选小带轮的基准直径，由（机械设计p155表8-6和p157表8-8，取小带轮基准直径（2）、验算带速v 因为5m/s7.43m/s120 包角满足条件（6）.计算带的根数单根V带所能传达的功率 根据=1420r/min 和=100mm 表8-4a用插值法求得=1.35kw单根v带的传递功率的增量 已知A型v带，小带轮转速=1420r/min 转动比 i=/=2.5 查表8-4b得=0.35kw计算v带的根数查表8-5得包角修正系数=0.935,表8-2得带长修正系数=0.93=(+)=(1.35+0.35) 0.9350.93=1.25KWZ= =2.99/1.25=2
7、.40 故取3根.（7）、计算单根V带的初拉力和最小值500*+qVV=93.56N对于新安装的V带,初拉力为:1.5=140.34N对于运转后的V带,初拉力为:1.3=121.63N（8）计算带传动的压轴力=2Zsin(/2)=550.13N（9）.带轮的设计结构A.带轮的材料为:HT200B.V带轮的结构形式为:腹板式. C结构图 （略）2、齿轮传动设计 选择斜齿轮圆柱齿轮先设计高速级齿轮传动1）、选择材料热处理方式根据工作条件与已知条件知减速器采用闭式软齿面计算说明(HB=350HBS),8级精度,查表10-1得小齿轮 40Cr 调质处理 HB1=236HBS 大齿轮 45钢 调质处理
8、HB2=190HBS2)、按齿面接触强度计算:取小齿轮=23，则=，=234.2=96.6，取=97并初步选定12确定公式中的各计算数值a.因为齿轮分布非对称，载荷比较平稳综合选择Kt=1.6b.由图10-30选取区域系数Zh=2.46c.由图10-26查得, ,则d.计算小齿轮的转矩:。确定需用接触应力e.由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPaf.由图10-2查得小齿轮的接触疲劳强度极限 因软齿面闭式传动常因点蚀而失效,故先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸,然后验算轮齿的弯曲强度,查表9-5得齿轮接触应力=580MPa大齿轮的为=390MPah.由式10-13计算应力循
9、环次数i.由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.97 =1 =/S=562.6Mpa= /S=390 Mpa=(+)/2=476.3 Mpa所以3）、计算（1）计算圆周速度:V=n1/60000=1.34m/s （2)计算齿宽B及模数B=d=1X44.95mm=44.95mm=cos/=1.91mmH=2.25=4.30mmB/H=44.95/4.30=10.46（3）、计算纵向重合度=0.318dtan=1.555（4）、计算载荷系数由表10-8.10-4.10-13.10-3分别查得:故载荷系数（5）、按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式1010a 得 =50.34mm（6）、计算模
10、数= Cos/Z1=2.14mm4）、按齿根弯曲强度设计由式10-17(1)、计算载荷系数:(2)、根据纵向重合度=1.555,从图10-28查得螺旋角影响系数(3)、计算当量齿数齿形系数 ，（4）、由1图10-5查得由表10-5 查得由图10-20C但得=215 MPa =170 MPa由图10-18取弯曲疲劳极限=0.90,=0.94计算弯曲疲劳应力:取安全系数S=1.4,由10-12得:=/S=138.21 MPa=/S=114.14 MPa（5）、计算大小齿轮的，并比较 且，故应将代入1式（11-15）计算。（6）、计算法向模数对比计算结果,为同时满足接触疲劳强度,则需按分度圆直径=5
11、0.34mm来计算应有的数,于是有:取2mm；（7）、则，故取=24.则=100.8，取（8）、计算中心距 取a1=127mm（9）、确定螺旋角 （10）、计算大小齿轮分度圆直径:=（11）、确定齿宽 取5）、结构设计。（略）配合后面轴的设计而定低速轴的齿轮计算1）、选择材料热处理方式（与前一对齿轮相同）(HB=350HBS),8级精度,查表10-1得小齿轮 40Cr 调质处理 HB1=280HBS 大齿轮 45钢 调质处理 HB2=240HBS2）、取小齿轮=23，则=69.46 取=70，初步选定143）、按齿面接触强度计算:确定公式中的各计算数值a.因为齿轮分布非对称，载荷比较平稳综合选择Kt=1.4b.由图10-30选取区域系数c.由图10-26查得则d.计算小齿轮的转矩: 确定需用接触应力e.由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPaf.由图10-2查得小齿轮的接触疲劳强度极限 因软齿面闭式传动常因点蚀而失效,故先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸,然后验算轮齿的弯曲强度,查表9-5得齿轮接触应力=580MPa大齿轮的为=390MPah.由式10-13计算应力循环系
