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1、word科技大学机械设计说明书 题 目：一级直齿圆柱齿轮减速器专 业： 机械设计制造及其自动化 学生： 乐 学 号： 2036 指导教师： 巍二零一三年六月十八日目 录第一部分 课程设计任务书-3第二部分 传动装置总体设计方案-3第三部分 电动机的选择-4第四部分 计算传动装置的运动和动力参数-7第五部分 齿轮的设计-8第六部分 V带的设计-8第七部分 链传动的设计-8第八部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计-17第九部分 键连接的选择及校核计算-20第十部分 减速器及其附件的设计-22第十一部分 润滑与密封-24设计小结-25参考文献-25第一部分 课程设计任务书一、设计课题： 设计一用于带
2、式运输机上的一级直圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限10年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。二. 设计要求:1.减速器装配图一(A1或A0)。2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一(A3或A2)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤:1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V带和带轮6. 设计链传动和链轮7. 齿轮的设计8. 滚动轴承和传动轴的设计9. 键联接
3、设计10. 箱体结构设计11. 润滑密封设计12. 联轴器设计第二部分 传动装置总体设计方案1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承对称分布，要求轴的刚度不大。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级，链传动和链轮设置在低速级。其传动方案如下：图一: 传动装置总体设计图初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择V带传动和链传动的一级圆柱直齿轮减速器。计算传动装置的总效率ha:ha=h1h22h3h4h5=2h1为V带的效率,h2为轴承的效率,h3为齿轮啮合传动的效率,h4为链传动的效率,h5为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的
4、效率）。第三部分 电动机的选择1 电动机的选择已知条件为:P =6.2KW n = 80 r/min电动机所需工作功率为:pd= 7.47 KW执行机构的曲柄转速为:n = 80 r/min 经查表按推荐的传动比合理围，V带传动的传动比i0=24，一级圆柱直齿轮减速器传动比i1=36，链传动的传动比i2=25，则总传动比合理围为ia=12120，电动机转速的可选围为nd = ian = (12120)80 = 9609600r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132S2-2的三相异步电动机，额定功率为7.5KW,满载转速nm=2900r/
5、min，同步转速3000r/min。2 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比： 由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:ia=nm（2）分配传动装置传动比:ia=i0ii2 式中i0,i1,i2分别为带传动、减速器和链传动的传动比。为使V带传动和链传动的外廓尺寸不致过大，初步取i0=2，i2=4，则减速器传动比为:i=ia/(i0i2)=36.2/(2第四部分 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:nI = nm/i0 = 2900/2 = 1450 r/minnII = nI/i = 1450/4.5 = 322.2 r/minnIII =
6、nII/i2（2)各轴输入功率:PI = Pdh10.96 = 7.17 KWPII = PIh2h30.97 = 6.89 KWPIII = PIIh2h40.95 = 6.48 KW 则各轴的输出功率：PI = PI0.99 = 7.1 KWPII = PII0.99 = 6.82 KWPIII = PIII0.99 = 6.42 KW(3)各轴输入转矩:TI = Tdi0h1 电动机轴的输出转矩:Td = = 24.6 Nm 所以：TI = Tdi0h120.96 = 47.2 NmTII = TIih2h30.97 = 204 NmTIII = TIIi2h2h4 = 20440.95
7、 = 767.4 Nm 输出转矩为：TI = TI0.99 = 46.7 NmTII = TII0.99 = 202 NmTIII = TIII0.99 = 759.7 Nm第五部分 V带的设计1 选择普通V带型号 计算功率Pc:Pc = KAPd7.47 = 8.22 KW 根据手册查得知其交点在A型交界线围，故选用A型V带。2 确定带轮的基准直径，并验算带速 取小带轮直径为d1 = 100 mm,则：d2 = n1d1(1-e)/n2 = i0d1(1-e) = 2100(1-0.02) = 196 mm 由手册选取d2 = 200 mm。 带速验算：V = nmd1/(601000)=
8、2900100/(601000) = 15.18 m/s介于525m/s围，故合适。3 确定带长和中心距a(d1+d2)a02(d1+d2)(100+200)a02(100+200)210a0600 初定中心距a0 = 405 mm，则带长为:L0 = 2a0+(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4a0)= 2405+(100+200)/2+(200-100)2/(4405)=1287 mm 由表9-3选用Ld = 1250 mm，确定实际中心距为：a = a0+(Ld-L0)/2 = 405+(1250-1287)/2 = 386.5 mm4 验算小带轮上的包角a1:a1 = 1800-
9、(d2-d1)0/a= 1800-(200-100)0012005 确定带的根数：Z = Pc/(P0+DP0)KLKa)= 8.22/(2.06+0.35)0.930.96) = 3.82故要取Z = 4根A型V带。6 计算轴上的压力： 由初拉力公式有：F0 = 500Pca-1)/(ZV)+qV2= 500(2.5/0.96-1)/(42 = 131.6 N 作用在轴上的压力：FQ = 2ZF0sin(a1/2)= 24sin(165.2/2) = 1043.9 N第六部分 链传动和链轮的设计1 选择链轮齿数z1，z2117，故选取：z1=25；大链轮齿数：z2=i2z1 = 425 =
10、100，取z2 = 1002 确定计算功率Pca 查表7-7得KA = 1，则：Pca = KAPII = 13 确定链节数Lp 初选中心距a0 = 40p，则链节数为：Lp = = 取：Lp = 1464 确定链节距p 由式（7-15），链传动的功率为：由图7-11，按小链轮转速估计，链工作在功率曲线的左侧，查表7-8得：KZ = = KL = = 选取单排链，查表7-9，KP = 1P0 由P02=322.2r/min查图7-11选取链号为10A，再由表7-1查得链节距p = 15.875 mm。由点（n1，P0)在功率曲线的左侧，与所选系数KZ、KL一致。5 确定中心距a = = 634
11、.45 mm 中心距减少量a = (0.0010.002)a = (0.0020.004)634.45 = 1.272.54 mm 实际中心距a = a-a = 634.45-(1.272.54) = 633.18631.91 mm 取a = 633 mm6 验算链速Vv = = 2.1 m/s7 计算作用于轴上的压轴力Fe = = = 3248 NFpe3248 = 3898 N第七部分 齿轮的设计（一） 高速级齿轮传动的设计计算1 齿轮材料、热处理及精度： 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故选用一级圆柱直齿轮减速器，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面。 材料：高速级小齿轮选用45号钢调质，
12、齿面硬度为小齿轮：250HBS。高速级大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为大齿轮：200HBS。取小齿齿数：Z1 = 20，则：Z2 = i12Z120 = 90 取：Z2 = 902 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：确定各参数的值: 1) 试选Kt 2) T1 = 47.2 Nm 3) 选取齿宽系数yd = 1 4) 由表8-5查得材料的弹性影响系数ZE 5) 由图8-15查得节点区域系数ZH 6) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim1 = 610 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim2 = 560 MPa。 7) 计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N1 = 60nkth = 6014501103002109大齿轮应力循环次数：N2 = 60nkth = N1109108 8) 由图8-19查得接触疲劳寿命系数:KHN1 = 0.85,KHN2 9) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:sH1 = 610 = 518.5 MPasH2 = 560 = 498.4 MPa许用接触应力:sH = (sH1+sH2)
