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1、 机械设计基础课 程 设 计题目名称 展开式二级圆柱齿轮减速器学院（系） 专 业 材料成型及控制工程班 级 学 号 姓 名 指导教师 目 录1、电机的选择032、传动装置的运动和动力参数 053、V带的设计 064、减速器输入轴齿轮的设计085、输出轴齿轮的设计116、输入轴的设计147、输出轴的设计238、减速箱的结构尺寸279、轴承端盖的参数2910、轴承的参数3011、齿轮的参数3012、带轮的参数31一、选择电机4二、确定传动装置的总传动比和分配传动比：4三、计算传动装置的运动和动力参数：5四、设计V带和带轮：6FS1=FS2=0.63FR=0.63903.35=569.1N163、箱
2、体结构应具有良好的工艺性19一、选择电机1. 工作机所需功率Pw：=2.24 kw带传动效率：0.95每对轴承传动效率：0.98圆柱齿轮的传动效率：0.97联轴器的传动效率：0.99 卷筒的传动效率：0.96 链传动效率：0.96说明：-电机至工作机之间的传动装置的总效率： =*0.96*0.96*0.99=0.722 =3.01kw=36.38r/min 2.确定电机转速：查机械设计课程实际第7页表2-1： 带的传动比，取2.0 链的传动比，取2.0 齿轮的传动比，两个齿轮均取3.0 总传动比： =2*2*=36 所以电动机转速是： =*=36.38*36=1309r/min 根据 ，初选电
3、动机， 根据电动机所需功率和转速查手册第317页表10-8 机械设计课程设计手册查出电动机型号为Y112M4。其额定功率为4.0kw，转速为1140 r/min ，基本符合所需设计要求。二、确定传动装置的总传动比和分配传动比： 总传动比：平均传动比：= =2.51分配传动比：取 =1.8； =3.0；=3.49则 =2.1 三、计算传动装置的运动和动力参数： 将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、 3轴, ,-依次为电机与轴1，轴1与轴2，2与轴3之间的传动效率。1.各轴转速：=800 r/min =266.67r/min =76.41 r/min2.各轴输入功率： =*=3.01*0
4、.95=2.86kw =*=3.01*0.95*0.97=2.66 kw =*=3.01*0.95*=2.48 KW 3.各轴输入转矩： =9550=9550*=35.57 Nm =9550=9550*=95.26 Nm =9550=9550*=322.94 Nm 四、设计V带和带轮： 1.设计V带 1.确定计算功率查课本表8-7得：1.1,式中为工作情况系数， 为传递的额定功率,既电机的额定功率.2.选择带型号根据，,可选用带型为A型带3.选取带轮基准直径查课本表8-6和表8-8得小带轮基准直径，则大带轮基准直径. 4.验算带速v 在525m/s范围内，带充分发挥。5.确定中心距a和带的基准
5、长度由于,所以0.7(90+234)2(90+234)初步选取中心距a：，初定中心距，所以带长,=.查课本表8-2选取基准长度得实际中心距取6.验算小带轮包角，包角合适。7.确定v带根数z因，带速，传动比查课本表8-4a和8-4b,并由内插值法得.查课本表8-2得=0.99查课本表8-5,并由内插值法得=0.96由公式8-22得故选Z=3根带。8.计算预紧力查课本表8-3可得,故:单根普通带张紧后的初拉力为9. 计算作用在轴上的压轴力利用公式8-24可得: 五、齿轮的设计一：设计减速器的高速级齿轮 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。 运输机为一般工作机器，
6、速度不高，故选用8级精度（GB10095-88）。 材料选择。大小齿轮均选用20CrMnTi钢渗碳，淬火，硬度5662HRC 选小齿轮齿数26，大齿轮齿数圆整后齿数取。 初选螺旋角为。按齿面接触强度设计按照下式试算：确定公式内的各计算数值转矩试选载荷系数2.0由机械设计P205表10-7选取齿宽系数由表机械设计P201表10-6查得材料的弹性影响系数由机械设计P207图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限由机械设计P206式10-13计算应力循环次数由机械设计P207图10-19查得接触疲劳寿命系数，计算接触疲劳应力取失效概率为1，安全系数S=1，由式1
7、0-12得：因此，许用接触应力由机械设计P217图10-30选取区域系数由机械设计P215图10-26查得，因此有 设计计算试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得： 计算圆周速度计算齿宽b及模数计算纵向重合度计算载荷系数查机械设计P190表10-2得载荷系数=1根据v=2.310m/s，8级精度，由机械设计P194图10-8查得动载荷系数=1.12由机械设计P196表10-4查得：由机械设计P195表10-13查得=1.295由机械设计P193表10-3查得= =1.4因此，载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数 按齿根弯曲强度设计按下式计算： 确定公式内的各计算数值 计算载荷系数
8、 根据纵向重合度，从机械设计P215图10-28查得螺旋角影响系数 计算当量齿数 查取齿形系数由机械设计P200表10-5查得， 查取应力校正系数由机械设计P200表 10-5查得， 由机械设计P208图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 由机械设计P206图10-18查得弯曲疲劳寿命系数， 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式10-12得： 计算小、大齿轮的并加以比较小齿轮的数值较大。 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=2.0mm已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度
9、，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=41.31mm来计算应有的齿数。于是由：取，则，取。 几何尺寸计算 计算中心距将中心距圆整为111mm。 修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。 小、大齿轮的分度圆直径 计算齿宽圆整后，小齿轮齿宽，大齿轮齿宽。二：设计减速器的低速级齿轮 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。精度等级仍选用8级精度（GB10095-88）。材料选择。由机械设计P189表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数，大齿轮齿数，圆整
10、齿数取75。初选螺旋角为。按齿面接触强度设计按照下式试算：确定公式内的各计算数值转矩试选载荷系数由机械设计P205表10-7选取齿宽系数由机械设计P201表10-6查得材料的弹性影响系数由图机械设计P 207 10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限； 大齿轮的接触疲劳强度极限由机械设计P206式10-13计算应力循环次数由机械设计P207图10-19查得接触疲劳寿命系数，计算接触疲劳应力取失效概率为1，安全系数S=1，由式10-12得：因此，许用接触应力由机械设计P215图10-30选取区域系数由机械设计P214图10-26查得，因此有设计计算试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得：计
11、算圆周速度计算齿宽b及模数计算纵向重合度计算载荷系数查机械设计P190表10-2得载荷系数=1根据v=0.8m/s，8级精度，由图10-8查得动载荷数=1.03由机械设计P 194表10-4查得：由机械设计P198表10-13查得=1.41由机械设计P195表10-3查得= =1.4因此，载荷系数 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数 按齿根弯曲强度设计按下式计算：确定公式内的各计算数值计算载荷系数根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数。计算当量齿数查取齿形系数由机械设计P200表10-5查得，查取应力校正系数由机械设计P190表 10-5查得，由机械设计P208图10-2
12、0C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限由机械设计P206图10-18查得弯曲疲劳寿命系数，计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式10-12得：计算小、大齿轮的并加以比较小齿轮的数值较大。设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=2.5mm已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径d3=59.39mm来计算应有的齿数。于是由：取，则，取。 几何尺寸计算计算中心距将中心距圆整为123mm。修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。小、大齿轮的分度圆直径计算齿宽圆整后，小齿轮齿宽，大齿轮齿宽六. 轴的设计计算1、选择轴的材料：在减速器中有三
