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1、单级斜齿圆柱齿轮减速器机械设计课程设 计中北大学课程设计说明书学生姓名学号学 院专业题目单级斜齿圆柱齿轮减速器指导教师 职称2015年12月12日 课程设计任务书2015/2016学年第二学期学院专业学生姓名学号课程设计题目 单级斜齿圆柱齿轮减速器起迄日期11月12日12月22日课程设计地点 指导教师系主任下达任务书日 期2015年11月12日课程设计任务书1.设计目 的1通过课程设计，培养学生综合运用机械设计基础和其 他先修课程的理论知识来分析解决机械设计问题的能力。2学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规 律。3进行机械设计基本技能的训练例如计算、绘图、查阅 资料和手册、运用标准和规
2、范等。2.设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、 设计要求等） 设计一台单级斜齿圆柱齿轮减速器，该减速 器用于带式运输机的传动系统中。方案简图（题号14）原始数据传送带卷筒转速125 100rpm；减速器输曲轴功率 3.5 3.3 KW。技术条件该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻 微振动，卷筒转速允许误差为 出，使用期限10年。3.设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书论文、图纸、实物样品等设计分段进行，在没有原则错误时才能进行下一阶段设计，以保证设计质量。1设计计算 选择电动机，计算传动装置的运动和动力 参数，进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、键，选择联 轴器等。2
3、草图绘制、审查和修改根据上述设计计算，绘制装配图的主、俯视图。3绘制装配图 除绘制草图内容外，绘制装配图的侧视 图，编写技术要求，对零件编号，填写明细表及标题栏等。4绘制零件图 选择所设计减速器中任一轴和齿轮进行 绘制。豉励采用计算机绘图。5编写设计说明书 要求内容全面，条理清楚，书写认 真，图示正确，符合规定要求。课程设计任务书4.主要参考文献 1.乔峰丽，郑 江.机械设计基础.第一版.北京电子工业由版社,2011 2.吴 宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册.第三版.北京高等教育 由版社,2006 5.设计成果形式及要求 1草图1张（A1坐标 纸）2减速器装配图1张（A0图）3零件图2张（A
4、3 图，传动零件轴和齿轮各一张，豉励用计算机绘图）4设计说明书一份 6.工作计划及进度 2011年6月12日6月16日 设计计算 6月17日6月18日 草图绘制、审查和修 改6月19日6月21日绘制装配图6月22日绘制零件 图6月22日 编写设计说明书6月23、24日 答辩 系主任审查意见签字年 月 日目录页数一.课题分析 3 1.1题目3 1.2任务3 1.3时间3 1.4传动方案 3 1.5设计 参数4 1.6其他条件4二.传动方案5 2.1电动机的选择 5 2.2传动比的分配 7 2.3各轴转速，传递功率及转矩7 2.4联轴器8 2.5传动方案说明 9三.各级传动10 3.1齿轮 传动1
5、0 3.2 V带传动15四.轴与轴毂连接 21 4.1减速器 各轴结构设计21 4.2减速器各强度验算24 4.3键连接工作能力验算 29五.轴承32 5.1减速器各轴所用轴承32目录页数5.2高速轴轴承寿命计算32六.减速器的润滑与密封35 6.1减速器中齿轮传动及轴承润滑方式的选择35 6.2减速器润滑油油面高度的确定以及油量计算36 6.3减速器的密封 37七.减速器箱体及其附件的设计38 7.1箱体设计38 7.2主要附件设计 41八.课程设计小结 45 附 参考资料索引1杨可桢等主编.机械设计基础.第四版. 北京高等教育由版社，1999 2王昆等主编.机械设计机械设 计基础课程设计.
6、第一版.北京高等教育由版社，1995设 计 计算及说明结果一.课题分析1.1题目单级斜齿圆 柱齿轮减速器1.2任务1.2.1减速器装配图（0号）一张1.2.2低速轴工作图（3号）一张1.2.3大齿轮工作图（3号）一张1.2.4设计计算说明书一份1.3时间2011年1.4传动方案1电动机2V带传动3减速器4联轴器5传动带豉轮 6传动带7底座设计计算及说明结果1.5 1.6设 计参数 传动带豉轮转速nw125r/min , 100豉轮输入功率Pw3.5KW, 3.3使用年限10年 其它条件 双班制工作，连 续单向运转，有轻微振动，室内工作，有粉尘，小批量生产，底座(为传动装置的独立底座)用型钢焊接
7、。设计计算及说明结果二.2.1 2.1.1 2.1.2 (1) (2)传动方案 电动机的选择 电动机类型的选择按照工作要求和条件，选用 Y系列三相异步电动机。选用其中的 Y (IP44), Y (IP44)这种小型三相异步电 动机为一般用途笼型封闭自扇冷式电动机，具有防止灰尘或 其它杂物侵入的特点，B极绝缘，可采用全压或降压起动。其工作条件为环境温度不超过40 C,相对湿度不超过95%,海拔高度不超过 1000米，电源额定电压 380V,频率 50Hz,常用于对起动性能，调速性能以及转差率均无特殊要 求的机器或设备。其具有结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便的特 点，非常适合运输机这类机械。
8、电动机容量的选择工作机需要的输入功率3.3工作机实际所需电机的输生功率由参考书2表1-7取V带传动,球滚动轴承，8级精度齿轮传动，弹性联轴器的效率分别为，一有问题）则传动装置总效率为则3.638设计计算及说 明结果（3） 2.1.3 2.1.4电机额定功率（载荷系数 K1.01-1.3,取 K1.03） 3.747由参考书2表12-1确定电动 机额定功率为电动机转速的选择由参考书2式2-6式中为电动机转速可选范围，由参考书 2表13-2查取V带传动 的传动比范围，齿轮传动的传动比范围，（3-5） 一般不希望大带轮过大，故宜取。则 6-20已知100则600-2000符合这一范围的同步 转速有1
9、000r/min.1500r/min,综合考虑电动机的传动装置的 尺寸，重量，价格和带传动，减速器的传动比，宜选同步转 速为 1000r/min。电动机安装型号以及安装尺寸的确定根据以上计算所得结果查参考书2表12-1选定电动机型号为 Y132M1-6。该电动机的技术数据如下表所示型号额定功率 （KW） 满载转速 （r/min） 同步转速 （r/min） Y132M1-64 960 1000设计计算及说明2.2 2.2.1 2.2.2传动比分 配总传动比的确定已知电动机的额定转速传送带的豉轮转速100则总传动比为 9.6各级传动比的分配由参考书2表13-2可知V带传动的传动比推荐值为，在此先行
10、估算 带传动的传动比，在后面带传动以及齿轮的设计计算中再确 定带传动以及齿轮的真实传动比。估算2.4则齿轮的传动比4传动比分配表 初估 确定初估 确定 7.68 2.562.4 2.562.4 34 34 i7.68 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3各轴转速，传递功率及转矩各轴的转速电机轴为1轴，高速轴为2轴，低速轴为3轴960/2.4400 400/4100设 计 计算及说明各轴输入功率按电动机输由功率计算各轴输入功率，即 3.747 3.597 3.454各轴的转矩 37.27 85.88 339.79各轴转速，转矩，输入功率分布表项目 电机轴1高速轴2低速轴3转速(r/min)
11、 960 375 125功率(KW) 3.859 3.705 3.558 转矩(N m) 38.39 94.35 271.83 结果 2.4 2.4.1 2.2.4联轴器 联轴器的选择由于此轴系传动属于对缓冲要求不高的低速轴系传动，且低速轴与豉轮轴不在同一基座，无精确的定位基准，因而要求所选联轴器具备一定的轴向和径向的补偿量，现选用弹性柱销连轴器。设计计算及说明联轴器型号的选择根据3轴的扭矩，尽量选择转动惯量小的联轴器由参考书2表8-7选择KL6尼龙滑块联轴器LX2联轴器 主动端，Z型轴孔，C型键槽；从动端，J型轴孔，B型键槽；结果2.5 (1) (2) (3)传动方案说明传动装置平面布置简图
12、”和 传动装置主要设计参数”已在第一部分课题分析中详尽给由，在此就不再叙述，以下主要是针对电动机类型和传动链的结构组成等 方面对传动方案的可行性和适用性作简要论述。本方案选用Y系列三相异步电动机，因为Y系列电动机高效，节能，起动转矩高，噪声低，振动小，运行安全可靠, 并且安装尺寸和功率等级符合国际标准，符合本方案的设计 要求。本方案采用V带传动和一级齿轮传动减速，其中V带传 动 设置在高速级，齿轮传动设置在低速级。将高速级设置在 V带传动是因为 V带具有良好的挠性， 可缓和冲击，吸收振动，将其设置在高 速级（第一级减速） 有利于发挥这一优势。带传动的承载能力较小，传递相同的转矩对结构尺寸较 其
13、它传 动形式大，考虑到结构紧凑，应将 V带传动设置在 转矩相对较设计计算及说明小的高速级。过载时带与带轮间会由现打滑，打滑虽使传动失效，但 可防止 损坏电动机等其它部件。结果 三.3.1 3.1.1各级传动设计计算 齿轮传动的设 计计算 选择材料，确定需用应力小齿轮20CrMnTi ,渗碳淬火，齿面硬度为5 66 2 HRC 大齿轮20Cr,渗碳淬火， 齿面硬度为5 66 2 H R C由参考书1图19-10确定小齿轮的接触疲劳强度极限与弯曲疲劳强度以及大齿轮的接 触疲劳强度与弯曲疲劳强度。 O取取由参考书1图19-11确定最小安全系数，的值则 小齿轮的许用接触应力和许用弯曲应力分别为设计及
14、计算过 程结果3.1.2大齿轮的许用接触应力和许用弯曲应力分别为小齿轮齿数17大齿轮齿数 76取76按弯曲强度设计 设齿轮按8级精度制造。由参考书1表19-2确定载荷系数由参考书1表19-5确定齿宽系数小齿轮上的转矩85.88初选螺旋角当量系数 18.86 75.45由参考书1图19-9确定小齿轮和大齿轮的齿形 系数，。2.89 2.28 0.017950.01404故应对小齿轮进行弯曲强度 计算。设计及计算过程结果由参考书1表19-3确定 材料弹性系数节点区域系数按照标准齿轮取螺旋角系数则 法向模数 由参考书1表4-6确定法向模数取值为中心距 取 确定螺旋角齿宽 取 即实际螺旋角 实际分度圆
15、直径设计及计算过程结果3.1.3 3.1.4 3.1.5校核齿 轮弯曲强度 小齿轮弯曲应力小齿轮安全。大齿轮弯曲应力大齿轮安全。齿轮圆周速度 V的确定 齿轮的几何尺寸 端面模数 螺 旋角分度圆直径 齿顶高齿根高全齿高设计及计算 过程结 果顶隙 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距 法面 压力角3.1.6大齿轮结构设计 已知217由参考书2表10-2 可得 当时，齿轮结构采用腹板式，故大齿轮采用腹板式结构。已知则36-45取其中故取设计及计算过程 结果 由参考书2表11-5查得3.2 V带传动3.2,1 V带传动主要传动参数的确定（1）计算功率 查参考书1表17-7得工作状况系数由参考书1可知 则（2）选择V带型号选用普通V带，根据，由参考书1图17-11查得坐标点位 于A型区域，故选用 A型带。（3） 求大、小带轮基准直径，。根据参考书1表17-7, A型带应不小于75,现取。又取则 由参考书1表17-7普通V带轮的基准直径系 列”中选取设计及计算过程结果（4）验算带速带 速在5-25m/s范围内，合适。（5） 求V带基准长度和中心距。初步选取中心距 取 则
