单级圆柱齿轮减速器课程设计

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1、机械课程设计单级圆柱直齿轮说明书 陈国瑞 1102060103 设计题目：单级圆柱齿轮减速器姓 名： 学 院： 专业班级： 学 号: 指导老师： 目录l 设计任务书2l 电动机的选择4l 总传动比及各级传动比、参数的确定6l 传动零件的设计计算7l 轴、轴承的设计计算12l 联接键的选择与校核22l 联轴器的选择23l 减速器的润滑24l 附 录25l 设计心得27课程设计说明书单级圆柱直齿轮减速器一、 设计任务书（1） 工作条件：用于胶带运输的单级圆柱齿轮减速器，传送带允许的速度误差为5%。双班制工作，有轻微振动，批量生产。（2） 原始数据：运输带曳引力F=3.5KN；运输带速度 V=1.3

2、(m/s)；滚筒直径D=350mm；使用年限：5年。（3）基本设计图：（4）设计目的、任务与要求：、课程设计的目的机械设计基础课程设计是机械设计基础课程的最后一个教学环节，是对学生进行的第一次较为全面的设计训练，其目的是：1、培养学生综合运用学过的理论知识，结合生产实际分析解决机械工程问题的能力；2、学习掌握机械设计的一般方法，了解简单机械传动装置的设计步骤和设计方法；3、熟悉和使用设计资料、手册、标准和规范；4、为未来的专业设计和毕业设计打下基础。、课程设计的内容机械设计基础课程设计题目为通用机构的传动装置设计，机械设计基础课程设计题目及设计参数见设计题目清单。课程设计内容：A、电动机的选择

3、；B、传动装置运动和动力参数的确定和计算；C、主要零件的设计计算；D、减速器装配图和零件工作图的绘制；E、设计说明书的编写。设计工作量：A、减速器装配图 1张（0号）；B、主要零件工作图 2张（1个齿轮和1根轴）；C、设计说明书 1 份。二、电动机选择1、计算滚筒工作转速：n筒=601000V/D=6010001.3/（350）=70.94r/min2、滚筒轴所需输入的功率：3、传动装置的效率：总=带2滚动轴承齿轮联轴器滑动轴承 4、确定电动机功率： 总5、电动机转速的确定：对于此一级减速器查机械设计手册得：V带传动比I1=24，圆柱齿轮传动比I2=36，总传动比理时范围为Ia=624。故电动

4、机转速的可选范围为nd=Ian筒=（620）70.94=425.641702.56（r/min）符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。6、确定电动机型号首先综合考虑选择Y系列三相交流异步电动机。再根据以上参数有以下几组符合要求;方案型号额定功率转速电机质量同步满载（1）Y132S-45.5KW1500r/min1440 r/min68 KG（2）Y132M2-65.5KW1000 r/min960 r/min84 KG（3）Y160M2-85.5KW750 r/min720 r/min119 KG综合考虑选择方案（2）即：（2）Y132M2-65.5KW1000 r/

5、min960 r/min84 KG三、总传动比及各级传动比、参数的确定1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/70.94=13.532、分配各级传动比取V带传动比iV=3（V带i=24合理）I齿轮=i总/iV=13.53/3=4.51（齿轮i=36合理）3、计算各轴转速（r/min）nI=n电机=960（r/min）nII=nI/i带=960/3=320 (r/min)nIII=nII/i齿轮=320/4.51=70.95 (r/min)4、 计算各轴的输入功率（KW）PI=P电机= 5.5（KW）PII=PI带=5.50.94=5.17（KW）PIII=PII轴承齿轮=5.170.990.

6、96 =4.91（KW）5、计算各轴扭矩（Nm）TI = 9550PI/nI=95505.5/960= 54.7（Nm）TII=9550PII/nII=95505.17/320=154.3 (Nm)TIII=9550PIII/nIII=95504.91/70.95 =660.89 (Nm)四、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算（1） 选择普通V选带截型查课本表13-8知 kA=1.2PC=KAP=1.25.17=6.204（KW）又=960（r/min）由课本图13-15知选用B型V带（2） 确定大小带轮基准直径，并验算带速小带轮基准直径d1 =112140mm 并且dmin =12

7、5mm， 则取dd1=140mmdmin dd2 =n1/n2d1 （1-）=3*140*（1-0.02）=411.6mm取dd2=420（mm）实际带速V=n1d1/dd2=7.04 m/s可知带速V在525m/s范围内，带速合适。（3） 确定V带基准长度Ld，中心距a0. 7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0. 7(140+420)a02(140+420) 所以有：392mma01120mm 暂选a0 =800mm则L0=2a0+/2*(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2800+1.57(140+420)+(420-140)2/（4800）=2504.15（mm

8、）查表（13-2）取Ld=2500mm可知：aa0+Ld-L0/2=800-(2504.15-2500)/2 =798mm(4) 验算小带轮包角11=1800-（dd2-dd1 ）/a57.30 =1800-（420-140）/79857.30 =159.901200（适用）（5） 确定带的根数根据课本 n1=960 r/min，d1=140mm查表知 P0=2.08 KW另外可知传动比i=3，得： P0=0.30 KW由1 =159.90 得：K=0.95 KL=1.03得Z=PC/P=PC/(P1+P1)KKL =6.204/(2.08+0.30) 0.951.03 =2.7所以带取三根。

9、(6)计算轴上压力FQ查得q=0.17kg/m，则单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2=5006.204/（37.04）(2.5/0.95-1)+0.177.042N =248.1 N则作用在轴承的压力FQ，FQ=2ZF0sin(1/2)=23248.1sin(160/2)=1466 N (7) 带轮相关参数：大带轮：由于D400，故采用椭圆轮辐式查机械设计手册知;带宽B=63mm，轮毂长=65mm,带轮最小内径dmin=32mm。2、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级由于传动比i=4.51，故而可以采用直齿轮由于传递扭矩、功率不高，所以齿轮可以采用

10、软齿面齿轮，即I类齿轮。小齿轮选用40Cr，调质，齿面硬度为260HBS。大齿轮选用45号钢，调质，齿面硬度220HBS；根据设计手册选7级精度。齿面精糙度Ra1.63.2m 查课本表11-1得：对于小齿轮：Hlim1 =724， FE1 =597对于大齿轮：Hlim2 =567， FE2 =427最小安全系数选一般安全度：SH=1.1， SF=1.25（2）许用接触应力H：H= Hlim/SHH1=Hlim1/SH=724/1.1Mpa=658.2 MpaH2=Hlim2/SH=567/1.1Mpa=515.5 Mpa(3) 许用弯曲应力FF= FE /SFF1=FE1 /SF=597/1.

11、25 Mpa=477.6 MpaF2=FE2 /SF =427/1.25 Mpa=341.6 Mpa (4)按齿面接触疲劳强度设计有本题要求知可以有微小振动，取载荷系数K=1.1， 齿宽系数d =0.83小齿轮转矩T1=154.3 Nm ZE=188.0因为所选齿轮是标准齿轮，所以ZH=2.5又已知i=u=4.51 由 d1 得小齿轮最小直径：d170.1d2 d1 i =70.1*4.51=316.2其中心距a（70.1+316.2）/2=193.2mm由机械设计手册一级齿轮传动标准中心距查表得;a可以取265mm。l 模数的确定：由机械设计手册I类齿轮检验公式得：m0.015*a=3.95

12、mm综合考虑取模数m=5mm； 齿轮传动比 i =4.51 a =265mm l 齿数的确定： 查机械设计手册可知小齿轮齿数范围为;，所以齿数设计合理。l 实际传动比及其齿轮尺寸： 综合可知实际总的传动比为;I总 =4.57*3=13.7所以可知此时n筒=70.64，误差=（70.94-70.64）/70.94=0.4%5%可知误差在控制范围内，所以合理齿轮尺寸; a=265mm (5)校核齿轮弯曲强度取齿宽系数d =0.8 则 查课本知齿形系数YFa和应力修正系数YSa：YFa1=2.6 YSa1=1.63YFa2=2.19 YSa2=1.83F1=(2kT1 YFa1 YSa1/bm2Z1) =(2*1.1*1.543*105*2.6*1.63)/(75*32*30) =74MPaF1F2 =F1YFa2 YSa2 /YFa1 YSa1 =83.77MPaF2故轮齿弯曲疲劳强度足够所以可知安全。（6）齿轮的圆周速度 （7）齿轮外形的设计与确定l 由小齿轮的分度圆直径可知小齿轮选用实心式，齿宽B1=85mm，轮毂长L1=88mml 大齿轮同理查手册可知选用腹板式，齿宽B2=79mm， 轮毂长L2=82mm。五、轴、轴承的设计计算(一) 高速轴的设计计