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1、机械设计课程设计 课程名称 机械设计课程设计 题目名称 两级圆柱齿轮减速器设计 年级专业 2012级信息工程专业 姓名学号 陈剑锋 136042012191 陈 俊 136042012192 叶德森 136042012193 郑俊强 136042012195 指导教师 王 敏 2015 年 4 月目 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.4四、传动件的设计计算.6五、轴的设计计算.15六、滚动轴承的选择及计算.23七、键联接的选择及校核计算.26八、高速轴的疲劳强度校核.27九、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择
2、.30十、润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择.31参考资料目录一、课程设计的内容设计一带式运输机传动装置（见 图1）。设计内容应包括：传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；减速器装配图和零件工作图设计；设计计算说明书的编写。图2为双级圆柱齿轮传动方案。图1 带式运输机传动装置图2 双极圆柱传动方案二、课程设计的数据要求一、工作条件与技术要求1. 输送带速度允许误差为5。皮带输送机效率为w=0.95；2工作情况：单班制，连续单向运转，轻微冲击，工作年限为5年(年工作300天)3工作环境：室内，清洁；动力来源：电力，三相交流，电压380V ；检修间隔期间：四年一次大修，
3、二年一次中修，半年一次小修：制造条件极其生产批量：一般机械厂，小批量生产。4 .运输带曳引力F（KN）：5 KN运输带速度V（m/s）：1.5m/s滚筒直径D (mm)：400 mm三、课程设计的设计任务1. 确定传动装置的类型，画出机械系统传动方案简图；2. 选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算；3. 传动系统中的传动零件设计计算；4. 绘制减速器装配图草图和装配图各1张（A0）;5. 绘制减速器箱体零件图1张、部件装配图、全部零件图6. 设计说明书一份- 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
4、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Y132M-4吗系列三项异步电动机。它为卧式封闭结构2电动机容量1) 卷筒轴的输出功率 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。由机械设计课程设计表2-2查得：弹性联轴器；滚子轴承；圆柱齿轮传动；卷筒轴滑动轴承；V带传动=0.96则故 3电动机额定功率由机械设计课程设计表16-1选取电动机额定功率4电动机的转速由机械设计课程设计表2-3查得V带传动常用传动比范围，查得
5、两级展开式圆柱齿轮减速器传动比范围: ，则电动机转速可选范围为可见同步转速为750r/min、1000r/min和1500r/min的电动机均符合。这里选该两种电动机进行比较，方案电动机型号额定功率(kw)电动机转速(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩传动比满载1Y160M-41114602.22.320.42Y160L-6119702.02.013.53Y180L-8117301.72.010.2根据以上比较情况可知，采用方案1更符合设计要求。因此，选定电动机型号为Y160M-4。5、计算传动装置的总传动比并分配传动比1）、总传动比2)、分配传动比 假设V带传动分配的传动比，则二级
6、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，即分别为电动机的输入功率，第一根轴的功率，第二根轴的功率，第三根轴的功率。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）146073014236P 功率（kW）9.579.198.748.31转矩T(Nm)i传动比25.153.96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
7、的工作条件：单班制（8小时），查得工作情况系数；连续单向运转，轻微冲击，工作年限为五年。所需传递的额定功率p=9.57kw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、，选择A型带（d1=112140mm）3）、确定带轮的基准直径并验算带速v(1)、初选小带轮的基准直径，由机械设计表8-6和表8-8，取小带轮基准直径（2）、验算带速v因为5m/s19.0m/s90 包角满足条件（6）.计算带的
8、根数单根V带所能传达的功率根据=1460r/min 和=125mm 表8-4a用插值法求得=1.91kw单根v带的传递功率的增量已知A型v带，小带轮转速=1460r/min；转动比 i=/=2查表8-4b得=0.03kw计算v带的根数查表8-5得包角修正系数=0.95,表8-2得带长修正系数=0.99=(+)=(1.91+0.05) 0.960.99=1.863KWZ= =10.5/1.9=5.52 故取6根.（7）、计算单根V带的初拉力和最小值应使带的实际初拉力（8）计算带传动的压轴力2、齿轮传动设计 选择斜齿轮圆柱齿轮按低速级齿轮设计：小齿轮转矩，小齿轮转速，传动比。1）、选择材料热处理方
9、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=280HBS大齿轮 45钢 调质处理 HB2=240HBS2)、按齿面接触强度计算:取小齿轮=20，则=，=204.12=82.4，取=83并初步选定15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=2.425c.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
10、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=600MPa大齿轮的为=550MPah.由式10-13计算应力循环次数i.由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.90 =0.96 =/S=540Mpa= /S=528 Mpa=(+)/2=543 Mpa3）、计算（1）计算圆周速度:V=n1/60000=3.26m/s（2)计算齿宽B及模数B=d=1X42.9mm=42.9mm=cos/=2.07mmH=2.25=4.66mmB/H=42.9/4.66=9.206（3）、计算纵向重合度=0.318dtan=1.704（4）、计算载荷
11、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 =46.22mm（6）、计算模数= Cos/Z1=2.232mm4）、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=1.704,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=500 MPa =380 MPa由图10-18取弯曲疲劳极限=0.85,=0.88计算弯曲疲劳应力:取安全系数S=1.4,由10-12得:=/S=303.57 MPa=/S=23
12、8.86 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=46.22mm来计算应有的数,于是有:取2mm；（7）、则，故取=22.则=90.64，取（8）、计算中心距取a1=116mm（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=20，则=59 取=59，初步选定153）、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=1.6b.由图10-30选取区域系数c.由图10-26查得则d.计算
