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1、洛阳理工学院 机械设计基础课程设计 课程名称： 机械设计基础 设计课题： 二级展开式圆柱齿轮减速器 专 业： 材料成型及控制工程 目录前言3第一章 设计任务书41.1 设计题目41.2 设计参数41.3 传动方案分析4第二章 电动机类型和结构形式选择 52.1 类型选择52.2 功率选择52.3 转速确定 5第三章 计算传动装置的运动参数63.1 传动装置的总传动比及其分配63.2 各轴转速的确定63.3 各轴功率的确定63.4 各轴转矩7第四章 V带的设计74.1 选择V带型号 74.2 确定带轮74.3 确定带长和中心距84.4 验算包角84.5 确定V带根数84.6 确定拉力和压力94.
2、7 带轮的结构设计9第五章 传动件设计（齿轮）95.1 高速级齿轮传动设计（斜齿轮）95.1.1 齿轮精度及材料选择95.1.2 确定许用应力95.1.3 按齿轮强度计算105.1.4 验算齿面强度115.2 低速级齿轮(直齿轮)115.2.1 齿轮精度材料选择115.2.2 确定许用应力125.2.3 按齿面强度计算125.2.4 验算齿面强度13第六章 轴的设计136.1 高速轴的设计136.1.1 轴的材料及结构设计136.1.2 轴的受力分析及校核156.1.3 轴承寿命校核186.2 中间轴的设计186.2.1 轴的材料及结构设计186.2.2 轴的受力分析及校核196.2.3 轴承
3、寿命校核216.3 低速轴的设计226.3.1 轴的材料的确定226.3.2 初选联轴器和轴承226.3.3 轴的结构设计23第七章 键连接设计及校核247.1 高速轴连接设计及校核247.2 中间轴连接设计及校核247.3 低速轴连接及校核25第八章 箱体及其附件的结构设计258.1 箱体的结构设计258.2 附件的结构设计26设计总结28参考文献29前言机械设计课程设计是机械设计基础中一项重要的综合性与实践性过程，是培养学生动手 能力的重要方法，通过课程设计可以让我们综合运用机械设计课程和其他相关课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓展所学的知识。通过设计计算、绘图以及运
4、用技术标准、规范、设计手册等有关资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。 本次课程设计的题目选择通用机械的传动装置减速器。设计内容包括：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；装配图零件图的设计；编写设计计算说明书等。 通过这些设计及计算让我们将课堂中所学的知识与实践充分的结合起来，并学会查阅各种资料及相关的机械工具书。 在课程设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与规范，尽量采用标准件。另外 在设计中应吸收和应用先进的设计手段，运用计算机辅助设计，优化设计方案，提高设计质量。然而由于涉及但本人的水平有限及各种因素，在设计过程定会存在某些不合理的设计规范，出现一些错误
5、。王老师能够批评指正。设计内容计算及说明结 果第一章、设计任务书1.1、设计题目：带式运输机两级斜齿圆柱齿轮减速器1.2、设计参数及要求： 1）、设计参数：运输带工作拉力: F = 1200 N 运输带工作速度: V = 1.2 m/s卷筒直径: D = 400 mm 2）、工作条件： 连续单向运转，载荷有轻微振动，室外工作，有粉尘； 运输带速度允许误差土5； 两班制工作，3年大修，使用期10年。 (卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力F中已考虑) 。 3）、加工条件: 生产20台，中等规模机械厂，可加工 78级。1.3、传动方案的分析带式输送机由电动机驱动。电动机通过连轴器将动
6、力传入减速器,再经联轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用直齿圆柱齿轮传动。将带传动布置于高速级将传动能力较小的带传动布置在高速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。同时，将带传动布置在高速级有利于发挥其传动平稳，缓冲吸振，减少噪声的特点。设计内容计算及说明结 果 第二章、电动机类型和结构形式的选择2.1、类型选择电动机的类型根据动力源、场所和工作条件、,选用具有防止灰尘、铁屑或其他杂物入侵作用的全封闭自扇冷龙式三相异步电动机Y系列。2.2、功率选择(1)设电动机机工作
7、功率 查2表得， 代入数据得：电动机工作功率为：式中，代入上式得：因为电动机的额定功率应略大于或等于其工作功率，查表得Y系列电动机的技术参数知，确定电动机的功率为 。2.3、转速的确定 查表得，皮带的传动比为；二级圆柱齿轮的传动比范围为。则，代入数据求得：查阅设计手册知，符合电动机转速及确定的额定功率的电动机由三种，。考虑到电动机的价格及经济实用性，选用型号的电动机。其主要性能如下：电动机型号额定功率满载转速2.2kW940r/min2.02.0电动机的型号第三章、计算传动装置的运动参数3.1、传动装置的总传动比及其分配根据电动机的满载转速和滚筒转速，可算出传动装置总传动比为：,取，又因为：二
8、级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比为：高速级的传动比为：低速级的传动比为3.2、各轴的转速的确定将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴，则：3.3、各轴功率的确定3.4、各轴的转矩输出转矩： 机构参数项 目电动机轴高速轴中间轴低速轴转速(r/min)940320113.1158.35功率（kW）2.21.681.591.53转矩（Nm）22.3564.37169.46322.20各轴转速 各轴功率各轴的转矩第四章、V带的设计4.1、选择V带型号查表得,由式得:则由，查阅得：选用A型V带，4.2、确定带轮的基准直径，并验算带速查表得，小带轮的直径推荐范围：，则取，且，则，查表取。带速4
9、.3、确定带长和中心距查阅资料得：中心距，则此处取值且有下式查表得取带长，实际中心距：所以，则取4.4、验算小带轮包角有以上验算可知，包角合适。4.5、求V带根数Z查表得，由。可知，且传动比：查表得，由查表知，,则,圆整后取4.6、确定初拉力和带对轴上的压力查表取则且4.7、带轮的结构设计查表知，当带轮基准直径（为轴的直径）时，可采用实心式结构；当时，采用腹板式结构；当时，采用轮复式结构。根据设计数据，大小带轮均采用腹板式结构。选取A型V带 带轮采用腹板式结构第五章、传动件设计（齿轮） 5.1、高速级齿轮传动设计（斜齿轮）5.1.1、齿轮的精度及材料选择由于本设计为二级展开式圆柱齿轮传动运输机
10、机构，考虑到齿轮的传动稳定性，高速级齿轮的设计采用斜齿轮。该机构为一般机器，运转速度不高，查阅机械设计手册，选用8级精度。 小齿轮材料为40Cr（调质），取齿面硬度280HBS，接触疲劳极限，取,弯曲疲劳极限； 大齿轮材料为45钢（调质处理），取齿面硬度240HBS，接触疲劳极限，弯曲疲劳强度极限；二者材料硬度差为40HBS；因为减速器要求结构紧凑，故采用硬齿面组合。5.1.2、确定许用应力查表得，取5.1.3、按齿轮弯曲强度计算因为齿轮精度等级为8级精度；取载荷系数K=1.3。齿宽系数：由于齿轮选取的为硬齿面，且为非对称布置，又由于过大增大了齿宽和轴向尺寸，增加了载荷的分布不均匀性，故取。初
11、选螺旋角：一般制造精度的斜齿轮螺旋角常用值为，当精度较高或对振动、噪声有特殊要求的齿轮，取或更大值，故在本设计中取。齿数：在硬齿面的传动中，由于齿根弯曲度较弱，需适当减少齿数，以保证有较大的模数m，推荐,则取,所以齿形系数：查表得，则 所以应对小齿轮进行弯曲强度计算：法向模数 代入数据求得：代入数据得，查表圆整后取中心距：确定螺旋角：齿轮分度圆直径：齿宽： ，取5.1.4、验算齿面的接触强度则,故安全。齿轮的圆周速度： 对照表选8级制造精度合适。5.2、低速级齿轮（直齿轮）5.2.1、齿轮的精度材料选择由于本设计为二级展开式圆柱齿轮传动运输机机构，考虑到齿轮的传动稳定性，且低速级齿轮转速较小，
12、采用直齿轮。该机构为一般机器，运转速度不高，查阅机械设计手册，选用8级精度。小齿轮材料为40Cr（调质），取齿面硬度280HBS，接触疲劳极限，取,弯曲疲劳极限； 大齿轮材料为45钢（调质处理），取齿面硬度240HBS，接触疲劳极限，弯曲疲劳强度极限；二者材料硬度差为40HBS；因为减速器要求结构紧凑，故采用硬齿面组合。 初选小齿轮的齿数为，则大齿轮齿数，查表得，5.2.2、确定许用应力查表得，取 5.2.3、按齿面接触强度计算取载荷系数;齿宽系数齿轮分度圆直径为: 代入数据得：实际传动比；模数,圆整后取。齿宽， 取 。则分度圆直径中心距5.2.4、验算齿轮弯曲强度齿形系数：则则齿轮的圆周速度： 齿轮精度为8级小齿轮为40Cr（调质处理）硬度280HBS大齿轮为45钢（调质处理）硬度240HBSK=1.3
