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1、一、 设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器1 要求：拟定传动关系：由电动机、减速器、联轴器、工作机构成。2 工作条件：双班工作，有轻微振动，小批量生产，单向传动，使用5年，运输带允许误差5%。3 知条件：运输带卷筒转速V=0.9m/s ，卷筒直径D=300mm,运输有效作用力F=2200N，在室内常温下长期连续工作，电动机使用三相交流电，电压为380V二、 传动装置总体设计：1 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，运用联轴器传动。三、 选择电机1、计算电机所需功率：
2、 查手册第3页表1-7：每对轴承传动效率：0.96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说明：电机至工作机之间的传动装置的总效率： P =P/=2.4KW2确定电机转速nw=(60*1000v0/D=57.3r/min二级圆柱齿轮减速器传动比i=840所以电动机转速的可选范围是：nd=ianw=4582292r/min符合这一范围的转速有：750、1000、1500根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号，因此有4种传动比方案综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第3种方案比较合适，因此选用电
3、动机型号为Y100L-6，其主要参数如下：额定功率kW满载转速同步转速额定转矩最大转矩3142015002.22.2四、 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：ia=nm/nw=24.78 分配传动比：则i1*i2=24.78取经计算i2=4.37 i1=5.67五、 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、4轴01122334依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3， 轴3和轴4之间的传动效率。各轴转速： 011223341420r/min250.44 r/min105.57 r/min105.57 r/min2各轴输入功率：P0，、 P1
4、、P2、 P3、 P4 分别是1轴2轴3轴4轴和卷筒轴的输出功率P0P1P2P3P43KW2.97 KW2.82 KW2.68 KW2.60 KW 3各轴输入转矩：T0、T1、T2、T3、T4。T0T1T2T3T420.1819.97107.53242.44235.20六 、齿轮的设计：1高速级大小齿轮的设计：材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。查课本第166页表11-7得： 。查课本第165页表11-4得： 。故 。查课本第168页表11-10C图得： 。故 。按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载
5、荷系数，取齿宽系数 计算中心距：由课本第165页式11-5得： 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 则取Z1=20 Z2=114实际传动比：传动比误差：。齿宽：取高速级大齿轮： 高速级小齿轮： 验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得： 按最小齿宽计算： 所以安全。齿轮的圆周速度： 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。2低速级大小齿轮的设计：材料：低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。低速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。查课本第166页表11-7得： 。查课本第165页表11-4得： 。故 。查课本第168页表11-10C图得： 。故 。按齿
6、面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数，取齿宽系数计算中心距： 由课本第165页式11-5得： 取 则 取计算传动比误差：合适齿宽：则取 低速级大齿轮： 低速级小齿轮： 验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得：按最小齿宽计算：安全。齿轮的圆周速度：查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。综上所述：七、 齿轮参数如下表齿轮IIIIIIIV齿数2011430132模数2.52.52.52.5齿顶圆直径5529080334.2齿根圆直径43.8278.868.8323.8齿厚b44398681分度圆直径5028575329.8R4.43.98.68
7、.6S12161216C8.87.817.216.2N2D119.8246.844.8291.8中心距167.5201八 减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果箱座厚度9箱盖厚度8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M18地脚螺钉数目查手册6轴承旁联结螺栓直径M8盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M18轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）8视孔盖螺钉直径=（0.30.4）6定位销直径=（0.70.8）6，至外箱壁的距离查手册表112342218，至凸缘边缘距离查手册表1122816外箱壁至轴承端面距离=+（510）35大齿轮顶圆与内箱壁距离1.210-15齿轮
8、端面与内箱壁距离10-15箱盖，箱座肋厚98.5轴承端盖外径+（55.5）92（1轴）92（2轴）120（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）125（2轴）150（3轴）九、 轴的设计：1高速轴设计： 材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 C=100。各轴段直径的确定：根据课本第230页式14-2得： 又因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且所以查手册第9页表1-16取。L1=1.75d1-3=60。因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查手册85页表7-12取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段装配轴承且，所以查手册62页
9、表6-1取。选用6009轴承。L3=B+2=16+10+2=28。段主要是定位轴承，取。L4根据箱体内壁线确定后在确定。装配齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴： 查手册51页表4-1得： 28得：e=5.96.25。 段装配轴承所以 L6= L3=28。2 校核该轴和轴承：L1=73 L2=211 L3=96作用在齿轮上的圆周力为：径向力为作用在轴1带轮上的外力： 求垂直面的支反力：求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求水平面的支承力：由得NN求并绘制水平面弯矩图：求F在支点产生的反力：求并绘制F力产生的弯矩图：F在a处产生的弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩：从图
10、可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择调质，查课本225页表14-1得，查课本231页表14-3得许用弯曲应力，则：因为，所以该轴是安全的。3、轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则 因此所该轴承符合要求。4、键的设计与校核: 根据，确定V带轮选铸铁HT200，参考教材表10-9,由于在范围内，故轴段上采用键：, 采用A型普通键:键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取=50得查课本155页表10-10所选键为：中间轴的设计：材料：选用45
11、号钢调质处理。查课本第230页表14-2取C=100。根据课本第230页式14-2得：段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+=18+10+10+2=40。装配低速级小齿轮，且取，L2=128，因为要比齿轮孔长度少。段主要是定位高速级大齿轮，所以取，L3=10。装配高速级大齿轮，取 L4=84-2=82。段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取，查手册62页表6-1选用6208轴承，L1=B+3+=18+10+10+2=43。校核该轴和轴承：L1=74 L2=117 L3=94作用在2、3齿轮上的圆周力： N 径向力：求垂直面的支反力计算垂
12、直弯矩：求水平面的支承力： 计算、绘制水平面弯矩图：求合成弯矩图，按最不利情况考虑：求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径： n-n截面: m-m截面: 由于，所以该轴是安全的。轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本259页表16-9，10取取则，轴承使用寿命在年范围内，因此所该轴承符合要求。键的设计与校核：已知参考教材表10-11，由于所以取因为齿轮材料为45钢。查课本155页表10-10得L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70根据挤压强度条件
13、，键的校核为：所以所选键为: 从动轴的设计：确定各轴段直径计算最小轴段直径。因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由式14-2得：考虑到该轴段上开有键槽，因此取查手册9页表1-16圆整成标准值，取为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径。查手册85页表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取。设计轴段，为使轴承装拆方便，查手册62页，表6-1，取，采用挡油环给轴承定位。选轴承6215:。设计轴段，考虑到挡油环轴向定位，故取设计另一端轴颈，取，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。 轮装拆方便，设计轴头，取，查手册9页表1-16取。设计轴环及宽度b使齿轮轴向定位，故取取,确定各轴段长度。有联轴器的尺寸决定(后面将会讲到).因为,所以轴头
