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1、齐齐哈尔大学普通高等教育 机械设计课程设计 题目题号： 一级圆柱齿轮减速器 学 院： 机电工程学院 专业班级： 机械112班 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 2013 年 12 月 16 日齐齐哈尔大学机械设计制造及其自动化专业机械设计课程设计任务书学生姓名： 班级： 机械112 学号： 一 设计题目：设计一用于一级圆柱齿轮减速器给定数据及要求已知条件：运输机工作轴扭矩T=820N.m，运输机工作轴转速n=130r/min。（允许运输带速度误差为5%）；使用年限10年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。小批量生产。 二 应完成的工作1. 减速器装配图1张（A0图纸）；2. 零件工作图12
2、张；3. 设计说明书1份。指导教师：蔡有杰发题日期2013年12月10日完成日期2013年12月16日机械设计课程设计成绩评阅表题目评分项目分值评价标准评价等级得分A级（系数1.0）C级（系数为0.6）选题合理性题目新颖性10课题符合本专业的培养要求，新颖、有创新基本符合，新颖性一般内容和方案技术先进性10设计内容符合本学科理论与实践发展趋势，科学性强。方案确定合理，技术方法正确有一定的科学性。方案及技术一般文字与图纸质量20设计说明书结构完整，层次清楚，语言流畅。设计图纸质量高，错误较少。设计说明书结构一般，层次较清楚，无重大语法错误。图纸质量一般，有较多错误独立工作及创造性20完全独立工作
3、，有一定创造性独立工作及创造性一般工作态度20遵守纪律，工作认真，勤奋好学。工作态度一般。答辩情况20介绍、发言准确、清晰，回答问题正确，介绍、发言情况一般，回答问题有较多错误。评价总分总体评价注：1、评价等级分为A、B、C、D四级，低于A高于C为B，低于C为D。2、每项得分分值等级系数（等级系数：A为1.0，B为0.8，C为0.6，D为0.4）3、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”之一。摘要一级圆柱齿轮减速器在所有减速器中应用最广。它传递功率的范围可从很小40000kW，圆周速度也可从很低至60m/s一70ms，甚至高达150ms。传动功率很大的减速器最好采用双驱动式
4、或中心驱动式。这两种布置方式可由两对齿轮副分担载荷，有利于改善受力状况和降低传动尺寸。设计双驱动式或中心驱动式齿轮传动时，应设法采取自动平衡装置使各对齿轮副的载荷能得到均匀分配，例如采用滑动轴承和弹性支承关键词：圆柱齿轮 圆周速度 传动系统 双驱动目 录一、机械设计课程设计任务书二、传动方案拟定三、电动机的选择四、计算总传动比及分配各级的传动比五、运动参数及动力参数计算六、传动零件的设计计算七、轴的设计计算八、滚动轴承的选择及校核计算九、键联接的选择及计算十、联轴器的选择 十一、润滑方法和密封形式，润滑油牌号的选择 十二、设计小结 一、 机械设计课程设计任务书计 算 与 说 明二、传动方案拟定
5、设计用于螺旋输送机的一级圆珠齿轮减速器（1） 工作条件：使用年限10年，工作为二班工作制，载荷平稳，环境清洁。（2） 原始数据：运输机工作轴扭矩T=820N.m，运输机工作轴转速n=130r/min。三、电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：总=2联轴器3轴承圆珠轮圆珠轮工作机 =0.9920.9830.970.930.96=0.80(2) 工作机所需的工作功率：P工作=7.4 KW(3) 电动机所需的工作功率：P电机=9.25 KW3、确定电动机转速： 查表按推荐值取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围36。圆锥齿轮传动比范围23，则总
6、传动比理时范围为618。故电动机转速的可选范围为nd=（618）130=7802340r/min符合这一范围的同步转速有1000、和1500r/min。综合考虑选n=1500r/min电机。4、确定电动机型号（查设计书196页）根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160M-4。其主要性能：额定功率：11KW，满载转速1460r/min，额定转矩2.2。质量123kg。四、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n=1460/130=11.22、分配各级传动比（1） 取齿轮i圆柱齿=5（单级减速器i=36合理）（2） i总=i圆柱齿i圆锥齿i圆
7、锥齿=i总/ i圆柱齿= 11.2/5=2.24五、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速nI=n电机=1460 r/minnII= n=nI/i圆柱齿=1460/5=292 r/minn=n/i圆柱齿=292/2.24=130 r/min2、 计算各轴的功率PI=P电机联轴器=110.99=10.89 KWPII=PI轴承圆柱齿=10.890.980.97=10.35 KWPIII=PII轴承联轴器=10.350.980.99=10.04 KWP=P轴承圆锥齿=10.040.980.93=9.15 KW 3、 计算各轴扭矩（Nmm）TI=9.55106PI/nI=9.5510610.89/1
8、460=71233 NmmTII=9.55106PII/nII=9.5510610.35/292= 338502 NmmTIII=9.55106PIII/nIII=9.5510610.04/292= 328363 Nmm六、传动零件的设计计算1、圆柱齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 齿轮采用软齿面，小齿轮选用40MnB调质，齿面硬度为241286HBS。大齿轮选用40Cr钢调质，齿面硬度217286HBS。选8级精度，齿面精糙度Ra1.63.2m (2)按齿面接触疲劳强度设计 由公式 确定参数如下：传动比i圆柱齿=5取小齿轮齿数Z1=22。则大齿轮齿数：Z2=i圆柱齿Z1=52
9、2=110 实际传动比i0=110/22=5传动比误差：i圆柱齿-i0/i圆柱齿=5-5/5=0%2.5% （可用）齿数比：u=i0=5取d=1.2 取k=1.2ZE=189.8ZH=2.5 接触疲劳极限查表有Hlim1=720 Mpa Hlim2=700 Mpa 取安全系数SH=1.0，由H=Hlim/SH得：H1=Hlim1/SH=720/1.0=720Mpa H2=Hlim2/SH=700/1.0=700Mpa故得：模数：m=d1/Z1=43/2=1.95m取标准模数：m=2mm(3)校核齿根弯曲疲劳强度由试 F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH确定相关参数如下：分度圆直径：d1=
10、mZ1=222=44md2=mZ2=2110=220mm齿宽：b=dd1=1.244=53mm取b2=53mm b1=58mm查表得齿形系数YFa和应力修正系数YSa YFa1=2.83 YSa1=1.58YFa2=2.2 YSa2=1.83 查表得弯曲疲劳极限 FE1=595 Mpa FE2=590 Mpa取SF=1.25 由 F= FE /SF计算两轮的许用弯曲应力F1=Flim1 /SF=595/1.25=476Mpa F2=Flim2 /SF =590/1.25=472Mpa将求得的各参数代入式中F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(21.271233/532222) 2.
11、831.58=163.9Mpa F1F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(21.271233/5822110) 2.21.83=26.9Mpa F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (4)计算齿轮的相关参数中心距a=m/2(Z1+Z2)=2/2(22+110)=132mm取ha*=1 c*=0.25则齿顶圆直径：da1=(Z1+2ha*)m=(22+21) 2=48mmda2=(Z2+2ha*)m=(110+21) 2=224mm齿根圆直径：df1=(Z1-2ha*-2C*)m=(22-2-20.25)2=39mmdf2=(Z2-2ha*-2C*)m=(110-2-20.25)2=215
12、mm (5)计算齿轮的圆周速度VV=d1n1/601000=3.14441460/601000=3.36m/s 查表可知，齿轮精度选择是合适的。2.圆锥齿轮传动的设计计算 齿轮采用软齿面，小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢调质，齿面硬度210230HBS。选8级精度，齿面精糙度Ra1.63.2m(1)按弯曲疲劳强度设计计算 取Z1=17，已知圆锥齿轮传动比i圆锥齿=2.4，则大齿轮齿数Z2=172.4=40.8。取大齿轮齿数为41。 实际传动比i0=41/17=2.41传动比误差：i圆锥齿-i0/i圆柱齿=2.4-2.41/2.4=-0.42% （可用）齿数
13、比：u=i0=2.41由公式m确定参数如下:取K=1.2R=0.252=arctan= arctan=68度1=90-2=90-68=22度由ZV=Z/COS有：ZV1=Z1/COS1=17/COS22。=18.3ZV2=Z2/COS2=41/COS68。=109.3查表有：YFa1=3.04 YSa1=1.53 YFa2=2.25 YSa2=1.83FE1=700 MpaFE2=580 MpaH1=0.7FE1=0.7700=490MpaH2=0.7FE2=0.7580=406Mpa已知T1=T=328363 Nmm故：m = =4.78取me=5 （2）圆锥齿轮的其它参数计算 d1=meZ1=517=85d2=meZ2=541=205RE=110.95bRe/3=110.95/3=36.9mm
