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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、V带、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44r/min， 减速箱输出轴功率p=3.5马力，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，将V带设置在高速级。 其传动方案如下：三、 选择电机. 计算电机所需功率： 查手册第3页表1-7：带传动效率：0.96每对轴承
2、传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.96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：pw=3.5*0.7457=2.7kw pd=pw/=4kw2确定电机转速：查指导书第7页表1：取V带传动比i1=24二级圆柱齿轮减速器传动比i2=840所以电动机转速的可选范围是：n电机=i1*i2*n=(24)*(840)*44=7047040符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000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,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，选取Y112M-4
3、 n电机=1440r/min四 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：I总= n电机/n=32.7 因为i总=iA*i线 V带适合的传动比iA=24, iA取3.2 i线=i总/ iA=10.2 而i线=i1齿*i2齿 i1齿=(1.31.6) i2齿 取i1齿=1.45 i2齿 i2齿=2.65 i1齿=3.84 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01，02，03，04依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。. 各轴转速： 1轴n1=n电/ iA=1440/3.2=450 2轴 n2= n1/i1齿=
4、450/3.84=117.2 3轴 n3= n2/ i2齿=117.2/2.65=44.2 卷筒轴 n4=n3=44.22各轴输入功率： 1轴 p1=pd*01=4*0.96=3.84KW 2轴 p2=p1*02*1齿=3.84*0.99*0.98=3.73KW 3轴 p3=p2*03*2齿=3.73*0.99*0.98=3.62KW 卷筒轴 p4= p3*04*联轴器=3.62*0.99*0.99=3.55KW3各轴输入转矩： 1轴 T1=9550*P1/n1=8.149*104NMM 2轴 T2=9550*P2/n2=3.039*105NMM 3轴 T3=9550*P3/n3=7.821*
5、105NMM 卷筒轴 T4=9550*P4/n4=7.670*105NMM 齿轮的选材及确定许用应力 两对齿轮都选用相同配对材料及热处理方式 小齿轮 40Cr调质 HB=251 大齿轮 40# 调质 HB=241 安全系数 SH=1.05 SF=1.3 接触疲劳极限 Hlim1=700MPA Hlim2=585MPA 弯曲疲劳极限 FE1=590MPA FE2=445MPA 许用接触应力：H1 =Hlim1/SH=666.67MPA H2= Hlim2/SH=557.14MPA 许用疲劳应力：FE1= FE1/SF=453.85MPA FE2= FE2/SF=342.31MPA 六 设计V带和
6、带轮：1.设计V带确定V带型号查课本表13-6得： 则根据=4.4, =960r/min,由课本图13-5，选择A型V带，取。查课本第206页表13-7取。为带传动的滑动率。验算带速： 带速在范围内，合适。取V带基准长度和中心距a：初步选取中心距a：，取。由课本第195页式（13-2）得：查课本第202页表13-2取。由课本第206页式13-6计算实际中心距：。验算小带轮包角：由课本第195页式13-1得：。求V带根数Z：由课本第204页式13-15得：查课本第203页表13-3由内插值法得。 EF=0.1=1.37+0.1=1.38 EF=0.08 查课本第202页表13-2得。查课本第20
7、4页表13-5由内插值法得。=163.0 EF=0.009=0.95+0.009=0.959则取根。求作用在带轮轴上的压力：查课本201页表13-1得q=0.10kg/m，故由课本第197页式13-7得单根V带的初拉力：作用在轴上压力：。七 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：载荷系数，取齿宽系数 计算中心距：由
8、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 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 。按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3
9、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。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10箱盖厚度9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M24地脚螺钉数目查手册6轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8定位销直径=（0.
10、70.8）8，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）50大齿轮顶圆与内箱壁距离1.215齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚98.5轴承端盖外径+（55.5）120（1轴）125（2轴）150（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
11、-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：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
12、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弯矩及轴的受力分析图如下：5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号钢调质处理。查课本第230页表1
