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1、机械设计基础课程设计计算说明书设计题目: 一级圆柱齿轮减速器 目录绪论2一、初步设计31.设计任务书32.原始数据33.传动系统方案的拟定3二、电动机的选择31.电动机的容量选择32.确定电动机转速43.电动机型号的选定4三、计算传动装置的运动和动力参数61.计算总传动比62.合理分配各级传动比63.各轴转速、输入功率、输入转矩的计算6四、传动件设计计算71.带传动设计(普通V带)72.齿轮传动设计9五、轴的设计与校核111.输入轴最小直径的设计和作用力计算112.输入轴的结构设计与校核123.输出轴最小直径的设计和作用力计算144.输出轴的结构设计与校核14六、轴承、键、联轴器的选择与校核1
2、71.轴承的选择与校核172.键的选择计算与强度校核183.联轴器的选择18七、齿轮的结构设计19八、减速器的润滑与密封201.润滑的选择与确定202.密封的选择与确定20九、箱体主要结构尺寸计算20十、减速器附件的选择与设计21总结23绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程知识，并运用AUTOCAD软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、 规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机
3、械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术数据的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。一、 初步设计1. 设计任务书设计课题：带式运输机上的一级闭式圆柱齿轮减速器。设计说明：1) 运输机连续单向运转，工作负荷平稳，
4、空载起动。2) 运输机滚筒效率为0.96，滚动轴承（一对）效率=0.98-0.99。3) 工作寿命5年，每年300个工作日，每日工作16小时（大修期3年）。4) 电力驱动，三相交流电，电压380/220V5) 运输容许速度误差为5%。2. 原始资料参数编号3运输带拉力F（N）1500滚筒直径D（mm）220运输带速度V（m/s）1.63. 传动系统方案的拟定DFV（一级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）1选择电动机结果按照工作要求和条件，选用三相异步电动机，Y系列，额定电压380V。1. 电动机的容量选择电动机所需的工作功率为工作机所需工作功率为因此 由电动机至运输带的传动总效率为式
5、中：分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率。取，(滚子轴承)，(齿轮精度8级，不包括轴承效率)，(齿轮联轴器)，则所以 =3.07KW选择发动机的额定功率，使=（11.3）PO.并由附录B中表中B-1中Y系列三相异步电动机技术数据取点电动机的额定功率=4 KW电动机的额定功率=4 KW2. 确定电动机转速滚筒轴工作转速为取V带传动的传动比，一级圆柱齿轮减速器传动比，则总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围为3. 电动机型号的选定根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，如下表一：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、传动比，可见第2方案比较适
6、合。因此选定电动机型号为Y132M2-6，其主要性能如下表二：表一：方案电动机型号额定功率 kW电动机转速r/min电动机重 量N总传动比同步转速满载转速1Y132S-4415014406818.852Y132M2-6410009608512.573Y160M2-847507201159.43表二：型号额定功率额定电流转速效率功率因子起动转矩起动电流最大转矩重量额定转矩额定电流额定转矩kWAr/min%倍倍倍kgY132M2-6412.696085.30.82.06.52.285因此选定电动机型号为Y132M2-62计算总传动比与此合理分配各级传动比.传动装置的运动和动力参数结论1. 计算总传
7、动比总传动比2. 合理分配各级传动比由式式中分别为带传动和减速器（齿轮）的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取，则减速器传动比为：3. 各轴转速、输入功率、输入转矩的计算各轴转速轴 轴 滚筒轴 各轴输入功率轴 轴 滚筒轴 （各轴输入转矩 电动机输出转矩轴 轴 滚筒轴 （）运动和动力参数设计结果整理于下表：轴名功率PkW转矩TNm转速nr/min传动比效率输入输出输入输出电动机轴441.169602.80.96轴43.84110.64108.4334286轴3.843.65513.63259.7876.362.470.95滚筒轴3.653.54252.04247.0076.361.000
8、.973 带传动设计(普通V带);工作寿命5年,每年300个工作日，每日工作16小时；单向运转，工作负荷平稳，空载起动。确定计算功率由教材P218，表13-8 查得工作情况系数,则选择V带型号根据，由教材P219，图13-15选取A型。确定带轮基准直径由教材P214，表13-3，A型V带带轮最小直径，又根据图13-15中A型带推荐的范围及下表三，取，从动轮基准直径，由表三，基准直径系列取。传动比，传动比误差为，故允许。表三：普通V带带轮基准直径系列（摘自GB13575.192）验算带的速度带速在范围内，合适。确定中心距和V带基准长度由得则初取中心距初算V带的基准长度查教材P212，表13-2，
9、对A型带选用再计算实际中心距，取验算小带轮上包角 合适。确定V带根数由，查教材P214，表13-3，A型单根V带所能传递的基本额定功率,；查教材P217，表13-6，功率增量；查表13-7，包角修正系数；查13-2，带长修正系数 取根确定初拉力由表13-1，得确定作用在轴上的压轴力带轮结构和尺寸由Y132M2-6电动机知，其轴伸直径d=38mm，长度L=80mm。故小带轮轴孔直径，毂长应小于80mm。由机械设计手册，表14.1-24查得，小带轮结构为实心轮。大带轮直径，选用轮辐式4齿轮传动的设计选择齿轮材料及确定许用应力小齿轮选用号钢(调质），齿面硬度为；,（表11-1）。大齿轮选用号钢（正火
10、），齿面硬度为,，（表11-1）由教材P171，表11-5，取，按齿面接触疲劳强度设计查教材P169,表11-3，取载荷系数；查教材P175，表11-6，宽度系数。小齿轮上的转矩查教材P171，表11-4，取小齿轮分度圆直径齿数取，则。故实际传动比（误差为0.2%5%）模数齿宽，取，查教材P57，表4-1取实际 ，中心距验算轮齿弯曲强度齿形系数(图11-8)，(图11-9)，安全。齿轮的圆周速度对照教材P168，表11-2 可知选用9级精度是合宜的。齿顶高齿根高小齿轮齿顶圆直径齿根圆直径大齿轮齿顶圆直径 齿根圆直径5.轴的设计与校核1. 输入轴最小直径的设计和作用力计算小齿轮选用号钢(调质），
11、齿面硬度为；按扭转强度初步设计轴的最小直径选择45号钢，调质处理，（教材P241，表14-1）查教材P245，表14-2，取轴考虑键槽选取标准直径 ()以上计算的轴径作为输入轴外伸端最小直径。轴的结构设计，轴上零件的定位、固定和装配一级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面、右面均有轴肩轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别和轴承端盖定位，采用过渡配合固定。求齿轮上作用力的大小、方向小齿轮分度圆直径：作用在齿轮上的转矩为：圆周力：径向力：2. 输入轴的结构设计与校核为了满足大带轮的轴向定位要求，如上图，A-B轴段右端制出一轴肩，故取B-C段直径；左端用轴端挡圈定位
12、，按轴端直径取挡圈直径.初步选择滚动轴承因轴转速较高，且只承受径向载荷，故选取深沟轴承。据机械设计课程设计定出滚动轴承型号6208。其尺寸为。故取，而因为在齿轮与轴承之间要加上甩油环，取油环宽度为15mm,又轴应比轴承与甩油环长度之和稍短（轴不露头），故。右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，由取，故取。左边甩油环采用轴肩定位，故取轴段直径，轴段为齿轮轴上齿轮的位置，齿宽，齿顶圆直径。据机械设计课程设计设计轴承盖尺寸结构以及轴的结构设计，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取轴上零件的周向定位齿轮，小齿轮与轴的周向定位均采用平键连接，由教材P156，查表10-9，按，查得A型平键为：滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为M6。计算轴上的载荷 确定轴承的指点为位置，简支梁的轴的支承跨距。根据轴的结构图作出轴的计算简图，再作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。截面C处的支反力F：水平面H上：垂直面V上：，弯矩M： 水平面H上：垂直面V上： 总弯矩：轴传递的转矩按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大的弯矩和扭矩的截面(即危险截面C)的强度。根据式及以上数据和轴单向旋转，扭矩切应力为脉动循环变应力，取轴的计算应力：故安全。3. 输出轴最小直径的设计和作用力计算大齿轮选用号钢（
