二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计.docx

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二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计

机械设计课程设计

题目题号：

二级直齿圆柱齿轮减速器

学院：

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

成绩：

设计任务书

题目：

设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下：

技术与条件说明：

1）传动装置的使用寿命预定为8年每年按350天计算，每天8小时计算；

2）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏；

3）运动要求：

输送带运动速度误差不超过

；

4.）连续单向运转，工作时有稍微震动，空载启动小批量生产

5）检修周期：

半年小修，两年中修，四年大修。

设计要求

1）减速器装配图1张；

2）零件图2张

3）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写

4）原始参数：

运输带工作拉力F=1800N运输带工作速度1.35m/s卷筒直径D=260mm

发题日期2012年11月24日

完成日期2012年12月18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，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

机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。

课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：

（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。

（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。

（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。

（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：

计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。

第一章电机选择

1.1电动机类型的选择

按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。

其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380V。

1.2选择电动机的容量

工作机有效功率P

=

根据任务书所给数据F=1.8KNV=1.35m/s。

则有：

P

=

=

=2.43KW

从电动机到工作机输送带之间的总效率为

=

式中

，

，

，

，

分别为V带传动效率,滚动轴承效率，齿轮传动效率，联轴器效率，卷筒效率。

据《机械设计手册》知

=0.96，

=0.99，

=0.97，

=0.99，

=0.99，则有：

=0.96

=0.85

所以电动机所需的工作功率为：

P

=

=

=3.18KW

取P

=4KW

1.3确定电动机的转速

按推荐的两级展开式同轴式圆柱齿轮减速器传动比I

=8~40的带的传动比I

=2~4，则系统的传动比范围应为：

I

=I

=（8~40）

（2~4）=16~200

工作机卷筒的转速为

n

=

=

=9.9r/min

所以电动机转速的可选范围为

n

=I

=（16~200）

9.9

=（158~1980）

符合这一范围的同步转速有750r/min,1000r/min和1500r/min三种，由于本次课程设计要求的电机同步转速是1000r/min。

查询机械设计手册【常有电动机】-【三相异步电动机】-【三相异步电动机的选型】-【Y系列】确定电机的型号为Y160M-6.其满载转速为960r/min,额定功率为7.5KW。

第二章.装置运动动力参数计算

2.1传动装置总传动比和分配各级传动比

2.1.1传动装置总传动比I

=

2.1.2分配到各级传动比

因为I

=

已知带传动比的合理范围为2~4。

故取V带的传动比

=3

则I

=

分配减速器传动比，参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比

，低速级传动比为

i23=

=4.8

2.2传动装置的运动和动力参数计算

电动机轴：

转速：

n

=960

输入功率：

P

=P

=7.5KW

输出转矩：

T

=9.55

=9.55

=7.46

N

Ⅰ轴（高速轴）

转速：

n

=

=

=320

输入功率：

P

=

=7.2kw

输入转矩

T

=

9.55

=2.1

N/mm

Ⅱ轴（中间轴）

转速：

n

=

=

=68

输入功率：

P

=

=6.9KW

输入转矩：

T

=

9.55

=

N/mm

Ⅲ轴（低速轴）

转速：

n

=

=

=14r/min

输入功率：

P

=6.6KW

输入转矩：

T3=9.55x

=9.55x

=4.5

N/mm

卷筒轴：

转速：

=14r/min

输入功率：

P

=

=P

=6.6

=6.4KW

输入转矩：

=9.55x

=4.3

N

各轴运动和动力参数表4.1

轴号

功率

（KW）

转矩（N

）

转速（

）

电机轴

7.5

7.46

960

1轴

7.2

2.1

320

2轴

6.9

9.7

98

3轴

6.6

4.5

14

卷筒轴

6.4

4.3

14

图4-1

第三章.齿轮设计

3.1高速级齿轮设计

3.1.1.选定齿轮类型，精度等级，材料及模数

1．按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动；

2．运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；（GB10095—88）

3．材料的选择。

由[2]表10-1选择小齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，大齿轮的材料为45钢（正火）硬度为200HBS，两者硬度差为40HBS；

4．选小齿轮齿数为Z

=24，大齿轮齿数Z

可由Z

=

得Z

=24

=78.36，取78；

3.1.2.按齿面接触疲劳强度设计

按公式：

1.确定公式中各数值

（1）试选K

=1.3。

（2）由[2]表10-7选取齿宽系数

=1。

（3）计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知：

T

=2.1

N

。

（4）由[2]表10-6查的材料的弹性影响系数Z

=189.8MP

（5）由[2]图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限

=580MP；大齿轮的接触疲劳强度极限

=560MP。

（6）由[2]图10-19取接触疲劳寿命系数K

=0.95；

K

=1.05。

（7）计算接触疲劳许用应力。

取失效概率为1

，安全系数S=1，有

[

]

=

=0.95

580=551MP

[

]

=

=1.05

560=588MP

2.计算确定小齿轮分度圆直径d

，代入[

]中较小的值

（1）计算小齿轮的分度圆直径d

，由计算公式可得：

=78.9mm

（2）计算圆周速度。

v=

=1.32m/s

（3）计算齿宽b

b=

=1

78.9=78.9mm

（4）计算模数与齿高

模数

齿高

（5）计算齿宽与齿高之比

（6）计算载荷系数K。

已知使用系数K

=1，据v=1.32m/s，8级精度。

由[2]表10-8得K

=1.07，

K

=1.46。

由[2]表10-13查得K

=1.40，由[2]图10-3查得K

=K

=1

故载荷系数：

K=K

K

K

K

=1

=1.56

（7）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径：

（8）计算模数m

m

=

3.1.3.按齿根弯曲疲劳强度设计

按公式：

1.确定计算参数

（1）计算载荷系数。

K=K

K

K

K

=1

=2.35

（2）查取齿形系数

由[2]表10-5查得Y

=2.65，Y

=2.17

（3）查取应力校正系数

由[2]表10-5查得Y

=1.58，Y

=1.80

（4）由[2]表10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极

=330MP，大齿轮的弯曲疲劳强度极限

=310MP

（5）由[2]图10-18取弯曲疲劳寿命系数K

=0.90，K

=0.95

（6）计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则有：

[

]

=212Mp

[

]

=210MP

（7）计算大、小齿轮的

，并加以比较

=0.01975

=

=0.0186

经比较大齿轮的数值大。

2.设计计算

m

=2.35

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取m=2.5mm，已可满足弯曲疲劳强度。

于是有：

=

=31.56

取Z

=31，则Z

2.5

=77.5

取

=77，新的传动比i

2.5

3.1.4.几何尺寸计算

1.计算分度圆直径

mm

（2）计算中心距

a

=135mm

（3）计算齿轮宽度

b=

B

=82.5mm，B

=77.5mm

3.1.5.大小齿轮各参数见下表

高速级齿轮相关参数（单位mm）表5-1

名称

符号

计算公式及说明

模数

m

2.5

压力角

齿顶高

2.5

齿根高

=（

+

）m=3.75

全齿高

=（

+

）m=5.62

分度圆直径

=mZ

=77.5

192.5

齿顶圆直径

=

m=82.5

=（

）m=197.5

齿根圆直径

m

=71.25

m

=186.25

基圆直径

=

=

中心距

表5-1

3.2低速级齿轮设计

3.2.1.选定齿轮类型，精度等级，材料及模数

1.按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动；

2.运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；（GB10095—8