机械设计展开式二级圆柱齿轮减速器.docx

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机械设计展开式二级圆柱齿轮减速器

课程设计题目：

展开式二级圆柱齿轮减速器

目　录

1、任务书………………………………………………….………………1

2、选择电动机……………………………………………………………3

3、确定传动装置的总传动比和分配传动比……………………………4

4、计算传动装置的运动和动力参数……………………………………4

5、减速器的结构设计……………………………………………………5

6、传动零件的设计计算…………………………………………………7

7、轴的计算………………………………………………………………16

8、键的选择和校核………………………………………………………25

9、轴承的的选择与寿命校核……………………………………………27

10、联轴器的选择………………………………………………………28

11、润滑方法、润滑油牌号………………………………………………28

12、设计小结……………………………………………………………28

13、参考资料……………………………………………………………30

1、韶关学院课程设计任务书

学生姓名

专业班级

2010级机械设计制造及其自动化1班

学号

指导教师姓名及职称

（靳伍银教授黄晨华副教授）

设计地点

信工楼5楼

设计题目

已知条件:

某车间零件传送设备的传动装置设计

某车间零件传送设备的传动装置，采用展开式二级圆柱齿轮减速装置。

连续单向运转，载荷平稳每日两班，工作5年，允许运输带速度误差为±5%，车间有三相交流电源。

本课程设计课题任务的内容和要求：

1）能从机器功能要求出发，拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析。

2）合理地选择电动机，能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷，合理地选择零件材料、热处理，正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。

3）能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维修、经济和安全等问题，对机械零部件进行结构设计。

4）图面符合制图标准，尺寸公差、形位公差及表面粗糙度标注正确，技术要求完整合理。

5）基本参数:

运输带主轴扭矩=950Nm输送带工作速度υ=0.85m/s滚筒直径D=380mm

对本课程设计工作任务及工作量的要求：

1）减速器装配图1张（A0或A1图纸）；

2）零件工作图2张（轴、齿轮）；

3）设计计算说明书一份，内容包括：

拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、低速轴（许用应力法和安全系数法）、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、参考文献等内容。

4．装配图设计（4天）

5.零件工作图设计（2天）

6．编写设计说明书（3天）

7．总结答辩（1天）

进度安排

1．设计准备（1天）

2．传动装置的总体设计（1天）

3．传动件的设计计算（3天）

主要参考文献

[1]龚桂义.机械设计课程设计指导书[M].第二版北京:

高等教育出版社,2001

[2]龚桂义.机械设计课程设计图册[M].第三版北京:

高等教育出版社,1989

[3]濮良贵.机械设计[M].第七版北京:

高等教育出版社,2001

[4]吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].第二版北京:

高等教育出版社1996

[5]王文斌.机械设计手册[M].第三版，一、二、三册北京:

机械工业出版社,2005

院系（或教研室）审核意见：

审核人签名及系公章：

2012年12月29日

任务下达人（签字）

2012年12月29日

任务接受人（签字）

2012年12月29日

备注：

1、本任务书由指导教师填写相关栏目，经系审核同意后，交学生根据要求完成设计任务。

2、本任务书须与学生的课程设计说明书（或论文）一并装订存档。

计算及说明

2、选择电动机

2.1选择电动机的类型

按工作要求和条件，选用三相笼式式异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。

2.2选择电动机的容量

1.带式输送机所需的功率

由[1]中公式（2-3）得：

2.计算电动机的输出功率

部分效率如下：

弹性联轴器：

（一个）

滚动轴承（每对）：

（四对）

圆柱齿轮传动：

（精度8级）

传动滚筒效率：

V带传动效率：

传动系数总效率:

电动机的输出功率：

3确定电动机的转速

根据动力源和工作条件，电动机的类型选用Y系列三相异步电动机。

电动机的转速选择常用的两种同步转速：

和

，以便选择。

1.计算滚筒的转速

由公式

计算输送带滚筒的转速：

2.确定电动机的转速

由参考文献可知两级圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为

，由参考文献[1]V带传动比范围为

，所以总传动比合理范围为

，故电动机转速的可选范围是：

符合这一范围的同步转速有1000r/min、1500r/min、3000r/min

由参考文献[1]中表8-53查得：

方案

电动机型号

额定功率

（kW）

电动机转速

n/（r/min）

同步转速

满载转速

1

Y132S-4

7.5

1500

1440

2

Y132M-6

7.5

1000

960

表8-53中，方案1转速高，电动机价格低，总传动比虽然大些，但完全可以通过带传动和两级齿轮传动实现，所以选择方案1。

其主要参数如下：

表2-1电动机相关参数

型号

额定功率

/kW

满载转速

/（r/min）

外伸轴径/mm

外伸轴长度/mm

中心高

/mm

Y132S-4

7.5

1440

38

80

132

3、确定传动装置的总传动比和分配传动比

1计算总传动比

由电动机的满载转速

和工作机主动轴的转速

可得总传动比

2.合理分配各级传动比

取带传动传动比2.5，则两级减速器传动比

则双级直齿圆柱齿轮减速器高速级传动比为

，

低速级传动比为

4、计算传动装置的运动和动力参数

1各轴的转速计算

2各轴输入功率计算

3各轴输入扭矩计算

各项指标误差均介于+5%～-5%之间。

各轴运动和动力参数见表4：

表2-4各轴运动和动力参数

轴号

功率P（kw）

转矩T（

）

转速n（r/min）

I轴

5.16

85.55

576

Ⅱ轴

4.91

353.30

132.72

III轴

4.67

1041.78

42.81

滚筒轴（IV轴）

4.53

950.08

42.81

5、减速器的结构设计

采用HT200铸造箱体，水平剖分式箱体采用外肋式结构。

箱内壁形状简单，润滑油流动阻力小，铸造工艺性好，但外形较复杂。

箱体主要结构尺寸如下:

名称

符号

尺寸关系

箱座壁厚

箱盖壁厚

箱座凸缘厚度

箱盖凸缘厚度

箱底座凸缘厚度

箱座箱盖肋厚

、

箱座

箱盖

地脚螺钉直径

20

地脚螺钉数目

6

轴承旁联接螺栓直径

取

箱盖、箱座联接螺栓直径

取

轴承盖螺钉直径和数目

、

观察孔盖螺钉直径

取

、

、

至箱壁外距离

统一取30mm

、

、

至凸缘边缘的距离

统一取25mm

外箱壁至轴承座端面的距离

齿轮顶圆至箱体内壁的距离

≥1.2δ≈10mm

齿轮端面至箱体内壁的距离

≥δ≈12mm

轴承端面至箱体内壁的距离

轴承用脂润滑取15mm

6、传动零件的设计计算

1V带传动设计计算

1、确定计算功率

由[2]中表8-7查得工作情况系数

由[2]中公式8-21：

2、选择V带的带型

根据

及

由[2]中图8-11选用A型

3、确定带轮的基准直径

并验算带速

①初选小带轮的基准直径

由[2]中表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径

②验算带速

按[2]中公式8-13验算带的速度

因为

故带速合适。

③计算大带轮的基准直径。

根据[2]中公式8-15a计算大带轮的基准直径

由[2]中表8-8取

4、确定V带的中心距

和基准长度

①根据[2]中公式8-20，

得:

543

1050

初定中心距

②由[2]中公式8-22计算所需的基准长度

由[2]中表8-2选带的基准长度

③计算实际中心距

由[2]中公式8-23计算

5、验算小带轮上的包角

根据[2]中公式8-25计算：

6、计算带的根数z

①计算单根V带的额定功率

由

和

查[2]中表8-4a得

根据

和A型带查[2]中表8-4b得

查[2]中表8-5得

，查[2]中表8-2得

于是由[2]中公式8-26：

②计算V带的根数z

取4根

7、计算单根V带的初拉力的最小值

根据[2]中公式8-27：

其中q由[2]中表8-3得A型带

应使带的实际初拉力

。

8、计算压轴力

压轴力的最小值由[1]中公式8-28得：

9、带轮结构设计

查[2]中表8-10得大、小带轮总宽度：

V型带传动相关数据见表3-0。

表3-0V型带传动相关数据

计算功率

（kw）

传动比

i

带速

V（m/s）

带型

根数

单根初拉力（N）

压轴力

（N）

5.918

2.5

9.42

A

4

134.78

1031.95

小带轮直径

（mm）

大带轮直径（mm）

中心距

（mm）

基准长度

（mm）

带轮宽度（mm）

小带轮包角

90

125

468

1800

63

146.3

高速级齿轮设计

1.选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数

按照已经选定的传动方案，高速级齿轮选择如下：

1.齿轮类型选用直齿圆柱齿轮传动

2.齿轮精度等级带式输送机为一般机器速度不高，按照[2]中表10-8，选择8级精度（GB10095-88）

3.材料由[2]中表10-1选择：

两者材料硬度差为40HBS

小齿轮40Cr调质硬度280HBS

大齿轮45钢调质硬度240HBS

4.试选择小齿轮齿数24大齿轮齿数

取105

2按齿面接触强度设计

1.确定公式内各计算数值

①试选载荷系数

②小齿轮转矩

③由文献[2]中表10-6查得材料弹性影响系数

④齿宽系数：

由文献[2]中表10—7知齿宽系数

⑤由文献[2]中图10-21d按齿面硬度查得齿轮接触疲劳强度极限：

⑥计算应力循环次数

⑦由文献[2]中图10-19取接触疲劳寿命系数

⑧计算接触疲劳许应力取失效概率为1%安全系数S=1

由文献[2]中式10-12

⒉计算由式

①试算小齿轮分度圆直径

②计算圆周速度

③计算齿宽b

④计算齿宽与齿高比

模数

齿高

⑤计算载荷系数

据

8级精度。

由图10-8查动载荷系数

直齿轮

由文献[2]中表10-2查得使用系数

由文献[2]中表10-4用插值法查得

8级精度、小齿轮相对支承非对称布置时

由

在文献[2]中查图10-13得

故载荷系数

⑥按实际的载荷系