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1、机械设计基础课程设计说明书设计题目： 单级圆柱齿轮减速器 学院： 航空航天与力学学院 专业： 航空航天类班级： 学号： 设计人： 指导老师： 完成日期： 2011年7月15日 目录1) 传动方案.32) 电动机的选择.33) 计算总传动比及分配各级的传动比.44) 运动参数及动力参数计算.45) 传动零件的设计计算.46) 输入轴的设计计算.117) 输入轴滚动轴承的选择及校核计算.188) 输入轴键联接的选择及计算.209) 输出轴的设计计算.2110) 联轴器的选择.2211) 输出轴滚动轴承的选择及校核计算.2712) 输出轴键联接的选择及计算.2913) 减速器附件的选择.3014)
2、润滑与密封.3215) 参考资料目录.331.传动装置的总体设计1.1传动方案（1） 工作条件：带式运输机传动装置，使用年限10年，工作为二班工作制，单向运转，有轻微震动（2）原始数据： 带牵引力F= 2.9kN； 带速V=1.4m/s；滚筒直径D=400mm；1.2电动机的选择计算项目设计计算及说明结果1.选择电动机根据用途选用Y系列三相交流异步电动机3.电动机转速的确定由nw=Vw*60*1000/D得传送带滚筒的转速为= 60*1000*1.4/(3.14*400)=67r/min按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ia=36。取V带传动比I1=24，则
3、总传动比理时范围为Ia=624。故电动机转速的可选范围为nd=Ian筒=（624）67r/min=402-1608r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有两种适用的电动机型号：因此有两种传支比方案：如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min。满载速率为960r/min,型号为Y132M2-6nm=960r/min1.3计算总传动比及分配各级的传动比计算项目设计计算及说明结果1. 总传动比i总=n电动/n筒=960/67=14.33i总
4、=14.332. 分配各级的传动比据指导书P7表1，取齿轮i齿轮=3(单级减速器i=36合理）（1） i总=i齿轮I带i带=i总/i齿轮=14.33/3=4.78i齿轮=3i带=4.781.4运动参数及动力参数计算计算项目设计计算及说明结果1.各轴转速nI=n电机=960r/minnII=nI/i带=960/3=320(r/min)nIII=nII/i齿轮=320/4.78=67(r/min)nI=960r/minnII=320(r/min)nIII=67(r/min)2.各轴功率PI=P工作=4.67kwPII=PI带=4.670.96=4.48KWPIII=PII轴承齿轮=4.480.99
5、0.97=4.30KWPI=4.67kwPII=4.48KWPIII=4.30KW3. 各轴扭矩TI=9550PI/nI=95504.67/960=46.46NmTII=9550PII/nII=95504.48/960=133.70 NmTIII=9550PIII/nIII=95504.30/67=612.91 NmTI=46.46NmTII=133.70 NmTIII=612.91Nm2.传动件的设计计算2.1减速器外传动件的设计计算项目设计计算及说明结果1.确定设计功率查表13-8得：kA=1.2PC=KAP=1.24.67kw=5.60kwPC= 5.60kw2.选择带型根据PC=5.6
6、0kw，n1=960r/min,由图13-15选用A型V带选用A型V带3. 确定带轮基准直径由课本表13-9得，小带轮基准直径不应小于75mm，则取dd1=125mm dd2=n1/n2dd1=3125=367.5mm由表13-9，取dd2=375mmdd1=125mmdd2=367.5mm4. 验算带速带速V：V=dd1n1/（601000）=125960/（601000） =6.25m/s在525m/s范围内，带速合适。带速合适5.确定带长和中心矩初步选取中心距a0=1.5(dd1+dd2)=1.5（125+375）mm=750mm符合0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)由式1
7、3-2得带长：L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2750+1.57(125+375)+(375-125)2/（4500） =2306mm查表对A型带适用Ld=2500mm根据13-16得实际中心距：aa0+（Ld-L0）/2=750+（2500-2306）/2=847mma0=750mmL0=2306mma=847mm6. 验算小带轮包角1=1800-（dd2-dd1）/a57.30 =1800-（375-125）/84757.30=16301200 合适1=16307.确定带的根数根据课本13-3得P1=1.37KW根据课本13-5P1=0.11KW根
8、据课本表（13-7）K=0.96根据课本表（13-8）KL=1.09得Z=PC/P=PC/(P1+P1)KKL =5.6/(1.37+0.11) 0.960.96 =3.62取4根z=48. 计算轴上压力由课本表13-1查得q=0.1kg/m，由式（13-17）单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2=5005.6/（45.03）(2.5/0.96-1)+0.16.252N =184N则作用在轴承的压力FQ=2ZF0sin1/2=24184sin163/2N=1456NFQ=1456N2.2减速器内传动的设计计算计算项目设计计算及说明结果1. 选择齿轮材料及精度等级因
9、要求结构紧凑故采用硬齿面的组合。小齿轮选用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC。大齿轮选用20Cr，渗碳淬火，齿面硬度为56-62HRC； 选择9级精度。小齿轮：20CrMnTi渗碳淬火；大齿轮：20Cr渗碳淬火9级精度2.计算主要传动尺寸小齿轮Hlim1=1500MPa,FE1=850MPa;大齿轮Hlim2=1500MPa,FE2=850MPa。取SH=1，SF=1.25取ZH=2.5,ZE=189.8F1= F2=FE1/SF=680 MPaH1= H2=Hlim1/SH=1500 MPa2)按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按9级精度制造。取载荷系数K=1.3，齿宽系数d=0.
10、8小齿轮上的转矩为T1=9.55106P/n1=9.551064.48/320 =1.34105Nmm初选螺旋角 =15齿数 取z1=30,则z2=4.7830=143.4143，取z2=143实际传动比 i=z2/z1=4.77i=(4.78-4.77)/4.78=0.22% YFa2 YSa2/F2=0.0058故应对小齿轮进行弯曲强度计算。法向模数mn(1/3=1.59mm由表取mn=2mm。中心距 a=mn(z1+z2)/2cos=179.10mm取a=180mm.确定螺旋角 =arccos(mn(z1+z2)/2a)=16153”齿轮分度圆直径 d1=mnz1/cos=62.438m
11、m d2= mnz2/cos=297.572mm齿宽 b=dd1=49.950mm取 b2=50mm,b1=55mm3)验算齿面接触强度H=ZEZHZ(2KT1(u+1)/bd12u)1/2=684 MPa0.26x=0.56 y=1.71 P= xFr+yFa=0.56*2828+1.71*1230=3687N轴承寿命计算LH=16670/n(ftCr/Pfp) =16670/320(125800/1.1*3687)3=13408h 3.4年三年为检修期更换滚动轴承，预期寿命足够计算当量动载荷：Fa=0NC0r=17800NFa/C0r=0.069接近0.056E=0.26Fr=（21402
12、+4812+29122）0.5=NFa/ Fr=0P= xFr+yFa=3646N轴承寿命计算LH=16670/n(ftCr/Pfp) =16670/320(125800/1.1*3646)3=13865h 3.5年三年为检修期更换滚动轴承，预期寿命足够轴承预期寿命足够轴承预期寿命足够4. 键的校核（1）齿轮处的键轴径d2=37.5mm T=133.70Nm查指导书选用A型平键键832 GB1096-79 h=8mml=L-b=32-10=34mm 校核挤压强度条件p=4T/dhl=4133700/（37.5822）=81.0Mpa由表10-10：钢，轻微冲击p=100 Mpapp强度合格（2
13、）连接带轮的键查指导书选用C型平键键C840 GB1096-79 h=7mml=L-b/2=40-8/2=36mm 校核挤压强度条件p=4T/dhl=4133700/（25736）=84.9Mpa由表10-10：钢，轻微冲击p=100 Mpap0.26x=0.56 y=1.71 P= xFr+yFa=0.56*3239+1.71*1230=3917N轴承寿命计算LH=16670/n(ftCr/Pfp) =16670/67(124500/1.1*3917)3=45733h 11.4年预期寿命足够计算当量动载荷：Fa=1230NC0r=19200NFa/C0r=0.064接近0.056E=0.26
14、Fr=（21402+8122+）0.5=2311N3917预期寿命足够Fr=3239N轴承预期寿命足够轴承预期寿命足够4. 键的校核（1）齿轮处的键轴径d2=63mm T=612.91N*m查指导书选用B型平键键1840 GB1096-79 h=11mml=L =40=40mm 校核挤压强度条件p=4T/dhl=4612910/（631140）=85Mpa由表10-10：钢，轻微冲击p=100-120 Mpapp强度合格（2）连接联轴器的键查指导书选用C型平键键C1470 GB1096-79 h=9mml=L-b/2=70-14/2=63mm 校核挤压强度条件p=4T/dhl=4612910/
15、（45963）=96Mpa由表10-10：钢，轻微冲击p=100-120 Mpapp强度合格齿轮处的键强度合格连接联轴器的键强度合格7.减速器箱体的结构尺寸计算项目设计计算及说明结果箱体壁厚=0.025a+=5.58=8箱盖壁厚=0.02a+=4.61.2 =10mm=10mm齿轮端面与内箱壁的距离 =8mm=10mm轴承端面至箱体内壁的距离3=103=10 箱盖、箱座肋板厚=0.85=6.8mm m=0.85=6.8mm=6.8mmm=6.8mm 轴承端盖外径=135mm 120mm=135mm 120mm8.加速器的润滑、密封和润滑油牌号到底选择设计项目计算及说明主要结果齿轮的润滑选择润滑
16、方式：3.14*62.428*320/(60*1000).05/采用浸油润滑。齿轮浸油深度h=10mm。油总深度h0=30mm使用L-AN68润滑油箱体内所装润滑油量为V=5.6*7.5*42.9=1801.8 cm3该减速器所传递的功率P=4.67kW，对于单级减速器，每传递1kW的功率，需油量为V0=350-700cm3，则该减速器所需油量为V=PV0=4.67*（350-700）cm3=1634.5-3269 cm3润滑油量基本满足要求.05/h=10mmh0=56mm轴承的润滑采用脂润滑采用脂润滑密封轴承与齿轮之间设封油盘轴承端盖采用毡圈密封毡圈密封9.小结这一次的课程设计我觉得是十分
17、辛苦的。将平时在课堂上学的东西应用到实际当中，让我受到锻炼，也遇到了很多困难。首先在计算的过程中，由于缺少经验，我就遇到了很多难题，在轴的计算中不知道改了多少遍才得到自己满意的答案。后来CAD画图让我提高了看图和做图能力，也让我应用CAD的能力提高了很多。整个过程中自己学习和查找资料也是十分重要的，这让我收获很大。另外为了在期限之内完成任务，大部分同学都选择了通宵奋战，虽然很辛苦但是还是靠着一点信念和毅力坚持下来了。参考资料1.机械设计/机械设计基础课程设计 王昆等 高等教育出版社2.减速器设计实例精解 张春宜等 机械工业出版社3.机械设计基础 杨可桢等 高等教育出版社4.互换性与技术测量 廖念钊等 中国计量出版社
