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1、机械设计课程设计课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算系别机械系专业机械设计与制造班级17机制 17701 班姓名学号指导老师完成日期2018年 6月 27日目录第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明2.1课题题目2.2主要技术参数说明2.3传动系统工作条件2.4传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算3.1减速器结构3.2电动机选择3.3传动比分配3.4动力运动参数计算第四章齿轮的设计计算 ( 包括小齿轮和大齿轮)4.1齿轮材料和热处理的选择4.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2齿轮弯曲强度校核4.2.3齿轮几何尺寸的确定4.3齿轮

2、的结构设计第五章轴的设计计算 ( 从动轴 )5.1轴的材料和热处理的选择5.2轴几何尺寸的设计计算5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2轴的结构设计5.2.3轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择6.1轴承的选择及校核6.2键的选择计算及校核6.3联轴器的选择第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1润滑的选择确定7.2密封的选择确定7.3 减速器附件的选择确定7.4 箱体主要结构尺寸计算第八章总结参考文献第一章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

3、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、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图

4、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。第二章课题题目及主要技术参数说明2.1 课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及 V 带传动。2.2主要技术参数说明输送带的最大有效拉力 F=1150N，输送带的工作速度 V=1.6 m/s，输送机滚筒直径 D=260 mm。2.3传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；两班制（每班工作 8小时），要求减速器设计寿命为 8年，大修期为3年，中批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。2.4传动系统方案的选择图 1

5、带式输送机传动系统简图计算及说明结果第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算3.1减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。3.2电动机选择（一）工作机的功率PwPw =FV/1000=11501.6/1000=1.84kw（二）总效率总2总=带齿轮联轴器滚筒轴承= 0.96 0.98 0.99 0.96 0.9920.876（三）所需电动机功率Pd电动机选用：PdPw /总1.84/0.8762.100(KW )Y100L2-4查机械零件设计手册得P= 3 kwed电动机选用 Y112M-4n 满 = 1420 r/min3.3传动比分配工作机的转速 n=601000v/ （D）=60

6、10001.6/(3.14 260)=117.589r/mini总 n满 / n1420 /117.58912.076(r / min)取 i带 3则 i齿 i 总 / i 带12.076/3 4.025i带 33.4动力运动参数计算i齿 =4.025（一）转速 n计算及说明结果n0= n 满=1420（r/min）n I= n 0/i 带= n 满/i 带=1420/3=473.333（r/min）nII= nI/ i齿=473.333/4.025=117.589（ r/min）nIII= nII=117.589（ r/min）（二） 功率 PP0Pd1.612(kw)P1P0 带2.100

7、0.941.974(kw)P2P1 齿轮轴承1.9740.980.991.916( kw)P3P2 联轴器轴承1.9160.990.991.875(kw)（三）转矩 TT09550P0 / n095502.100/1420=14.126(N m)T1T0带 i带14.1260.963 40.684(Nm)T2T1齿轮轴承 i 齿40.6840.98 0.994.025= 158.872(Nm)T3T2联轴器轴承 i 齿带158.8720.990.991= 155.710(N m)计算及说明结果将上述数据列表如下：轴号功率NT /P/kW/(r.min-1 )(N m)i02.100142014

8、.12630.9611.974473.33340.68421.916117.589158.8724.0250.9731.875117.589155.71010.98第四章齿轮的设计计算4.1齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用 45 号钢，调质处理， HB236大齿轮选用 45 号钢，正火处理， HB 1904.2齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得H lim 1580MPa ,H lim 2530MPa ,SHlim= 1F lim 1215MPa ,F lim 2200MPa , SF lim1n1 / n2 473.333 /117.589

9、4.025由机械零件设计手册查得ZN1=ZN2=1Y N1= YN2 = 1.1由H lim 1 Z N 15801H 11580MPaSH limH lim 2 ZN 25301H 21530MPaSH lim计算及 说 明结果F lim 1YN12151.1244 MPaF 11SF limF lim 2YN 22001.1204MPaF 21SF lim（一）小齿轮的转矩 T IT19550 P1 / n195501.974/473. 37742.379 (Nm)（二） 选载荷系数 K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，

10、取K1.1（三）计算尺数比=4.025（四）选择齿宽系数d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取d 1（五）计算小齿轮分度圆直径d 1d1 计算及说明331.1 40.684 (4.025 1)d1 766KT I ( u 1)=766d H 2 2 u1 5302 4.025= 44.714( mm)（六）确定齿轮模数mad1144.74.025112.343 mm212m =(0.0070.02)a = (0.007 0.02) 185.871取 m=2（七）确定齿轮的齿数Z1 和 z2d144.714取Z1= 24Z122.36m3Z2Z14.025 2

11、4 96.6取Z2= 96（八）实际齿数比Z 296Z1424齿数比相对误差0.006YF 2 /F 2 =2.19/204=0.0107计算大齿轮齿根弯曲应力为计算及说明2000KT1YF 12000 101.741 2.63F 166 3222B2 m2 Z 240.952(MPa )F 1齿轮的弯曲强度足够4.2.3齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径 da*由机械零件设计手册得h a =1c = 0.25d a1d12ha1Z12ham(242 1)254(mm)d a 2d 22ha 2Z 22ham(9621)2196(mm)齿距P = 23.14=6.28(mm)齿根高h fh acm2

12、.5(mm)齿顶高hah a m122(mm)齿根圆直径 d fd f 1d12h f48 22.543(mm)d f 2d 22h f1922 2.5187( mm)4.3齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径d=50( mm)轮毂直径D1 =1.6d=1.6 50=80(mm)轮毂长度LB266(mm)轮缘厚度 0 = (34)m = 6 8(mm)取0 =8轮缘内径D 2 = d a 2 -2h-20=196-24.5-28结果强度足够da1=54mmda 2 =196mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.

13、5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm计算及说明结果= 171(mm)取 D2 = 170(mm)腹板厚度c=0.3 B2 =0.348=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直径D 0 =0.5( D1 + D 2 )=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直径 d0=0.25（ D 2 - D1 ）=0.25（ 170-80）=22.5(mm)取 d0 =20(mm)齿轮倒角 n=0.5m=0.5 2=1齿轮工作如图 2 所示：计算及说明结果第五章轴的设计计算5.1轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选 45 号钢，调质处理， HB217 255b =6

14、50MPas =360MPa1 =280MPa5.2轴几何尺寸的设计计算5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径33从动轴 d 2 =cP2=1151.955 =29.35D2=32mmn2117.587考虑键槽 d2 =29.351.05=30.82选取标准直径 d 2 =32 mm5.2.2轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。5.2.3轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力F t = 2000T2 =2000158.872/192=1654.92d 2径向力F= Fttan=1654.92tan20=602.34r由于为直齿轮，

15、轴向力Fa =0作从动轴受力简图：（如图 3 所示）从动轴RARBFtFrRHARHBFt水平面弯矩RvARvBFt垂直面弯矩合力弯矩扭矩危险截面当量弯矩从动轴受力简图计算及说明结果L=110mmRHA = RHB =0.5 F t =0.5 1654.92=827.46( N )M HC =0.5 RHA L=827.46110 0.5/1000=51.72( N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.5602.34 =301.17(N m)M VC =0.5 RVA L=501.17110 0.5/1000=36.4( N m)转矩 T=158.872( Nm)校核MC= MHC2

16、M VC2 = 51.72 218.822 =55.04( N m)M e = M C2aT 2 = 55.0420.6 158.872 2 =118.42( N m)由图表查得，1 b =55MPa3d 10M0.13e=10118.42 =29.21(mm)1 b0.1* 55考虑键槽 d=29.21mm 45mm则强度足够第六章轴承、键和联轴器的选择6.1轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6207 2个（GB/T276-1993）从动轴承 6209 2 个从 动 轴（GB/T276-1993）承2 个寿命计划：计算及

17、说明结果两轴承受纯径向载荷P= F r=602.34X= 1Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209，基本额定功负荷C r =25.6KNft =1=3106ft Cr1063=25.6 1 1000L10h =P117.589=1088120160n260602.34预期寿命为： 8年，两班制L=8300 16=38400L10h轴承寿命合格6.2键的选择计算及校核（一）从动轴外伸端 d=42，考虑键在轴中部安装故选键 1040 GB/T1096 2003， b=16， L=50，h=10，选 45 号钢，其许用挤压力p =100MPaF t=4000TI=4000158.872p =hld

18、8=82.75 phl30 32则强度足够，合格从 动 轴外 伸 端键 10 40GB/10962003（二）与齿轮联接处d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键 1452 GB/T1096 2003，b=10mm，L=45mm ， h=8mm ，选 45号钢，其许用挤压应力与 齿 轮联 接 处p =100MPa键 1452GB/T109p =F t=4000TI=4000158.872=45.392 p62003h lhld83550则强度足够，合格计算及说明结果6.3联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3

19、TC =9550 KPII =9550 1.3 1.916 =202.290nII117.589选用 TL8 型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩T n =250，选用 TL8TC T n 。采用 Y 型轴孔，A 型键轴孔直径 d=3240，选 d=35，型 弹 性套 住 联轴孔长度 L=82轴器TL8 型弹性套住联轴器有关参数许用外键公称转速轴孔轴孔径轴孔槽型号转矩n/直径长度D/m材料类T/(Nm)1d/mmL/mm类型（ r m型minTL625033003582160HT20A 型Y 型0第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图7.1 润滑的选择确定7.1.

20、1 润滑方式1. 齿轮 V=1.2 12 m/s应用喷油润滑，但考虑成齿轮浸油本及需要，选用浸油润滑润滑2.轴承采用润滑脂润滑轴 承 脂7.1.2 润滑油牌号及用量润滑计算及说明结果1. 齿轮润滑选用 150 号机械油，最低最高油面距10 20mm，齿 轮 用150 号机械油需油量为 1.5L 左右2.轴承润滑选用 2L 3 型润滑脂，用油量为轴承间轴 承 用2L3 型隙的 1/3 1/2 为宜润滑脂7.2 密封形式1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于 V3（ m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部7.3 减速器附件的选择确定列表说明如下：计算及说明结果名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M6 16GB 57821986螺栓安装端盖24Q235M8 25GB 57821986销定位235A6 40GB 117 1986垫圈调整安装365