课程设计一级减速器

1、机械设计课程设计设计说明书设计题目 一级减速器学校：xx 设计者：xx 学号：xx 指导老师：xx 2015年12月 目录一 、课程设计任务书及传动装置总体设计3一、课程设计任务书3二、传动方案拟定4二、电机4三、V带选择5A.总传动比5B.分配传动比5C、确定带轮的基准直径并验证带速6D、计算大轮的基准直径6E、确定V带的中心距a和基准长度6F、计算小轮上的包角7G、计算带的根数z7H、计算单根V带的初拉力7四、计算传动比以及各轴动力参数8A、有前计算可得总传动比8B、计算传动装置的运动和动力参数81、各轴的转速82、各轴的输入功率93.各轴的输入转矩9五、齿轮的选择10A.选定齿

2、轮类型、精度等级、材料及齿数10B. 按齿面接触疲劳疲劳强度设计10（一）设计准则:先由齿根弯曲疲劳强度计算，再按齿面接触疲劳强度校核。10（二）调整小齿轮分度圆直径12C、按齿根弯曲疲劳强度设计13（一）模数计算13（二）调整齿轮模数14D、几何尺寸的计算15（一）计算分度圆直径15（二）计算中心距15（三）计算齿轮宽度16（四）其他几何尺寸的计算（，）16结论：16六、轴的设计17A、轴上的功率P、转速n，以及转矩T17B、确定轴的最小直径17C、轴的结构设计18（一）拟定轴上零件的装配方案18（二）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度18D、轴的强度校核20轴20轴21七、键联接选择

3、及校核22A、键类型的选择221、轴的材料222、两轴的尺寸确定223.键类型的校核22课程总结24设计小节26参考文献27一 、课程设计任务书及传动装置总体设计一、课程设计任务书（1） 设计题目：设计带式运输机传动装置（2） 原始数据：输送带牵引力：Fmax=1900N 输送带线速度：v=1.1m/s 鼓轮直径：D=240mm（3） 工作条件：1、带式输送机用以运送土方、碎石等； 2、输送机工作载荷稳定； 3、输送带卷筒的传动效率为0.96； 4、工作寿命8年，每年300个工作日，每日工作16小时； 5、运转方向不变。（4）  设计任务要求：  1、按照生产图纸

4、要求，设计三角带传动和齿轮减速器传动部件，绘制1张部件装配图和 2张零件工作图（齿轮、轴）。 2、按规定格式编制设计计算说明书一份二、传动方案拟定（一）传动方案 采用带传动与单级圆柱齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。（二）整体传动示意图如下： 二、电机其中 电动机的输出功率功率 按下式 式中为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率由试=*由表2-4滚动轴承效率=0.98：滑块联轴器传动效率= 0.98：齿轮传动效率=0.97（7级精度一般齿轮传动）(机械零件手册p5)则=0.859所以电动机所需工作功率

5、为 按表2-1推荐的传动比合理范围，两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比 由 得， 鼓轮的转速n=87.5r/min所以根据机械设计课程设计手册p167 表12-1所以电动机转速的可选范围为选择 Y100L2-4型电机，其同步转速为1500r/min,满载转速为1430r/min，额定功率3kw，机座中心高100mm。其他参数见表格。三、V带选择A.总传动比 B.分配传动比 带传动比 根据带传动时 因为P=3kw，且每天工作16小时，故根据机械设计P156，表8-8可得， =1.1，=1.1*3=3.3kw根据、由图8-11选择A型C、确定带轮的基准直径并验证带速 由机械设计P155、157表8-7

6、、8-9， 并且电机的机座高度为100mm，故取小轮的基准直径为 验证带速 因为5<v<30,故带速合适。D、计算大轮的基准直径 取带轮的传动比故根据机械设计P157，表8-9，取标准值E、确定V带的中心距a和基准长度因为初定中心距 =500mm又因为 由表8-9，取标准值又 所以中心距的变化范围为495549mm。F、计算小轮上的包角 >120 G、计算带的根数z（1）计算单根V带的额定功率。 根据并且，根据机械设计表8-4得 又根据，i=3和A型带，查表8-5得 kw查表8-6得，表8-2的，于是 （2）计算V带根数z 所以，取3根。H、计算单根V带的初拉力 由机械设计表

7、8-3得A型带的单位长度质量q=0.105kg/m，所以 J、计算压轴力 综上所述：选用A型普通带3根，基准长度为1640mm。带轮基准直径，中心距控制在495549mm，单根带初拉力为。四、计算传动比以及各轴动力参数A、有前计算可得总传动比 ，又因为，所以齿轮的传动比 B、计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴的转速 电机轴 I轴 II轴 鼓轮轴 2、各轴的输入功率因为根据机械设计课程设计手册得，V带效率所以： 电机轴 I轴 II轴 鼓轮轴 3.各轴的输入转矩电机轴 I轴 II轴 鼓轮轴 将上述计算结果汇总与下表，以备查用。项目电机轴I轴II轴鼓轮轴转速（r/min）1500489.887.

8、587.5功率P（kw）32.882.632.48转矩T（Nm）19.156.1287.0270.8传动比i3.15.51效率0.960.910.94五、齿轮的选择A.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，硬齿轮面闭式传动，压力角为 。2.运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。3.材料选择。由机械设计，选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度为280HBS，大齿轮为45钢（渗碳淬火），硬度为240HBS，二者材料硬度差不多。4.选小齿轮的齿数，大齿轮齿数 取 （使得齿数互质）B. 按齿面接触疲劳疲劳强度设计（一）设计准则:先由齿根弯曲疲劳

9、强度计算，再按齿面接触疲劳强度校核。 1.确定公式内的各参数值1) 试选；2) 有前可得 小齿轮传递的转矩3) 根据机械设计表10-7，选取齿宽系数4) 根据机械设计表10-20，因为变位系数为0，且，选取区域系数。5) 根据机械设计表10-5，查的材料的弹性影响系数 6) 因为重合系数且7) 计算接触疲劳许用应力由机械设计图10-25d查的小齿轮和大齿轮的接触疲劳强度极限分别为 、所以应力循环次数 又解除疲劳寿命系数、 取失效效率为1%，安全系数S=1，所以 取和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 2.计算小齿轮分度圆直径（二）调整小齿轮分度圆直径1.计算实际载荷前的数据准备1)

10、圆周速度v。 2) 齿宽b。2.计算实际载荷系数1) 根据机械设计表10-2，使用系数2) 根据v=3.82m/s、7级精度，由图10-8查的动载系数 3) 齿轮的圆周力 查表10-3得齿间载荷分配系数 4) 查表10-4可得，齿向载荷分布系数所以实际载荷为 5) 由实际载荷系数算得的分度圆直径 这此时，模数 C、按齿根弯曲疲劳强度设计（一）模数计算 确定公式中的各参数值1) 试选2) 计算弯曲疲劳强度 3) 计算由图10-17可得，齿形系数, 由图10-18可得，应力修正系数， 由图10-24c可得，小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为，。 由图10-22查的弯曲疲劳寿命系数， 取弯曲疲劳

11、安全系数S=1，所以 因为大齿轮的大于小齿轮的值，所以取计算模数 （二）调整齿轮模数1.计算实际载系数荷前的数据准备1) 圆周速度v。 2) 齿宽b。3) 宽高比 2.计算实际载荷系数 1) 根据v=2.69m/s、7级精度，由图10-8查的动载系数 2) 齿轮的圆周力 查表10-3得齿间载荷分配系数 3) 查表10-4可得，齿向载荷分布系数，结合，查表可得， 所以载荷系数为 按实际载荷系数算得齿轮模数 对比结果，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设计的模数。根据弯曲疲劳强度算得的模数1.40，并就近选取标准值m=2mm，按齿面接触疲劳强度计算的分度圆直径，算得小齿轮齿数。取

12、，则大齿轮齿数，取，它们互为质数。D、几何尺寸的计算（一）计算分度圆直径 （二）计算中心距（三）计算齿轮宽度 考虑到安装误差，为了保证设计齿宽b和节省材料，一般将小齿轮加宽（510）mm，即 取，而大齿轮。（四）其他几何尺寸的计算（，）齿顶高 由于正常齿轮， 所以齿根高 由于正常齿 所以全齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 结论：齿数，压力角，中心距，齿宽，。小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度为280HBS，大齿轮为45钢（渗碳淬火），硬度为240HBS。齿轮采用7级精度。 六、轴的设计A、轴上的功率P、转速n，以及转矩T 由前面分析可得 项目电机轴I轴II轴鼓轮轴转速（r/min）150048

13、9.887.587.5功率P（kw）32.882.632.48转矩T（Nm）19.156.1287.0270.8传动比i3.15.51效率0.960.910.94B、确定轴的最小直径根据式估算出轴的最小直径。选取轴的材料为应用最为广泛的45钢，调制处理。很据机械设计基础表15-3，取，于是可得因为轴I上有,1个键槽，将计算值加大6%，·应为21.43mm，同理，因为轴II上有两个键槽，故将计算值加大12%，dmin应为39.00mm。输出轴的最小直径应为安装联轴器的直径，为了使所选轴的直径和与联轴器的孔径想适应，故须同时选择联轴器的型号。联轴器的选择联轴器根据计算，因为转矩很小，故选

14、择，则 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件。根据机械设计课程设计手册表8-5可得，选取轴I的联轴器为LT5型的弹性柱销联轴器，其公称转矩为125Nm，半联轴器的孔径d=25mm，故取，半联轴器与轴配合的毂孔长度;选取轴II的联轴器为LT7型的弹性柱销联轴器，其公称转矩为500Nm，半联轴器的孔径d=40mm，故取，半联轴器与轴配合的毂孔长度。C、轴的结构设计（一）拟定轴上零件的装配方案根据本减速器的实际功用，故选用如图所示的专配方案。（二）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1. I-II段的直径需要一个轴肩，又因为对于定位轴间，所以取， ，。半联轴器与轴配合的毂孔长,为了保证轴端挡圈

15、只压在半联轴器上而不是轴上，所以轴的长度应该比和略短一些，所以取， 2. 初步选择滚动轴承。因为同时承受径向力和轴向力，故选择圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据，。 根据机械设计课1程设计手册表6-7可得，对于轴I，选择02尺寸系列，标准精度的单列圆锥滚子轴承30206，它的尺寸为，故，而 ，同时，查表可得30206型轴承的定位轴肩高h=6mm。因此，取；同理，对于轴II，选择02尺寸系列，标准精度的单列圆锥滚子轴承30209，它的尺寸为，故，而 ，同时，查表可得30208型轴承的定位轴肩高h=7mm。因此，取。3. 取安装齿轮处轴端的直径，齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。由前面可得齿毂的

16、宽度，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴端应当略短于轮毂宽度，故取，齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，由轴径，查表15-2可得，R=1.6，故取，则轴环处的直径，。轴环宽度,取 4. 轴承端盖的总宽度为20cm。根据轴承盖的拆装方便以及对于轴承的润滑要求，取。5. 取齿轮距离内壁，考虑箱体铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应该距离箱体内壁一段距离s，取s=8mm，已知滚子轴承的,所以又因为单级减速器，齿轮位于中间，所以 D、轴的强度校核轴1) 按弯矩复合强度计算 作用在齿轮上的 圆周力： 作用在齿轮上的径向力： 2）垂直面弯矩轴承支反力： 由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为3

17、）截面C在水平面的弯矩4）合弯矩因为该轴为单轴旋转，扭转切应力为脉冲循环变应力，取5）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取=0.6，截面C处的当量弯矩：7)校核危险截面C的强度 轴上合成弯矩最大的截面在位于齿轮轮缘的C处，W0.1d43所以该轴强度足够。轴1) 按弯矩复合强度计算 作用在齿轮上的 圆周力： 作用在齿轮上的径向力： 2）垂直面弯矩轴承支反力： 由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为3）截面C在水平面的弯矩4）合弯矩因为该轴为单轴旋转，扭转切应力为脉冲循环变应力，取5）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取=0.6，截面C处的当量弯矩：7)校核危险截面C的强度 轴上合成弯

18、矩最大的截面在位于齿轮轮缘的C处，W0.1d43所以该轴强度足够。七、键联接选择及校核A、键类型的选择1、轴的材料选择45号钢，其许用挤压应力2、两轴的尺寸确定轴(1) 连接联轴器左端连接弹性联轴器，键槽部分的轴径为25.63mm，轴段长62mm，故根据机械设计课程设计手册，选择单圆头普通平键b=8mm,h=7mm,L=50mm（2）连接齿轮键槽部分的轴径为35mm，轴段长60mm，故根据机械设计课程设计手册，选择单圆头普通平键b=10mm,h=8mm,L=50mm轴(1) 连接联轴器左端连接弹性联轴器，键槽部分的轴径为40mm，轴段长112mm，故根据机械设计课程设计手册，选择单圆头普通平键b=12mm,h=8mm,L=100mm（2）连接齿轮键槽部分的轴径为50mm，轴段长52mm，故根据机械设计课程设计手册，选择单圆头普通平键b=14mm,h=9mm,L=40mm3.键类型的校核轴=127.69N.m ，则强度足够， 合格轴T=287N.m ， 则强度足够， 合格所以，均在许用范围内。课程总结 项目类型材料参数电机Y100L2-4型转速满载转速额定功率机座中心高1500r/min1430r/min3kw100mmV带普通A带3根基准长度D1D2中心距单根带初拉力1460mm90mm280mm520mm132.17N小齿轮为40Cr（调质），齿面硬度为280H