机械设计课程设计二级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书

1、机械设计课程设计素材一、设计题目热处理车间零件输送设备传动设备二、练习图图11电机 2V带 3齿轮减速机 4联轴器 5托辊 6输送带三、工作条件该装置单向传动，负载平稳，空载启动，两班倒工作，使用寿命5年（按每年300天计算），输送带速度内容误差为 5% .四、原始数据滚筒直径D（mm）：320传送带速度V（m/s）：0.75滚子轴扭矩 T (N m): 9005. 设计工作量1 减速机总装图2个齿轮和轴零件图各3 设计手册六、设计手册内容1. 运动图和原始数据2.电机选择3、主要参数的计算4、三角带传动设计计算5、减速机斜圆柱齿轮传动的设计计算6. 帧大小的计算7、轴的设计计算8. 键、联轴

2、器等的选择和检查。9、滚动轴承和密封件的选择和验证10. 润滑齿轮和轴承的材料和方法11、齿轮与轴承配合的选择12. 参考文献七、设计要求1、各设计阶段完成后，经指导老师审核同意后方可进行下一阶段的设计；2.在指定教室进行设计。一、电机的选择1、电机输入功率2、电机输出功率其中总效率为查表可以发现Y132S-4符合要求，所以选择了。Y132S-4（同步调速，4极）表格1额定功率满载速度堵转扭矩 额定扭矩最大扭矩 额定扭矩质量2、主要参数的计算1、确定总传动比，分配各级传动比变速器总传动比查表，V带传动单级传动比的常用值为24，圆柱齿轮传动单级传动比的常用值为35，膨胀式两级圆柱齿轮减速机。初始

3、传动比为, , 。2.计算变速器的运动和动态参数该装置从电机到工作机具有三个轴，依次为I、II、III轴。1.各轴速度2、各轴功率3.各轴扭矩表 2项目电机轴高速轴中间轴低速轴转速1440576135.75362.706力量5.55.285.0704.869扭矩36.47687.542356.6951038.221传动比2.54.2433.031效率0.960.960.922三V带传动设计计算1.确定算力工况系数查表可得所以2.选择三角带的皮带类型根据图示，可选择A型皮带。3.确定皮带轮的参考直径，检查皮带速度1.选择小皮带轮的初级直径。检查表 8-6 和 8-8 以获得小皮带轮的参考直径2.

4、检查皮带速度根据计算公式检查皮带速度因为，所以皮带速度是合适的。3、计算大皮带轮的底径按公式（8）-15a计算大滑轮的参考直径，并按教材表8-8进行圆整。V带的参考直径和参考直径(1)根据计算公式初步确定中心距(2)根据公式计算所需参考长度=1364mm查找可选皮带的参考长度(3)根据公式计算实际中心距中心到中心的距离变化为。5.检查小皮带轮上的包角6.计算带的根数(1)计算单条三角带的额定功率通过查找表根据和 A 型带，可以得到查找表, , 。所以(2)计算V波段的根数Z因此，V带的数量为67、计算单条三角带初张力的最小值A型带的单位长度质量可通过查表得到皮带的实际初始张力应作成。8.计算最

5、终压力压力的最小值是四减速器斜圆柱齿轮传动的设计计算1.高速齿轮1.选择齿轮类型、精度等级、材料和齿数(1)按图中所示传动方案，采用斜圆柱齿轮传动。(2)输送装置为通用工作机械，速度不高，故选用7级精度。（3）材料选择：查表选择小齿轮材料为40 （调质），硬度为280HBS；大齿轮材质为45钢（调质），硬度为240HBS，两种材质的硬度差为40HBS。(4)选择小齿轮的齿数和大齿轮的齿数，取(5)选择螺旋角，主螺旋角2、根据齿面接触强度设计，按计算公式计算。(1) 确定公式的每个计算值试选，根据图10-26 ，有小齿轮传递扭矩 查图 10-30 选择面积系数查表 10-7 选择齿宽系数查阅表1

6、0-6，得到材料的弹性影响系数。根据齿面硬度选择小齿轮的接触疲劳强度极限和大齿轮的接触疲劳强度极限。 根据公式计算应力循环次数 接触疲劳寿命系数, , 可从图表中选择。 计算接触疲劳的许用应力以失效概率为1%，可根据公式（10-12）得到安全系数(2) 计算相关值试计算小齿轮分度圆的直径，由计算公式得出。计算圆周速度计算齿宽和模数计算总相位重合度 计算负载率使用系数可通过查表得到。根据7级精度，查表10-8可得到动载荷系数。表 10-4 中的值与正齿轮的值相同，均为 1.419 。因此，负载系数根据计算公式得到修正实际载荷系数计算的分度圆直径。 计算模数3、按齿根抗弯强度设计，按计算公式（10

7、-17）计算。(1) 确定公式的每个计算值、计算负载系数根据垂直重合程度，检查图10-28，得到螺旋角的影响系数。 区域系数可以从图中选择, ,则有 查表得到应力修正系数， 。 查表得到齿形系数， 。 （线性插值法）小齿轮弯曲疲劳强度极限和大齿轮弯曲疲劳强度极限见图10 -20C。 看图，弯曲疲劳寿命系数， 。 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数，按公式（10-22）计算。并计算大齿轮和小齿轮较大的齿轮具有较大的值。(2) 设计计算比较计算结果，从齿面接触疲劳强度计算的法向模量大于从齿根弯曲疲劳强度计算的法向模量。因此，它可以满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，它是根据疲劳强度计算

8、出的分度圆直径来计算齿数的，所以有取，然后4.几何尺寸的计算(1) 计算中心距从圆圆中心到。(2)根据圆角中心距校正螺旋角由于数值变化不大，参数,等不需要修改。(3)计算大小齿轮分度圆的直径(4) 计算齿轮宽度四舍五入后取, 。2.低速档1.选择齿轮类型、精度等级、材料和齿数(1)按图中所示传动方案，采用斜圆柱齿轮传动。(2)输送装置为通用工作机械，速度不高，故选用7级精度。（3）材料选择，在同一减速机各级小齿轮（或大齿轮）材料，无特殊情况，应选用同一牌号，以减少材料的品种和工艺要求，所以查表选择小齿轮材质为40 （调质），硬度52HRC；大齿轮材质为45钢（调质），硬度45HRC。(4)选择

9、小齿轮的齿数和大齿轮的齿数(5)选择螺旋角，主螺旋角2、根据齿面接触强度设计，按计算公式计算。(1) 确定公式的每个计算值试选小齿轮传递扭矩查表10-7选择齿宽系数，查表10-26选择面积系数，则有查表得到材料的弹性影响系数。根据齿面硬度选择小齿轮的接触疲劳强度极限和大齿轮的接触疲劳强度极限。 根据公式计算应力循环次数 接触疲劳寿命系数, , 可从图表中选择。 计算接触疲劳的许用应力以故障概率为 1%，安全系数，我们得到(2) 计算相关值试计算小齿轮分度圆的直径，由计算公式得出。计算圆周速度计算齿宽和模数计算总相位重合度 计算负载率查表得到使用系数，根据， 7级精度，查表得到动载荷系数，因此，

10、负载系数根据计算公式得到修正实际载荷系数计算的分度圆直径。 计算模数3、按齿根抗弯强度设计，按计算公式计算。(1) 确定公式的每个计算值计算负载率根据纵向重合程度，查图可得螺旋角的影响系数。 计算等效齿数查表取齿形系数， 。 查表取应力修正系数， 。 （线性插值法）小齿轮的弯曲疲劳强度极限值和大齿轮的弯曲疲劳强度极限值可以通过看图得到。 看图，弯曲疲劳寿命系数， 。 计算弯曲疲劳的许用应力取弯曲疲劳安全系数，按公式计算并计算大齿轮和小齿轮较大的齿轮具有较大的值。(2) 设计计算比较计算结果，从齿面接触疲劳强度计算的法向模量大于从齿根弯曲疲劳强度计算的法向模量。因此，它可以满足弯曲强度，但为了同

11、时满足接触疲劳强度，它是根据疲劳强度计算出的分度圆直径来计算齿数的，所以有取，然后4.几何尺寸的计算(1) 计算中心距从圆圆中心到。(2)根据圆角中心距校正螺旋角由于数值变化不大，参数,等不需要修改。(3)计算大小齿轮分度圆的直径(4) 计算齿轮宽度四舍五入后取, 。五轴设计计算1、高速轴设计1.找出作用在齿轮上的力高速齿轮分度圆直径为d2.选择材料选配轴材质为45钢，调质处理。3.计算轴的最小直径，最好查表应设计为齿轮轴。轴的最小直径显然是安装大皮带轮的地方。为了配合皮带轮和轴径有键槽，应增加5%-7%，然后轴径增加5%-7%。圆形的。因此取。4.画出轴上零件的装配草图（见下图）5、根据轴向

12、定位的要求确定轴各段的直径和长度（1）按照前面的设计，大皮带轮的轮毂长度是93mm，所以取它，为了满足大皮带轮的定位要求，右侧有一个肩，所以取，根据装配关系，确定(2) 对于流动轴承的初级选择7307AC，其尺寸为，因此，分段油环的长度19.5mm为。(3)管片右侧有定位台肩，可根据装配关系选用。为了使齿轮轴上的齿面易于加工，取它。(4) 齿面与箱壁取a= 16mm，轴承与箱壁的距离取s= 8mm，所以右侧挡油板的长度为19mm，则(5) 计算，(6)大皮带轮与轴的圆周定位采用普通平键C型连接。直径尺寸公差为m6。两个轴承上的径向载荷之和皮带传动有一个破碎力（在轴线上，水平方向） ，。将轴系构

13、件上的空间力系统分解为垂直面和水平面两个平面力系统图1图二图 3【注】图2中通过添加弯矩平移到作用轴在图 3 中，向指向轴的平移是通过施加额外的扭矩来实现的。相似地6.求两个轴承的计算轴向力总和对于类型轴承，轴承的派生轴向力所以7.找到轴承的当量动载荷和用于轴承 1用于轴承 2查表可得径向载荷系数和轴向载荷系数为：对于轴承 1 ，对于轴承 2 ，8、找出轴承应有的额定载荷值因为有所以符合要求。9、弯矩图的计算水平面： ， N，则各段弯矩为：BC段：由弯矩平衡 M-光盘： _由弯矩平衡垂直面：各段弯矩为：AB部分：但BC段：但CD段：但弯矩图如下从轴的结构图和弯矩扭矩图可以看出，该断面是轴的危险

14、断面。现在,和的计算值列在下表中表3加载等级垂直平面支持弯矩总弯矩扭矩10、根据弯扭合应力检查轴的强度检查时，通常只检查轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。根据计算公式和上表中的数据，以轴的单向旋转和扭转剪应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力之前选择的轴的材质是45钢，经过调质处理，查表即可获得。因此，它是安全的。11. 密钥选择与验证高速轴与大皮带轮配套的轴上的选择键连接。由于大皮带轮在轴端，所以选用单圆头平键（C型）。根据，在表 6-1 中找到的键的横截面尺寸为： 宽度：高度： ，从轮毂宽度参考键长系列，取键长为：键、轴承和轮毂材料都是钢制查找表以它的平均种植为例，关键工作

15、长度键与轮毂键槽的接触高度那么，就合适了。所以选择：Key C GB/T 1096-200312. 确定轴上的圆角和倒角尺寸以轴端倒角为 ，每个肩部的圆角半径为 2。二、中间轴的设计1.找出作用在齿轮上的力因为高速轴的小齿轮与中速轴的大齿轮啮合，所以这两个齿轮都与作用力和反作用力有关，而大齿轮上的力是中速轴小齿轮上的三个力是2.选择材料选配轴材质为45钢，调质处理。3.计算轴的最小直径，最好查表轴的最小直径显然是安装轴承的位置。为使轴承易于安装，若轴径有键槽，应增大5%-7%，然后将轴径修圆。因此取。4.画出轴上零件的装配草图（见下图）5、根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度(1) 滚动轴

16、承的初级选型7008AC，其尺寸为：因此，用挡油环定位轴承，所以在段的右侧有一个定位肩，所以低速小齿轮与箱壁的距离为16，与箱壁的距离为是 8 ，所以左挡油板的长度是 24 ，那么(2)低速小齿轮轮毂为95 ，即两齿面间距为8 ，即(3)挡油环还用于定位轴承和右侧的低速大齿轮，所以。扇形轴的长度略短于齿轮轮毂，轮毂长度为 55 ，因此取, ,每个都有一个定位肩，所以顺序更可取(4) 计算6、零件在轴上的圆周定位低速大齿轮轴采用普通平键A型连接。其尺寸为齿轮与轴的配合，滚动轴承与轴的周向定位由过渡配合保证，所选轴的直径尺寸公差为.两个轴承上的径向载荷之和将轴系构件上的空间力系统分解为垂直面和水平

17、面两个平面力系统图1图二图 37. 求两个轴承的计算轴向力和从齿轮计算，对于类型轴承，轴承的派生轴向力计算所以8. 找到轴承的当量动载荷和用于轴承 1用于轴承 2查表可得径向载荷系数和轴向载荷系数为：对于轴承 1 ，对于轴承 2 ，9、找出轴承应有的额定载荷值因为有所以符合要求。10.弯矩图的计算水平面： 。AB部分：然后_BC段：但CD段：但.铅垂飞机：AB部分：BC段：CD段：弯矩图如下从轴的结构图和弯矩扭矩图可以看出，该断面是轴的危险断面。现在,和的计算值列在下表中表 4加载等级垂直平面支持弯矩总弯矩扭矩11、根据弯扭合应力检查轴的强度检查时，通常只检查轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危

18、险截面）的强度。根据计算公式和上表中的数据，以轴的单向旋转和扭转剪应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力之前选择的轴的材质是45钢，经过调质处理，查表即可，安全。12. 密钥选择与验证一般8级及以上精度的齿轮有空心精度要求，应采用平键连接。由于齿轮不在轴端，所以使用圆头普通平键（A型）。取密钥长度，键、轴承和轮毂材料都是钢制查找表以它的平均种植为例，关键工作长度键与轮毂键槽的接触高度那么，就合适了。所以选择：关键GB/T 1096-200313.确定轴上的圆角和倒角尺寸以轴端倒角为3、低速轴设计1.找出作用在齿轮上的力由于高速轴的小齿轮与中速轴的大齿轮啮合，两个齿轮受到作用力和反作用力的关系，

19、则2.选择材料选配轴材质为45钢，调质处理。3.计算轴的最小直径，最好查表轴的最小直径显然是安装联轴器的轴的直径。为了使选定的轴径与联轴器的孔径相匹配，对于有两个键槽的轴径，应增加10%-15%，然后将轴径修圆，所以取它。并选择所需的耦合模型通过查表可以得到联轴器的计算扭矩。考虑到转矩变化较小，取为其标称扭矩为。半联轴器的孔径和长度，半联轴器的轮毂孔和轴的长度4.画出轴上零件的装配草图（见下图）5、根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度为满足半联轴器安装的轴向定位要求，应在I-II轴段的右端做一个台肩，因此II-III段的直径。查看手册第99页，选择弹性销联轴器L型 滚动轴承的初级选型705

20、1AC，尺寸为因此，在左侧轴承安装处有一个挡油环，其长度取为20mm，但挡油板右侧与轴肩定位，因此最好轴承座到箱壁的齿面与箱壁的距离。齿面与挡油环定位时，为使油环可靠地压住齿轮，该段应略短于轮毂的宽度，所以取齿轮左侧与轴肩定位，以情况为准，改变轴的宽度，以情况为准。可根据装配关系确定 计算, , .6、零件在轴上的圆周定位齿轮、半联轴器和轴的圆周定位均采用普通平键连接。轴与齿轮的连接采用平键，L=70 ，齿轮毂与轴的配合为。相同的半联轴器通过键连接到轴上。半联轴器与轴的联轴器为：滚动轴承与轴的圆周定位由过渡配合保证，所选轴的直径尺寸公差为.齿轮对轴的切向力、径向力和轴向力, .两个轴承上的径向

21、载荷之和将轴系构件上的空间力系统分解为垂直面和水平面两个平面力系统图1图二图 39.求两个轴承的计算轴向力总和对于类型轴承，轴承的派生轴向力所以10.找到轴承的当量动载荷和, .查表可得径向载荷系数和轴向载荷系数为：对于轴承 1 ，对于轴承 2 ，由于轴承运输平稳，根据表 13-6 ，取然后。.11.找出轴承应有的额定载荷值因为有预期寿命如此合格12、弯矩图的计算水平面： , .AB段：弯矩为0BC段：CD段：铅垂平面： , .AB段弯矩为0BC段：CD段：弯矩图如下从轴的结构图和弯矩扭矩图可以看出，该断面是轴的危险断面。现在,和的计算值列在下表中表 5加载等级垂直平面支持弯矩总弯矩扭矩13、

22、根据弯扭合应力检查轴的强度检查时，通常只检查轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。根据计算公式和上表中的数据，以轴的单向旋转和扭转剪应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力之前选择的轴的材质是45钢，经过调质处理，查表即可获得。因此，它是安全的。14. 密钥选择与验证键选择类型是普通平键（A ）。根据表6-1，键的横截面尺寸为：宽=25 ，高。取密钥长度。键轴和轮毂材料均为钢，内容挤压应力见表6-2，取平均值。键的工作长度，键与轮毂键槽的接触高度，所以选用键A： GB/T 1096-20037. 确定轴上的圆角和倒角尺寸以轴端倒角为 ，每个肩部的圆角半径为 2。6、箱体结构设计减速机

23、箱体采用铸件（HT200），采用分体式结构，保证齿轮质量。大端盖与主体配合。1、车身有足够的刚性本体带棱纹，外轮廓为矩形，增强了轴承座的刚性2.考虑到机体部位的润滑，密封散热。由于传动部件的转速小于12m/s，采用油液侵入来润滑油液。同时，为避免油搅拌造成泥沙飞溅，齿顶至油池底的距离H为40mm为保证盖板与底座的连接密封，连接法兰应有足够的宽度，连接面应有精细划痕，其表面粗糙度应为3、机身结构做工精良。铸件壁厚为10，圆角半径为R=3。机身外观简洁，易于绘制。4. 配件设计盖和窥视孔罩盖顶部有一个窥视孔，可以看到传动部件的传动区位置，有足够的空间方便操作。方便对支撑盖板表面进行机加工，并使用垫片加强密封。盖板由铸铁制成，并用M6紧固。B油塞：排油孔位于油池底部，设置在减速机不靠近其他部件的一侧，以便排油。它是机加工在塞头的支承面上，并用油环密封的。C油标准：油位在便于观察减速机油位和油位稳定的地方。油尺位置不宜过低，以免油液进入油尺座孔溢出。D排气孔：减速机运转时，机体温度升高，气压升高。为了方便排气，在罩盖顶部的窥视孔上安装了一个换气扇，以达到机体压力的平衡。E盖螺丝：盖板螺钉上的螺纹长度应大于盖板连接法兰的厚度。钉杆的末端应为圆柱形，以免损坏螺纹