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1、機械基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書 題目名稱 ： 二級圓柱齒輪減速器 學(xué) 院 : 核技術(shù)與自動化工程學(xué)院 專 業(yè) : 機械工程及其自動化 班 級 : 機械三班 指導(dǎo)老師 : 王翔（老師） 學(xué) 號 : 201106040322 姓 名 : 陳建龍 完成時間 : 2014年1月11日 評定成績 ： 目 錄一 課程設(shè)計書 二 設(shè)計要求 三 設(shè)計過程 1. 傳動裝置總體設(shè)計方案 2. 電動機的選擇 3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 4. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 5. 設(shè)計V帶和帶輪 6. 減速器內(nèi)齒輪傳動設(shè)計 6.1高速級齒輪的設(shè)計 6.2低速級齒輪的設(shè)計 7. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計 7.1輸出軸

2、及其所配合軸承的設(shè)計 7.1中間軸及其所配合軸承的設(shè)計 7.1輸入軸及其所配合軸承的設(shè)計 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計 9. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 10.潤滑密封設(shè)計 四 設(shè)計小結(jié) 五 參考資料 二 設(shè)計要求題目： 工作條件：雙班制工作，有輕度振動，小批量生產(chǎn)，單向傳動，軸承壽命2年，減速器使用年限為6年，運輸帶允許誤差三 設(shè)計過程題號運輸帶有效應(yīng)力（F/N）運輸帶速度V（m/s）卷筒直徑D（mm）已知數(shù)據(jù)96000.243201.傳動裝置總體設(shè)計方案:1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。2. 特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳動方案：考慮到電機

3、轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下：傳動裝置總體設(shè)計圖裝置總的效率=0.79為V帶的效率,為齒輪的傳動效率，為滾子軸承的效率，為聯(lián)軸器的效率（有彈性元件的撓性聯(lián)軸器），為卷筒的效率（齒輪為7級精度，油脂潤滑.因是薄壁防護罩,采用開式效率計算)。2. 電動機的選擇（1） 選擇電動機的類型按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型（2）選擇電動機的電容 計算所需條件：F：工作機的工作阻力 V：工作機卷筒的線速度 T：工作機的阻力矩 裝置的總效率 （3） 確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速取V帶的傳動比為24，二級圓柱齒輪減速器傳動比為840求得總傳動比的

4、范圍為16160方案電動機型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比1Y100L2-431500144099.862Y132S-63100096067.04綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、總傳動比，選定型號為Y132S-6的三相異步電動機。3.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速 960/3.15=304.76r/min304.76/5.27=57.83r/min/57.83/4.05=14.28r/min=14.28r/min(2)各軸輸入功率2.90.962.78kW滾2.780.980.972.64kW滾2.640.980.97

5、2.51kW滾聯(lián)=2.510.980.992.44kW(3) 各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩=9550 =95502.9/960=28.45 Nm =28.453.150.96=86.03 Nm=86.035.270.980.97=430.98 Nm=430.984.050.980.97=1659.24Nm卷筒軸的輸入功率=1659.240.980.991609.79 Nm運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表軸名功率P KW轉(zhuǎn)矩T Nm轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動機軸328.459601軸2.7886.03304.762軸2.64430.9857.833軸2.511659.2414.284軸2.44

6、1609.7914.28（輸出功率乘以各軸輸出端軸承的功率）5. 普通V帶傳動設(shè)計（1） 確定計算功率（）（2） 選擇V帶的帶型根據(jù)課本157頁圖8-11推出選擇A型V帶（3） 確定帶輪的基準直徑d1并驗算帶速v根據(jù)課本157頁表8-8，初選小帶輪直徑d1=100mm帶速v應(yīng)控制在525m/s，最大不應(yīng)超過30m/s計算大帶輪的基準直徑d2（4） 確定中心距a，并選擇V帶的基準長度Ld初定中心距a0取a0=500mm計算相應(yīng)的帶長Ld0查課本表8-2，選帶的基準長度Ld=1600mm計算中心距a及其變動范圍（5） 驗算小帶輪上的包角（6） 確定帶的根數(shù)z（）根據(jù)d1=100mm，n1=960r

7、/min，查課本表8-4a得P0=0.95KW根據(jù)n1=960r/min，=3.15，A型V帶，查課本表8-4b得P0=0.11KW查表8-2及8-5得=0.99，=0.926 取4根（7） 確定帶的初拉力查課本表8-3得q=0.1kg/m單根V帶所需的最小初拉力（8） 計算帶傳動的壓軸力 (9)帶輪采用孔板式結(jié)構(gòu)6. 減速器內(nèi)齒輪傳動設(shè)計高速級齒輪1.確定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)高速級齒輪選用斜齒輪配合，低速級采用直齒輪配合。運輸機為一般工作機器，速度不高，所以選7級精度。齒輪材料及熱處理材料：高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 280HBS 高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為大

8、齒輪 240HBS 齒輪精度：按GB/T100951998，選擇7級，齒根噴丸強化。初步選擇小齒輪齒數(shù)z1=17，大齒輪齒數(shù)z2=90選擇螺旋角，初選螺旋角=152. 齒面接觸強度設(shè)計（1）數(shù)值的計算選取試選Kt=1.6查課本圖10-26得=0.742，=0.87，=1.612查課本圖10-30得=2.425計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩查課本表10-7取齒寬系數(shù)d=1.0查課本表10-6得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8查課本圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查課本圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1（2） 計算圓周速

9、度（3） 計算齒寬b及模數(shù)（4） 計算縱向重合度（5） 計算使用系數(shù)K根據(jù)v=0.87m/s，7級精度，由課本圖10-8得Kv=1.05由課本表10-4,10-3及圖10-13查得(6) 按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑（7） 模數(shù)計算3. 齒根彎曲強度計算計算載荷系數(shù)根據(jù)縱向重合度，查課本圖10-28得螺旋角系數(shù)計算當量齒數(shù)由課本表10-5查取齒形系數(shù)由課本表10-5查取應(yīng)力校正系數(shù)查課本圖10-20c得大小齒輪的彎曲疲勞極限分別是查課本圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4計算大小齒輪的大齒輪的數(shù)值較大取=2.5mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞

10、強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標準模數(shù),取m=2.5mm但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=60.73來計算應(yīng)有的齒數(shù).于是有：4. 幾何尺寸計算計算中心距將中心距圓整為a=195mm按圓整后的中心距修正螺旋角大小齒輪的分度圓直徑計算齒輪寬度低速級齒輪（1）齒輪材料及熱處理材料：高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 280HBS 高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為大齒輪 240HBS 齒輪精度：按GB/T100951998，選擇7級，齒根噴丸強化。選取小齒輪的齒數(shù)z1=20,大齒輪的齒數(shù)功率P1=2

11、.64KW，n1=57.83m/s（2） 按齒面接觸強度設(shè)計試確定載荷系數(shù) Kt=1.3計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（公式同斜齒輪）取齒寬系數(shù)彈性影響系數(shù)ZE=189.8小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(公式同斜齒輪)接觸疲勞壽命系數(shù)計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1（公式同前）（3） 計算試計算小齒輪分度圓直徑計算圓周速度v計算齒寬計算齒寬與齒高之比模數(shù)齒高所以計算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.3m/s，7級精度，查課本圖10-8得動載系數(shù)直齒輪查課本表10-4取所以按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑計算模數(shù)m（3） 按齒根彎曲強度計算大小齒輪的彎曲疲勞極限分別是取彎曲疲勞壽命系數(shù)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4計算載荷系數(shù)由課本表10-5查取齒形系數(shù)由課本表10-5查取應(yīng)力校正系數(shù)計算大小齒輪的大齒輪的數(shù)值較大因此對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標準模數(shù),取m=4mm但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=