《机械设计基础》课程设计一级圆柱齿轮减速器要点总结计划.docx
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《机械设计基础》课程设计一级圆柱齿轮减速器要点总结计划
机械设计基础课程设计说明书
机械程任⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2
一、
机的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
4
二、
算装置的比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
6
三、
算装置的运参数和力参数⋯⋯⋯⋯
7
四、
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
8
五、
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
12
六、
的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
16
七、
的与校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
24
八、
承的与校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
26
九、
器的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
28
十、
减速器的箱体⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
29
十一、
减速器的滑、密封和滑油牌号的⋯⋯
31
十二、
参照料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
31
1
机械部件课程设计任务书
设计题目：
带式传动机装置的一级圆柱齿轮减速器。
运动简图:
工作条件：
传动不逆转，载荷安稳，启动载荷为名义载荷的
倍，每天工作24小时，使用年限5年，输送带同意偏差为±5％.
2
原始数据：
已知条件
数据
传递带工作拉力
F／KN
传递带工作速度
v／（m／s）
滚筒直径D／mm
400
每天工作时数T/h
24
传动工作年限/a
5
设计工作量：
设计说明书一份；
减速器装置图一张；
部件工作图1-3
张。
3
一、电动机的选择
设计项目计算及说明主要结果
（1）选电按已知工作要乞降条件，采纳Y型全关闭型笼型
动机种类三相异步电机
2）选择工作机所需的电动机输出功率为：
电动机功
率
因此
由电动机至工作机之间的总效率（包含工作机效率）为：
2
w
1
2
345
之中1;2,3,4,5分别为带传动、轴承、齿轮传动、
联轴器、卷筒的效率。
10.96;20.99;30.97;40.993;5
因此
Pd
卷筒轴的工作转速为：
按介绍的合理传动比范围，取V带传动的传nw
in
4
3）确立
电动机的
转速
动比,单级齿轮传动比，则合理
总传动比的范围，故电动机转速的可选
范围为:
ndinw（6~~/min
切合这一范围的同步转速有750r/min、
1000r/min、1500r/min三种。
再依据计算出的容量，由附录8附表查
出有三种适合的电动机型号，其技术参数及传动选择
比的比较状况见下表。
Y132M2-6电
动机
方电动机额定电动机转速传动装置
案型号功率/的总传动
同步转满载比
速转速
1Y132M2-1000960
6
15001440
3Y160M2-750720
8
5
二、计算总传动比和分派传动比
设计项目
计算及说明
主要结果
（1）计算
由选定电动机的满载转速
nm和
总传动比工作机主动轴的转速
nw可得传动装
置的总传动比为：
nm
960r/min
i12
i
nw
/min
关于一级传动有：
ii1
i2
把总传动比合理地分派给各级
传动比，限制传动件的圆周速度以
减小动载荷，降低传动精度等级，
在知足使传动装置构造尺寸较小、
重量较轻和使各传动件的尺寸协
调，构造均匀、合理、防止互相干
涉碰撞的条件下取：
i1
3
i2
4
i13i24
6
三、计算传动装置的运动和动力差数
设计项目计算及说明主要结果
由式（）～式（2.10）得出：
1）各轴
的转速
n1
nm
960
320r/min
n1
320r/min
i1
3
n1
320
n2
80r/min
n2
80r/min
i2
4
nw
80r/min
nwn280r/min
2）各轴
的输入功
率
由式（～）得出：
p1
p1
pd
1
p2
p2
p1
12
pw
p2
3
4
pw
3）各轴
的转矩
Td
9550
pd
9550
m
Td
m
nm
960
p1
T1
N
m
T1
9550
9550
m
n1
320
T2
m
T2
9550
p2
9550
m
n2
Tw
m
80
Tw
9550
pw
9550
m
nw
N
80
运动和动力参数的计算结果列与下表：
轴电动机轴1轴2轴滚筒轴
参数
功率p/kw
转速
960
320
80
80
n/r/min
7
转矩
传动比i
3
4
1
效率
四、带传动设计
设计项目
计算过程及计算说明
主要结果
（1）确立
查参照资料
，查表
有
计算功率
kA
则
PC
KA
P
PC
选择V
带的型号依据使用要求，选择一般B型V带一般B型V带
依据表和图选用dd1140mm
dd1140mm，
且取d
d
mmd
dmin
mm
dd
425mm
140
125
2
1
因此大带轮
（3）确立带
dd2
n1
dd1
960
n2
140420mm
320
轮基准值
按表
取大带轮的标准值
dd2425mm
dd2
n2/min
则实质传动比
i1
425
dd1
140
因此i2
8
nn
960
n2
/min
i1
从动轮与转速相对偏差为：
3201.3%5%在同意范围内。
320
（4）验算v
dd1n1
/s
v/s
60
1000
带速
9
初定中心距为a=750mm
ld
2a
（dd1
dd2）
（dd
2
dd）2
1
4a
2
2
750
（425140）
（425
140）2
2
4
750
（5）初
ld
2500mm
定中心
取标准值为ld
2500mm
距a和基
得实质中心距
a为：
准带长
LdLd0
2500
）
aa0
（750
2
2
a
中心距a的改动范围为：
amin
a
d
amin
amax
a
d
2500
amax
（6）校
a1
验小带
180
dd2
dd1
120
a1
a
轮包角
10
7）确
定V带根
数Z
由式z
pc
得
（p0
p）Kakl
依据dd1
140,n1
320
查表
用内插法
得：
p
p0
0
p0
kbn1
1
由表
查得
1
ki
kb
103
103
kb
103
依据传动比i
表
ki
得
ki
103
p0
p0
103
9601
1
kw
kl
由表
查得带长度修正系数
kla
由图查得包角系数ka
得
一般带根数z
Z=3
圆整得Z=3根
（8）单
由参照资料
1表
得
根V带的
Fo
1000pc
（
1）
qv
2
2zv
初拉力
1000
（
1）
2
2
3
FQ
（9）带
FQ2F0zsina1
2
3sin
2
2
轮轴上
FQ
的压边
力
11
（10）设
采纳3根A-4000GB/T11544_1997V带;
3
根
计结果
带基准长度2500mm；轴上压
A-4000GB/T
力FQ为；dd1140mm;dd2425mm
11544_1997
V带
综上结果各参数列表以下：
参数
电动机轴
1轴
2轴
滚筒轴
功率p/kw
转速
960
320
80
80
n/r/min
转矩
传动比i
3
4
1
效率
12
五、齿轮设计
设计项计算过程及计算说明主要结果
目
1）选因传达功率不大，采纳软齿面齿轮组
择齿轮合，小齿轮用45钢调质，硬度为220～资料及250HBS,大齿轮采纳45钢正火。
硬度精度等为170～210ＨＢＳ，选齿轮精度等级
级
为9级，要求粗拙度
。
（２）按
因两齿轮均为钢质齿轮，可应用
齿面接
式（）：
触疲惫
kT1（u1）
E
2
d3
（
）
强度设
du
H
计
确立有关参数：
p
○1转矩：
T1
106
n1
106
320
105N.m
○2载荷系数
K：
查表
取
○3齿数和齿宽系数：
小齿轮的齿数取25，则大齿轮
的齿数z2iz1425100
T1
105N.m
z125
z2100
u4
13
实质齿数比为
z2
100
4
u
25
z1
齿数比的偏差为
uu
0.3%5%
u
因单级直齿圆柱齿轮为对称布
置，而齿轮表面又为软齿面，由表
选用d1.
○4许用接触应力：
由图查得
hlim450mpa
hlim580mpa
由表查得
N160njLh
60
320
1
5
52524
108
N2
n1
108
i
查图
得ZN1
ZN2
zn1
hlin1
450
H
1
sn
513Mpa
1
zn1
hlin2
580
H
2
sn
1
○5确立模数：
1
hlim450mpa
hlim580mpa
N1
108
ZN1
ZN2
d
m3mm
14
kT1（u1）
d3
du
2
H
3
105
（4
1）
1
4x5132
m
m
d
z1
25
由表取标准模数m3mm
（3）主
d1
mz1
3x25
75mm
d1
75mm
要尺寸
d2
mz2
3x100
300mm
d2
300mm
计算：
b
dd1
1
75
75mm
b1
75mm
综合选择取b
75mm
b2
80mm
b2
80mm
1
（5）按
由式（）得出，如
则校核
齿根弯
合格。
曲疲惫
确立有关参数与系数：
强度校
（1）齿形系数YF1
核
查表（）得
YF1
YF1
YF2
YF2
查表得YS1
YS1
YS2
YS2
由图查得
Flin1
210mpa
Flin2
190mpa
Flin1
Flin2
210mpa
190mpa
由表查得
15
（6）验
算齿轮
的圆周
速度
由图查得
1
由式（）可得：
F
YN1
Flin1
162MPa
1
sF
F
2
YN2
Fli2
146MPa
sF
故
2KT
F1
bm
21YF1YS161Mpa
F
1
z1
F2
F1
YF2YS2
F
2
YF1YS1
齿根曲折强度校核合格。
由表可知，选8级精度是适合
的。
齿轮的齿顶圆直径为
da2
d2
2ha
300
21
3306mm
da1
d1
2ha
81mm
因为200mm
因此采纳腹板
式构造。
V
d1n1
75
320
60
1000
60000
/s
由表可知，选9级精度是适合
的。
F1
162MPa
F2
146MPa
F161Mpa
F2
da2306mm
da181mm
16
六．轴的设计
高速轴设计
设计项目计算及说明主要结
果
（1）选择由已知条件知减速器传达的功率属
轴的材于小功率，对资料无特别要求，应选45
料，确立钢并经调质办理。
由表查得强度
许用应极限δB=637MPa。
由表得
力。
60MPa.
1b
依据表得C=118~107。
又由式
（2）按扭
（
）得
p
d≥C3
n
=（118~107）
d1=30mm
矩强度估
算轴径。
320
（最小直考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，
径）会有键槽存在，故将估量的轴的最小直
径加大3%~5%,，取为，。
由设计手册取标准直径d1=30mm
因为设计的是单级减速器，可将齿轮布
17
置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮双侧，轴的外伸端安装半联轴器。
要确立轴的形状，一定先确立轴上部件
3）设计的装置次序和固定方式。
轴承对称安装轴的构造于齿轮的双侧，其轴向用轴肩固定，周并绘制草向采纳过盈配合固定。
图轴段①（外伸端）直径最小，d1=30mm;
4
考虑到要对安装在轴段①上的联轴器
○确立轴
上部件的
进行定位，轴段②上应有轴肩，同时为
地点和固
能顺利在轴段②上安装轴承，轴段②必
d2=40
定方式
须知足轴承内径的标准，因为齿轮为直
d3=47
齿，因此选角接触轴承，查参照资料2
d4=53
第87页附表选6008型深沟型轴承。
d5=40
故取轴段②直径为
d2=40mm;用同样方
法确立轴段③`④的直径
5
3
为了便于拆卸左轴
○确立各
d=47mm;d=53mm;
轴段的直
承，可查出6008
型深沟型轴承的安装
径
高度为。
齿轮轮毂宽度为80mm。
齿轮轴段长度应略短于从动齿毂宽度，取为173mm，为
18
保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮
端面与箱体内壁间应留必定的间距，取
该间距为15mm,为了保证轴承安装在箱
体轴承座孔中（轴承宽度为18mm）,并
考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内
壁的距离为5mm。
19
低速轴设计
1）选择由已知条件知减速器传达的功率轴的材属于小功率，对资料无特别要求，故料，确立选45钢并经调质办理。
由参照资料许用应1第273页表查得强度极限δB=
力。
637MPa。
由表得
[6.16]=58.7Mpa.
按扭
矩强度估
算轴径。
（最小直
径）
3）设计
轴的构造
并绘制草
依据表得C=118~107。
又由d1=48mm
式（）得d≥C3p=（118~107）
n
3
80
考虑到轴的最小直径处要安装联轴
器，会有键槽存在，故将估量的轴的
最小直径加大3%~5%,，取为，
。
由设计手册取标准
直径d1=48mm
因为设计的是单级减速器，可将齿轮
d2=55mm
部署在箱体内部中央，将轴承对称安
d3=60mm
装在齿轮双侧，轴的外伸端安装半联
d4=69mm
轴器。
d5=60mm
要确立轴的形状，一定先确立轴上零
件的装置次序和固定方式。
参照资
20
图
料，确立齿轮从轴的右端装入，齿轮
4
的左端用轴肩（或轴环）定位，右端
○确立轴
上部件的
用套筒固定。
这样齿轮在轴上的轴向
地点和固
地点被完整确立。
齿轮的周向定位采
定方式
用平键连结。
轴承对称安装于齿轮的
L=132mm
双侧，其轴向用轴肩固定，周向采纳
过盈配合固定。
L1=92mm
如图1：
轴段①（外伸端）直径最小，
L2=84mm
d1=48mm;考虑到要对安装在轴段①
○5确立各
上的联轴器进行定位，轴段②上应有
轴段的直
轴肩，同时为能顺利在轴段②上安装
径
轴承，轴段②一定知足轴承内径的标
准，因为齿轮为直齿，因此选角接触
轴承，查参照资料选
7011AC型角接
触轴承。
故取轴段②直径为d2=55mm;
用同样方法确立轴段③
`④的直径
4
d3=60mm;d=69mm;为了便于拆卸左轴
承，可查出7011AC型角接触的安装
高度为，取d5=60mm.
齿轮轮毂宽度为75mm。
轴段③的长
6
度应略短于齿轮轮毂宽度，取为t2
○确立各
F
轴段的长
65mm，为保证齿轮端面与箱体内壁不
21
度相碰，齿轮端面与箱体内壁间应留一
定的间距，取该间距为15mm,为了保
证轴承安装在箱体轴承座孔中（轴承
宽度为18mm）,并考虑轴承的润滑，
取轴承端面距箱体内壁的距离为
5mm，因此轴段④的长度取为
20mm，
轴承支点距离
L=132mm;依据箱体结
构及联轴器距轴承盖要有必定距离
要求，取L1=92mm;查阅有关的联轴器
FHA
手册；L2=84mm;在轴段①，③上分别
加工出键槽，使两键槽处于同一圆柱
母线上，键槽的长度比相应的轮毂宽
度小约5~10mm,查参照资料有轴段①
HI
M=152212.5N.
上的键槽键宽
b=14mm,键高h=9mm，mm
键长L=36~160m
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