重庆交通大学机械设计课程设计.docx

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重庆交通大学机械设计课程设计

重庆交通大学

《机械设计》课程设计任务书

名称：

二级圆柱齿轮减速器

学院：

机电与汽车工程学院

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导老师：

成绩：

完成日期：

2014年6月16日

设计要求综述----------------------------------------------------------------------------------2

一、电动机的选择----------------------------------------------------------------------------3

二、传动比的分配----------------------------------------------------------------------------3

三、计算各轴的转速-------------------------------------------------------------------------4

四、计算各轴的转矩-------------------------------------------------------------------------4

五、带传动设计-------------------------------------------------------------------------------5

六.齿轮传动设计------------------------------------------------------------------------------7

（一）斜齿圆柱齿轮（高速级齿轮）设计---------------------------------------------7

（二）直齿圆柱齿轮（低速级齿轮）设计---------------------------------------------14

七轴及轴承的设计--------------------------------------------------------------------------20

（一）输出轴（Ⅲ轴）及轴承的设计--------------------------------------------------20

（二）中间轴（Ⅱ轴）及轴承的设计---------------------------------------------------24

（三）输入轴（Ⅰ轴）及轴承的设计-----------------------------------------------------28

八减速器箱体尺寸数据选择--------------------------------------------------------------32

九减速器润滑与密封-----------------------------------------------------------------------35

十主要设计结论-----------------------------------------------------------------------------35

十一感想及致谢-----------------------------------------------------------------------------36

参考文献----------------------------------------------------------------------------------------37

设计要求综述

1.设计题目

设计一带式输送机的传动装置（一级圆柱直齿轮和一级圆柱斜齿轮减速器），传动示意图如下：

1—电动机2—V带传动3—减速器4—联轴器5—鼓轮6—输送带

已知条件：

1）鼓轮直径：

D=250毫米；

2）鼓轮上的圆周力：

F=1800牛顿；

3）输送带速度：

V=1.5米/秒；

技术条件与说明：

1）传动装置的使用寿命预定为15年每年按300天计算，2班制工作每班按8小时计算；

2）工作机的载荷性质为平稳、轻微冲击、中等冲击、严重冲击；单、双向回转；

3）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏；

4）传动布置简图是由于受车间地位的限制而拟订出来的，不应随意修改，但对于传动件的型式，则允许作适宜的选择；

5）输送带允许的相对速度误差≤±3～5%。

2.设计要求

1）减速器装配图1张；

2）零件图2张（低速级齿轮，低速级轴）；

3）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写；

3.设计期限

1）设计开始日期：

2014年3月23日

2）设计完成日期：

2014年6月26日

4.指导老师

本设计由指导老师指导。

一、电动机的选择

1.确定工作机功率

2.原动机功率

传动系统总效率

根据参考文献【4】表9.1知，联轴器的传动效率；滚动轴承的效率；闭式斜齿圆柱齿轮的传动效率；滚筒的传动效率为；V带的传动效率，总传动效率为：

原动机的功率

由参考文献【4】表12-1选定额定功率为4kw.

3.确定电动机转速

由公式：

总传动比，电动机转速

且：

普通V带，滚子链，单级齿轮减速器

所以

符合这一范围的电动机同步转速的有1500r/min、3000r/min两种，选用同步转速为3000r/min的电动机，查参考文献【4】表12－1选定电动机型号为Y112M-2其主要性能如表所示

电动机型号

额定功率/KW

满载转速/（r.min-1）

起动转矩

额定转矩

最大转矩额定转矩

Y112M-2

4

2890

2.2

2.3

二、传动比的分配

电机转速为3000r/min，则

由于减速箱是展开布置，所以，取高速级传动比，由低速级传动比为

，

从而高速级传动比为

三、计算各轴的转速

I轴

II轴

III轴

卷筒轴

四、计算各轴的转矩

1.求各轴功率

2.求各轴转矩

将数据带入公式可得

五、带传动设计

1、确定计算功率

由参考文献【1】表8-8查得工作情况系数，则

2、选择V带的带型

根据，电动机满载转速为2890r/min，由参考文献【1】图8-11选用A型v带

3、确定带轮的基准直径并验算带速v

①初选小带轮的基准直径

由参考文献【1】表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径

②验算带速v

因,带速合适。

③计算大带轮的基准直径。

大带轮的基准直径

由参考文献【1】表8-9知,可取。

4、确定V带的中心距和基准长度

（1）初定中心距

（2）所需的基准长度

由参考文献【1】表8-2选带的基准长度

（3）计算实际中心距a

由参考文献【1】式8-24得

中心距变化范围为460-523mm。

5、验算小带轮上的包角

6、计算带的根数z

①计算单根V带的额定功率

由和,查参考文献【1】中表8-4得

根据和A型带查参考文献【1】中表8-5得

查参考文献【1】中表8-6得，查参考文献【1】中表8-2得,则

V带的根数

取z=3根。

7、计算单根V带的初拉力的最小值

由参考文献【1】表8-3查得V带单位长度质量q=0.105

应使带的实际初拉力。

8、计算压轴力

压轴力的最小值

9、带轮结构设计

V型设计结论：

选用A型普通V带3根，带基准长度1430mm。

小带轮基准直径90mm，大带轮基准直径180mm，中心距控制在460-523mm。

单根带初拉力不小于125.81N。

六.齿轮传动设计

（一）斜齿圆柱齿轮（高速级齿轮）设计

1.选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数

按照已经选定的传动方案，高速级齿轮选择如下：

（1）齿轮类型选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取20°

（2）齿轮精度等级带式输送机为一般机器速度不高，按照参考文献【1】中表10-8，选择7级精度

（3）材料由[2]中表10-1选择

小齿轮40Cr调质硬度280HBS

大齿轮45钢调质硬度240HBS

（4）试选择小齿轮齿数

大齿轮齿数。

初选螺旋角

2.按齿面接触强度设计

（1）由参考文献【1】式10-11试算小齿轮分度圆直径

1）确定公式中各参数值

①试选载荷系数

②小齿轮转矩

③由参考文献【1】中表10-5查得材料弹性影响系数

④齿宽系数：

由参考文献【1】中表10—7知齿宽系数

⑤由参考文献【1】中图10-20查得区域系数

⑥计算疲劳强度用重合度系数

⑦计算接触疲劳强度许用应力[]

由参考文献【1】图10-25d查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限分别为

计算应力循环次数

由参考文献【1】图10-23查取接触疲劳寿命系数

取失效概率为1%安全系数S=1，则

由参考文献【1】中式10-14

取其中较小者，即

2）试算小齿轮分度圆直径

（2）调整小齿轮分度圆直径

1）计算实际载荷系数前的数据准备

①计算圆周速度

②计算齿宽b

2）计算实际载荷系数

①由参考文献【1】表10-2查得使用系数

②据、7级精度，由参考文献【1】图10-8查得动载荷系数

③齿轮的圆周力

由参考文献【1】表10-3得齿间载荷分配系数

④由参考文献【1】表10-4用插值法查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时，得齿间载荷分布系数

由此，实际载荷系数

3）由参考文献【1】式10-12，

①按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得

②相应齿轮模数

3.按齿根弯曲疲劳强度校核

（1）由参考文献【1】中式10-7试算模数

1）确定公式内各计算数值

①试选

②由参考文献【1】式10-5计算弯曲疲劳强度用重合度系数

③计算

由参考文献【1】中：

图10-17查得齿形系数

图10-18查得应力修正系数

图10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限为

图10-22查得弯曲疲劳寿命系数

取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则

大齿轮的数值大,因此

2）试算模数

（2）调整齿轮模数

1）计算实际载荷系数前的准备

①圆周速度

②齿宽

③宽高比

2）计算实际载荷系数

①由，7级精度，由参考文献【1】图10-8查得动载系数

②由

根据参考文献【1】表10-3查得齿间载荷分配系数

③由参考文献【1】表10-4用插值法查得，结合b/h=10.445,查图10-13，

得，则载荷系数为

3）由参考文献【1】式10-13，可得按实际载荷系数算得的齿轮模数

对比计算结果，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计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由齿根弯曲疲劳强度计算的模数1.774，并根据参考文献【5】表10-1就近圆整为标准值m=2.0，按齿面接触疲劳强度算得的分度圆直径。

由此则算出小齿轮的齿数

实际传动比：

传动比误差：

符合要求。

4.几何尺寸计算

①分度圆直径

②中心距

③齿轮宽度取

5.圆整中心距后的强度校核

上述齿轮副的中心距不便于相关零件的设计与制造，可采用变位法将中