机械设计基础课程设计一级圆柱齿轮减速器Word下载.docx
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6.2输出轴的设计…………………………………………………11
7滚动轴承的选择及校核计算……………………14
7.1计算轴承参数并校核…………………………………………15
8键联接的选择及校核计算………………………16
8.1主动轴与齿轮1联接采用平键联接…………………………16
8.2从动轴与齿轮2联接用平键联接……………………………16
9联轴器得选择和计算……………………………16
10箱体主要结构尺寸计算…………………………16
11减速器附件的选择………………………………17
12润滑与密封………………………………………17
12.1齿轮的润滑…………………………………………………17
12.2滚动轴承的润滑……………………………………………17
12.3润滑油的选择………………………………………………18
12.4密封方法的选取……………………………………………18
13设计小结…………………………………………18
参考文献……………………………………………19
机械设计课程设计任务书
1、设计题目
设计用于带式运输机的单级圆柱直齿减速器，图示如下，连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为±
5%
2、设计数据
运输带工作拉力
F（N）
运输带工作速度
V（m/s）
卷筒直径
D（mm）
680
1.4
250
3、设计要求
1、每人单独一组数据，要求独立认真完成。
2、图纸要求：
减速器装配图一张（A1），零件工作图两张（A3，传动零件、轴）。
3、设计计算说明书1份。
1传动方案拟定
设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动
1.1工作条件：
连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作;
1.2原始数据：
2电动机选择
2.1电动机类型的选择：
Y系列0三相异步电动机
2.2电动机功率选择：
2.2.1传动装置的总功率：
η总=η带×
η2轴承×
η齿轮×
η联轴器×
η滚筒
=0.96×
0.982×
0.97×
0.99×
0.96
=0.850
2.2.2电机所需的工作功率：
P工作=FV/（1000η总）
=680×
1.4/（1000×
0.850）
=1.120KW
2.2.3确定电动机转速：
计算滚筒工作转速：
n筒=60×
1000V/（πD）
=60×
1000×
1.4/（π×
250）
=106.95r/min
据手册P196表14-2推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围ic=3~5。
取V带传动比iv=2~4，则总传动比理时范围为iz=6~20。
故电动机转速的可选范围为nd=Iz×
n筒=（6~20）×
106.95=641.71~2139.04r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。
根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：
因此有三种传支比方案,综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min。
2.2.4确定电动机型号
根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y100L-6。
其主要性能：
额定功率：
1.5KW，满载转速940r/min。
3计算总传动比及分配各级的传动比
3.1总传动比：
i总=n电动/n筒=940/106.95=8.79
3.2分配各级传动比：
3.2.1据手册P196表14-2，取齿轮i齿轮=3（单级减速器i=3~5合理）
3.2.2∵i总=i齿轮×
I带
∴i带=i总/i齿轮=8.79/3=2.93
4运动参数及动力参数计算
4.1计算各轴转速（r/min）
n0=n电机=940r/min
nI=n0/i带=940/2.93=320.82（r/min）
nII=nI/i齿轮=106.94（r/min）
nIII=nII=106.94（r/min）
4.2计算各轴的功率（KW）
P0=P工作=1.120KW
P
=P0η带=1.120×
0.96=1.0752KW
=P
×
η齿×
η承=1.0752×
0.98=1.0221KW
η承×
η联=1.0221×
0.98×
0.99
=0.9426KW
4.3计算各轴扭矩（N·
m）
To=9.55×
P0/n0=9550×
1.120KW/940=11.38N·
m
T
=9550×
/n
1.0752KW/320.82=32.01N·
1.0221KW/106.94=91.28N·
TIII=9550×
PIII/nIII=9550×
0.9426KW/106.94=84.18N·
5传动零件的设计计算
5.1皮带轮传动的设计计算
5.1.1选择普通V选带截型
根据其工况：
连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作,结合教材P122表8.16得：
kA=1.1
PC=KAP=1.1×
1.5=1.65KW
再结合计算功率PC=1.65KW和带轮转速n0=940（r/min），由教材P119表8.10得：
选用B型V带。
5.1.2确定带轮基准直径，并验算带速
由教材P119表8.10得，推荐的小带轮基准直径为125~140mm
则取dd1=140mm>
dmin=125,
dd2=n0/nI·
dd1=940/320.82×
140=410.2mm
由教材P110表8.3，取dd2=400mm
实际从动轮转速n1’=n0dd1/dd2=940×
140/400
=329r/min
转速误差为：
（n1-n1’）/n1=（320.82-329）/320.82
=-0.025<
0.05（允许）
带速V：
V=πdd1n0/60×
1000
=π×
140×
940/（60×
1000）
=6.89m/s
在5~25m/s范围内，带速合适。
5.1.3确定基准带长Ld和中心距a
根据教材P123式（8.14）得
0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）
0.7（140+400）≤a0≤2×
（140+400）
所以有：
378mm≤a0≤1080mm
由教材P123式（8.15）得：
L0=2a0+π/2（dd1+dd2）+（dd2-dd1）2/4a0
=2×
729+π/2（140+400）+（400-140）2/（4×
729）
=2329.4mm
根据教材P111表（8.4）取Ld=2240mm
根据教材P123式（8.16）得：
a≈a0+（Ld-L0）/2=729+（2240-2329.4）/2
=684.3mm
5.1.4验算小带轮包角
α1=1800-（dd2-dd1）/a×
57.30
=1800-（400-140）/684.3×
=1800-21.770
=158.230>
1200（适用）
5.1.5确定带的根数
根据dd1=140mm和n0=940r/min结合教材P119表8.10查得P0=2.13KW
根据教材P121式8.11结合i=-2.93和表8.14和表8.15计算得
△P0=0.1650KW
根据教材P121图8.11查得Kα=0.95
根据教材P111表8.4查得KL=1.00
Z=PC/P’=PC/（P0+△P0）KαKL
=1.65/[（2.13+0.1650）×
0.95×
1.00]
=0.7568
圆整得z=1。
5.1.6计算初拉力F0及带轴上压力FQ
由教材表8.6查得q=0.17kg/m，根据式（8.19）得单根V带的初拉力：
F0=[500PC/（ZV）]×
（2.5/Kα-1）+0qV2
=[500×
1.56/（1×
6.89）]×
（2.5/0.95-1）+0.17×
6.892N
=192.78N
则作用在轴承的压力FQ，
FQ=2ZF0sin（α1/2）=2×
1×
192.78sin（158.230/2）
=378.62N
5.2齿轮传动的设计计算
5.2.1选择齿轮材料及精度等级
考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用齿面。
小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为220~250HBW。
软大齿轮选用45钢正火，齿面硬度170~210HBW；
根据表10.21选9级精度。
齿面精糙度Ra≤3.2~6.3μm
5.2.2按齿面接触疲劳强度设计
参照教材P195有：
d1≥76.43（kT1（u+1）/φdu[σH]2）1/3
由式（6-15）
确定有关参数如下：
1）转矩T1
T1=9.55×
106×
P/n1=9.55×
1.0752/320.82
=32.01N·
mm
2）载荷系数k
根据教材P174表（10.11）取k=1
3）齿数和齿宽系数φd
取小齿轮齿数Z1=20，传动比i齿=3
则大齿轮齿数：
Z2=iZ1=3×
20=60
实际传动比i0=60/20=3
传动比误差：
（i-i0）/i=（3-3）/3=0%<
2.5%可用
齿数比：
u=i0=3
由教材P192表（10.20）取φd=1
4）许用接触应力[σH]
[σH]=σHlimZNT/SH由教材P171图（10.24）查得：
σHlimZ1=570MpaσHlimZ2=350Mpa
由表10.10查得SH=1，计算应力循环次数NL
NL1=60njLh=60×
320.82×
（16×
365×
10）=1.124×
109
NL2=NL1/i=1.124×
109/3=3.75×
108
由教材图（10.27）查得接触疲劳的寿命系数：
ZNT1=0.92ZNT2=0.98
由教材式（10.13）可得
[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×
0.92/1.0Mpa
=524.4Mpa
[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×
0.98/1.0Mpa
=343Mpa
故得：
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