机械设计docxWord文档格式.docx
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（一）题目名称：
设计两级圆柱齿轮减速器
（二）说明：
此减速器用于热处理车间零件清洗传送带的减速。
此设备两班制工作，工作期限十年，用户使用。
（三）技术参数：
鼓轮直径（mm）
传送带运行速度（m/s）
传送带从动轮所需扭矩（N.m）
380
0.8
1050
（四）本任务规定的设计计算包括下列各项：
1、传动装置总体设计计算；
2、各传动零件的设计计算；
3、一根主要轴的设计计算；
4、一对主要轴承的设计就算；
5、各标准零件的选择。
（五）要求
1、主要部件的总装配图一张（A1）
2、典型零件工作图2张（《A3）
3、20页左右的说明书一份
二、设计方案分析
1、组成：
传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2、特点：
齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。
3、确定传动方案：
考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级能吸收震动且起过载保护作用。
传送简图如下：
三、电动机的选择
1、鼓轮的转速：
===40.2r/min
2、鼓轮工作所需要的功率:
=
3、传动装置的总效率：
...=0.950.99=0.8
（为V带的效率,轴承的效率，为每对齿轮啮合传动的效率，为联轴器的传动效率）
4、电动机所需的功率：
===5.5kw
5、电动机的选择
根据动力源和工作条件，电动机的类型选用Y系列三相异步电动机。
电动机的转速选择常用的两种同步转速：
1500r/min和1000r/min，以便比较。
根据电动机所需功率和同步转速，查设计手册表8-53确定电动机的型号为Y132S-4和Y132M2-6。
传动系统的总传动比：
==1440/40.2=35.8==960/40.2=23.88
根据电动机型号查表8-54确定电动机的各参数，将计算数据和查表数据填入表1，便于比较。
表1电动机的数据及总传动比
方案
电动机型号
额的功率/KW
同步转速/（r/min）
满载转速/（r/min）
总传动比
外伸轴径/mm
外伸轴长度/mm
中心高/mm
1
Y132S-4
5.5
1500
1440
35.8
42
80
132
2
Y132M2-6
1000
960
23.88
38
根据表1可知，方案1转速高，电动机价格低，总传动比虽然大些，但完全可以通过带传动和两级齿轮传动实现，所以选用方案1。
四、运动和动力参数的计算
1、传动比分配
1440/40.2=35.82
带的传动比取为，则减速器总传动比为
=35.82/3=11.94
则双级斜齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比为
=3.94
低速级的传动比
/=3.03
2、各轴的转速计算
=1440/3r/min=480r/min
=480/3.94r/min=121.83r/min
==40.2r/min
3、各轴输入功率计算
.=5.5x0.95kw=5.225kw
..=5.225x0.97x0.98kw=4.97kw
=..=4.97x0.97x0.98kw=4.72kw
4、各轴输入扭矩计算
=9550/=104N.m
=9550/=390N.m
=9550/=1121N.m
将上述结果列入表2，以供查用
表2
轴号
转速n/（r/min）
功率p/kw
扭矩T/（N.m）
480
5.225
104
121.83
4.97
390
40.3
4.72
1121
五、V带传动的设计计算
1、求计算功率
查课本表13-8得=1.2，故
==1.2x5.5kw=6.6kw
2、选V带型号
可用普通V带或窄V带，现选普通V带
根据=6.6kw，=1440r/min，由课本图13-15查出此坐标点位于A型处，所以V带选A型普通V带。
3、求大小带轮直径、
由课本表13-9，应取不小于75mm,现取90mm，则
=/.（1-）=1440/480X90X（1-0.02）=264.6mm
由课本表13-9，取=265mm
4、验算带速V
V==m/s=6.78m/s
带速在5-25m/s范围内，合适
5、求V带基准长度和中心距a
初步选中心距=1.5（1.5x（90+265）mm=532.5mm
取=540mm，符合0.7（<
2（
则=2+=1651mm
查课本表13-2，对A型带选=1800mm，则
a=/2=614.5mm
6、验算小带轮包角=-（）/2=>
合适。
7、求V带的根数Z
Z=
令=1440r/min，，查课本表13-3，得
由i=（1-）=3
查课本表13-5，得
由=，查表13-7得=0.95，查表13-2得=1.01
由此可得
Z=，取Z=5根
8、求作用在带轮轴上的压力
查课本表13-1得，q=0.1,得单根V带的初拉力
=137N
作用在轴上的压力=2Z=1356N
六、齿轮传动的设计计算
（一）高速级齿轮传动的设计计算
1、选择齿轮材料、热处理、计算接触应力、许用弯曲应力，考虑此减速器长期工作，载荷有中等冲击及减速器的功率和工作环境，故大小齿轮都用硬齿面渐开线斜齿轮。
（1）齿轮材料、热处理及确定许用应力
小齿轮用45号钢表面淬火，齿面硬度为40~50HRC，=1500Mpa,=690Mpa,
大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC,,=850Mpa（查课本表11-1）
取，=1（查课本表11-5得）
取，=188.8（查课本表11-4得）
则，[]=[]==387Mpa
[]=[]==1150Mpa
2、初步设计齿轮传动的主要尺寸
（1）按齿轮弯曲强度计算
齿轮按8级精度制造。
取载荷系数K=1.3（查课本表11-3得）
齿轮系数=0.5（课本表11-6）
小齿轮的转矩=9.55=1.04N.mm
初选螺旋角（一般取8~）
齿数取=19,则==,取=
则实际传动比i==3.95
齿形系数==21.08,==83.21
查课本表11-8得=2.88,=2.25
由课本表11-9得=1.57,=1.78
3、小齿轮弯曲强度计算
法向模数=2.37mm
由课本表4-1取
中心距a==121.65mm
取a=120mm
确定螺旋角arc=
小齿轮分度圆直径/=48.5mm
小齿轮齿顶圆直径=mm
齿根圆直径=
齿宽b=
取=45mm
大齿轮分度圆直径/=191.5mm
大齿轮齿顶圆直径=
4、验算齿面接触强度、小齿轮齿面弯曲强度
=890.8Mpa<
[]=1150Mpa,安全
=560Mpa<
=690Mpa,安全
5、齿轮的圆周速度V=V==1.2m/S
6、计算齿轮的圆周力、径向力、轴向力
圆周力：
==4290N
径向力：
==1595N
轴向力：
==890N
（二）低速级齿轮传动的设计计算
（1）按齿轮的弯曲强度设计计算
齿轮按8级精度制造，取载荷系数K=1.3（课本表11-3）
齿宽系数=0.6（课本表11-6）
小齿轮的转矩=9.55=3.9xN.m
齿数取=23则==,取=
则实际传动比i==3.05
齿形系数==23.8,==72
查课本表11-8得=2.87,=2.3
由课本表11-9得=1.57,=1.75
法向模数=2.89mm
中心距a==144.4mm
取a=145mm
小齿轮分度圆直径/=72mm
小齿轮齿顶圆直径=
大齿轮分度圆直径/=218mm
七、轴的结构设计及强度计算
（一）选择轴的材料和热处理
三根轴均选取45号钢作为轴的材料，调制处理
（二）输入轴的结构设计及强度计算
1、计算作用在齿轮上的力
2、初步估算轴的直径
根据d=c，轴的材料为45号钢，通常取C=107~118，这里取112，则
d==24.8mm
考虑到键槽的影响，d增大5%，则d=1.05x24.8=26mm
3、轴的结构设计
（1）确定轴的结构方案
该轴的轴承分别从两端装入，由档油盘定位。
轴段1-2主要用于安装联轴器，其直径应与联轴器的孔径相配合，因此要先选择联轴器。
联轴器的计算转矩为,根据工作情况，选取（课本表17-1），则1.04
根据工作要求选用弹性柱销联轴器，型号为L（课程设计书表8-36），公称转矩为560N.m。
与输入轴连接的半联轴器孔径d=28mm，因此选取轴1-2的直径为28mm，半联轴器轮毂总长度L=62mm，与轴配合的轮毂孔长为=42mm。
输入轴的结构如图：
（2）确定其它各轴段的直径和长度
半联轴器右端用套筒轴向定位，其长度为扳手的有效活动距离和输入轴轴承盖长度之和，此处取45mm，为保证安装要求，轴段1-2的长度应比半联轴器配合段轮毂孔长略短2~3mm。
所以轴段=85mm
轴段2-3为支撑轴颈，用来安装轴承，预选型号为30206的圆锥滚子轴承。
其宽度B=16mm，所以轴段2-3直径应为轴承内圆直径，即,为保证轴承的轴向定位用档油盘定位，长度为29mm，所以轴段2-3的长度为=45mm;
轴段3-4，此轴为连接的轴身，为保证定位轴肩有一定的高度和低速轴齿轮有一定的空间位置，确定其直径和长度为,
轴段4-5为齿轮的轮齿部分，其分度圆直径,齿顶圆直径=mm,齿宽,所以
轴段5-6是支撑轴颈，用来安装轴承，预选型号为30207的圆锥滚子轴承。
其宽度B=17mm，所以轴段5-6直径应
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