机械设计两级直齿圆柱齿轮减速器课程设计文档格式.docx

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一、选择电动机

1、电动机类型选择

根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型Y（IP44）系列三相交流异步电动机。

2、电动机功率的选择

1）、工作机所需功率

2）、电动机输出功率为

传动装置的总效率

式中为从动机至工作机之间的个传动机构和轴承的效率。

查《机械设计课程设计》表2-4得：

V带传动效率=0.95，圆柱齿轮传动效率为=0.97，滚动轴承效率=0.98，弹性联轴器传动效率=0.99。

则：

故

根据电动机输出功率，查表选择电动机的额定功率

3）、电动机转速的选择

为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。

由《机械设计课程设计》表2-1查得V带的传动比范围为，高速齿轮传动比低速齿轮传动比。

则传动装置的总的传动比为

故电动机转速范围为

可见同步转速为,、的电动机均符合要求。

由于的电动机体积小，转速高，传动不平稳；

因此选同步转速为的电动机：

方案

电动机

型号

额定功率kw

电动机转速r/min

电动机质量kg

传动装置的传动比

电机

参考

价格

同步

满转

总传动比

V带

二级减速器

1

Y132S-4

5.5

1500

1440

81

32.15

2.5

12.92

由表中数据可知，选定电动机型号为Y132S-4。

电机基本参数表如下：

中心高

外形尺寸

脚底安装尺寸

地脚螺栓孔直径K

轴伸尺寸

装键部尺寸

132

12

三、计算总传动比及分配各级的传动比

1、传动装置总传动比

2、分配各级传动比

取V带传动的传动比为，则两级减速器的传动比为

两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比为，低速级齿轮传动比为，：

四、计算传动装置的运动和动力参数

1、各轴转速

电动机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，中速轴为2轴，低速轴为3轴，鼓轮主动轴为4，则各轴转速分别为：

2、各轴输入功率

按电动机额定功率计算各轴输入功率

2、各轴转矩

3、

4、各轴输入转速、功率、转矩如下表所示：

项目

电动机轴

高速轴

中间轴

低速轴

转速r/min

576

140.49

44.59

功率kW

5.23

4.97

4.72

转矩

36.48

86.71

337.84

1002.80

传动比

4.10

3.15

效率

0.96

五、V带传动设计计算

电动机转速，带轮所连减速器高速轴I轴转速为，传动装置输入功率为。

1、求计算功率

由《机械设计基础》（第五版）查表13-8得工作情况系数，故计算功率为：

2、选择V带型号

根据，

由《机械设计基础》（第五版）查图13-15得坐标点位于A型界内，故初选普通A型V带。

2、计算大、小带轮基准直径、

由《机械设计基础》（第五版）查表13-9可知，应不小于75mm，现取

由得

取

4、验算带速V

带速在范围内，符合要求

5、求V带基准长度和中心距a

初步选取中心距

取，符合

由式得带长

查《机械设计基础》（第五版）表13-2，对A型V带选用。

由式得

6、验算小带轮包角

由得

合适

7.　确定v带根数z

因，带速，传动比,

查课表13-3和13-5得.

查课本表13-7得=0.98

由查课本表13-2得=1.01

由公式得

故选Z=5根带。

8.计算作用在带轮轴上的压力

查课本表13-1可得,故:

单根普通Ｖ带张紧后的初拉力为

计算作用在轴上的压轴力

V带的主要参数

名称

结果

名称

结果

带型

传动比

根数

带轮基

准直径

基准长度

预紧力

中心距

压轴力

9、带轮结构设计

小带轮设计制造成实心式带轮

大带轮设计制造成腹板式带轮

由课本表13-10查得：

；

。

则带轮轮缘宽度：

由机械设计课程设计表5-2

查得B=80,毂长L=60，孔径，而电机的伸出端轴径为38，固在电动机与小带轮之间加一个联轴器，小带轮与联轴器的结合部分还要增加一根轴，大端直径为42，小端直径为38，大端接小带轮，小端接联轴器。

在高速轴与大带轮结合处轴的直径最小有公式，轴的材料为45钢查课本表14-2得，则，查课程设计手册表11-2取安装带轮处直径

大带轮直径

对照《机械设计基础》（第五版）P223页图13-17与P224页的表13-10可得以下主要参数：

L

60mm

245mm

B

80mm

25mm

六、直齿圆柱齿轮传动设计计算

（一）高速级齿轮传动的设计计算

选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数：

1．齿轮材料，热处理及精度

考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线圆柱直齿轮。

齿轮材料及热处理

材料：

由课本表11-1：

高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为大齿轮250HBS<

350HBS，

接触疲劳极限为550~620弯曲疲劳强度为410~480

取

高速级大齿轮选用钢调质，齿面硬度为大齿轮220HBS<

350HBS，

由表11-5，取

[]==500

[]==483

[]==384

[]==368

2.齿轮精度

2）运输机为一般工作机械，速度不高，按GB/T10095－1998，选用8级精度

3.初步设计齿轮传动的主要尺寸

高速级传动比，高速轴转速传动功率

齿轮按8精度制造。

取中等载荷系数（表11-3）齿宽系数（表11-6），高速级小齿轮为非对称布置

小齿轮上转矩

弹性系数取（（表11-4），对于标准齿轮

取小齿轮齿数，则大齿轮齿数，取则实际传动比

模数

齿宽

按课表4-1取，实际齿宽，

4.验算齿轮弯曲强度，因齿轮按接触疲劳强度计算，所以只验算弯曲强度

齿形系数，齿根修正系数

，

安全

6.小齿轮的圆周速度

对照表11-2可知选用8级精度是合适的

（二）低速级齿轮传动的设计计算

1.齿轮材料，热处理及精度

材料

课本表11-1：

小齿轮选用钢调质，齿面硬度为大齿轮260HBS，

大齿轮选用钢调质，齿面硬度为大齿轮240HBS，

由表11-5，安全系数取

[]==517

[]==500

[]==346

[]==338

2.齿轮精度

按GB/T10095－1998，选择8级

低速级传动比，高速轴转速传动功率

取载荷系数（表11-3）齿宽系数（表11-6）

弹性系数取（（表11-4），标准齿轮

齿数，则，取则实际传动比

按表4-1取，，

4.低速级齿轮弯曲强度不做验算

5.小齿轮的圆周速度

、、

（三）齿轮的结构设计

单位（mm）

高速齿轮

低速齿轮

小齿轮

大齿轮

齿数z

21

87

35

111

分度圆直径

73.5

304.5

112.5

388.5

齿数

3.5

齿顶高

齿根高

4.375

齿顶圆直径

80.5

311.5

119.5

395.5

齿根圆直径

64.75

195.75

103.75

397.75

65

60

100

95

七、轴的结构设计计算

1.轴的选材：

选用材料为45缸，调质。

查《机械设计基础》P241表14-1.查取碳素钢、

查《机械设计基础》P245表14-2.查45钢取、

2.轴的设计

（1）高速度轴

按纯扭转强度估算轴径（最小直径）

，轴承选6208。

因轴的最小端开有键槽，轴径增大5%，取

高速轴齿轮由于尺寸原因把齿轮与轴做成一体，即X《2.5

（2）中间轴

，取，轴承选6307。

（3）低速轴

，轴承选6214

最小端开有键槽，轴径增大5%，取

（4）中间轴的强度校核

中间轴上小齿轮直径，转矩

周向力：

轴向力：

径向力：

右上图可知，危险截面在齿轮的轴段中心处

扭矩：

弯矩：

所以

此轴满足刚度条件

力学模型的绘制

初步选定高速级小齿轮为右旋，高速级大齿轮为左旋；

根据中间轴所受轴向力最小的要求，低速级小齿轮为左旋，低速级大齿轮为右旋。

根据要求

齿轮2：

齿轮3：

（三）计算反支力：

1．垂直面反支力（XZ平面）参看图7b。

由绕支点B的力矩和，得：

，方向向下。

同理，由绕支点A的力矩和，得：

，方向也向下。

由轴上的合力，校核：

，计算无误。

2．水平面支反力（XY平面）参看图7d。

1．A点总反支力

B点总反支力

八、滚动轴承的选择及校核计算

根据轴的设计选取轴承

高速轴：

轴承型号6208

中间轴：

轴承型号6307

低速轴：

轴承型号6