单级圆柱齿轮减速器附装配图.docx
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单级圆柱齿轮减速器附装配图
《机械设计基础》
课程设计说明书
题目：
带传动及单级圆柱齿轮减速器的设计
学院：
机械与电子学院
专业：
机械制造与自动化
班级：
机制19-1班
学号：
*******
*****************
机械与电子学院
2019年11月-12月
一、课程设计任务要求····························3
二、电动机的选择·································4
三、传动比的计算设计·································5
四、各轴总传动比各级传动比·····························6
五、V带传动设计·······································8
六、齿轮传动设计·································11
七、轴的设计·······································19
八、轴和键的校核······························30
九、键的设计·····································32
十、减速器附件的设计·······························34
十一、润滑与密封·····································36
十二、设计小结··········································37
十三、参考资料·······································37
一、课程设计任务要求
1.用CAD设计一张减速器装配图（A0或A1）并打印出来。
2.轴、齿轮零件图各一张，共两张零件图。
3.一份课程设计说明书（电子版）并印出来
传动系统图如下：
传动简图
输送机传动装置中的一级直齿减速器。
运动简图工作条件冲击载荷，单向传动，室内工作。
三班制，使用5年，工作机速度误差±5%。
原始数据如下：
原始数值
数据来源S3-10
输出轴功率P/kw
输出轴转速n/min
55
二、电动机的选择
计算步骤
设计计算与内容
设计结果
1、选择电动机的类型。
2、电动机输出功率Pd
3、电动机的转速
4、选定电动机的型号
按照工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇式冷鼠笼型三相异步电动机。
电动机输出功率
η总=η1η2η2η3η4
=****=
故电动机输出功率Pd
Pd=P/η总==
电动机额定功率Ped
查表20-1，得Ped=
由表2-1，得V带传动常用传动比范围i1=2~4
单级圆柱齿轮i2=3~6，nw=55r/min
nd=nw·i1·i2=330~1320r/min
在该范围内电动机的转速有：
750r/min、1000r/min，取电动机同步转速为1000r/min。
根据电动机所需的功率，并考虑电动机转速越高，总传动比越大，减速器的尺寸相应越大，所以选用Y132M2-6.额定功率，满载转速960r/min，额定转矩m，最大转矩m。
电动机
Y132M2-6
输出功率
Pd=
额定功率
Ped=
η总=
三、传动比的计算设计
计算步骤
设计计算与内容
1、计算总传动比
2、各级传动比分配
i总=n/nw=960/55=
n为电动机满载转速，nw为输出轴转速
取V带传动的传动比i1=2，开式齿轮传动的传动比i3=3
则减速器的传动比i2=i/（i1*i2）=
四、各轴总传动比各级传动比
计算步骤
设计计算与内容
设计结果
1、各轴转速
2、各轴输入功率
3、各轴的转矩
电动机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，低速轴为2轴，输出轴为3轴。
n0=960r/min
n1=n0/i1=480r/min
n2=n1/i2=166r/min
n3=55r/min
P0=
P1=P0*n1=*=
P2=P1*n2*n3=**=
P3=
T0=9550*P0/n0=·m
T1=·m
T2=·m
T3=·m
n0=960r/min
n1=480r/min
n2=166r/min
n3=55r/min
P0=
P1=
P2=
P3=
T0=·m
T1=·m
T2=·m
T3=·m
计算结果汇总如下表，以供参考
相关参数
轴
电动轴0
1轴
2轴
w卷筒轴
功P（KW）
转速n（r/min）
960
480
166
55
转矩T（）
传动比i
2
3
效率
五、传动设计
计算步骤
设计计算与内容
设计结果
1、确定设计功率PC
2、选择普通V带型号
3、确定带轮基准直径dd1、dd2。
4验证带速V
5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a0。
带长L0
6、校核小带轮包角α1
7、确定V带根数Z
8、求初拉力F0及带轮轴上的压力F0
由<<机械设计基础>>表10-7得KA=
PC=KAP=×=
根据PC=,n0=960/min。
由表10-8应选B型V带。
由课本图10-88知，小带轮基准直径的推荐值为112~140mm。
由《机械设计基础》表10-8取dd1=125mm，
dd2=dd1*n1/n2=125*960/480=250mm
按表10-8取标准直径dd2=250mm，则实际传动比i、带速V分别为：
i1=dd2/dd1=250/125=2
V=πdd1n1/60×1000=（125×π×960）/（60×1000）m/s=s
V值在5~25m/s范围内，带速合格。
（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2）
（125+250）≤a0≤2（125+250）
≤a0≤750mm
初取中心距a0=500mm
L0=2a0+（dd1+dd2）π/2+（dd2-dd1）2/4a0
=2×500+（125+250）π/2+（250-125）2/（4×500）
=
由表10-2选取基准长度Ld=2000mm
实际中心距a为
a≈a0+（La-L0）/2
=500+（）/2mm=514mm
α1=180o-（dd1-dd2）/α×
=×（4250-125）/514
=166o＞120o（符合要求）
查表10-4，由线性插值法
P0=+查表10-5,10-6，有线性插值法
△P0=
Ka=
查表10-2，得KL=
V带轮的根数Z
Z=Pc/[（P0+△P0）*Ka*Ka]
=[（+）**]
=（根）
圆整得Z=4
由表10-1查得B型普通V带的每米长质量q=m，得单根V带的初拉力为
F0=500×（K-1）（Pc/zv）+qv2
=500〔）（）+×〕
=
可得作用在轴上的压力Q为
Q=2×F0Zsin（a1/2）
=2××4×sin（1660/2）
=1700N
KA=
Pc=
dd1=125mm
dd2=250mm
i=2
V=s
a0=500
Ld=2000mm
a≈514mm
α1=166o
P0=
△P0=
Ka=
Z=4
F0=
Q=1700N
六、齿轮传动设计
根据数据：
传递功率P1=电动机驱动，
小齿轮转速n1=480r/min，
大齿轮转速n2=166r/min，传递比i=，单向运转，载荷变化不大，使用期限五年，三班制工作。
设计步骤
计算方法和内容
设计结果
1、选择齿轮材料
2、确定材料许用接触应力
3、按齿轮面接触疲劳强度设计
4、几何尺寸计算
5、校核齿根弯曲疲劳强度
6、齿轮其他尺寸计算
7、选择齿轮精度等级
开式齿轮
（1）选择齿轮材料和热处理
（2）确定材料许用接触应力
（3）按齿面接触疲劳强度进行设计
（4）几何尺寸计算
（5）校核齿根弯曲疲劳强度
3、主要尺寸计算
（6）齿轮其他尺寸计算
（7）齿轮精度等级
小齿轮选用45钢，调质处理，硬度为250HBS；大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为220HBS。
两齿轮齿面硬度差为30HBS，符合软齿面传动的设计要求。
查表12-6，两齿轮材料的接触疲劳极限应力分别为
Hlim1=480+（HBS1-135）
=480+*（250-135）=
Hlim2=
查表12-7，SHlim=
[σH1]=Hlim1/SHlim=1=
[σH2]=
因两齿轮均为钢质齿轮，可求出d1值。
确定有关参数与系数：
转矩T1=99880N·mm
查表12-3，,取K=
查表12-4，取弹性系数ZE=
齿宽系数ψd=1
[σH]以较小值[σH2]=代入
d1=
=
齿数Z1=30
则Z2=Z1*u=30*3=90
模数m=d1/Z1=30=
查表5-1，圆整m=2mm
中心距a=m/2（Z1+Z2）=120mm
齿宽b2=d1*ψd=
取整b2=61mm
b1=b2+（5~10）mm
取b1=70mm
查表12-5，两齿轮的齿形系数，应力校正系数分别为
Z1=30时YF1=YS1=
Z2=90时YF2=YS2=
查表12-6，两试验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为
σFlim1=190+（HBS1-135）
=190+*（250-135）=213MPa
σFlim2=207MPa
查表12-7，SHlim=
[σF1]=Flim1/SHlim=213/1=213MPa
[σF2]=207MPa
两齿轮的齿根弯曲疲劳应力为
σF1=2kT1/（bd1m）*YF1*YS1
=2**99880/（61**2）**
=＜[σF1]
σF2=＜[σF2]
所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度均足够。
分度圆直径
d1=mZ1=2*30=60mm
d2=180mm
齿顶圆直径
da1=d1+2ha=60+2*2=64mm
da2=184mm
齿根圆直径
df1=d1+2hf=60-2*=55mm
df2=175mm
中心距
a=120mm
齿宽
b2=61mmb1=70mm
V1==s
查表12-2，选齿轮精度第II公差等级为9级
小齿轮选用45钢，调质处理，硬度为230HBS；大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为230HBS。
两齿轮齿面硬度差相等，符合开式齿轮齿面传动的设计要求。
Hlim1=Hlim2=480+（HBS-135）
=480+（230-135）=
查表12-7，取SHlim=
[σH1]=[σH2]=Hlim/SHlim=
T2=274420N·mm
查表12-3，K=
查表12-4，ZE=
ψd=
u=4
[σH]=
d1=
=
齿数Z1=20
Z2=Z1*u=80
模数m=d1/Z1=
查表5-1，取整m=6mm
中心距a=m（Z2+Z1）/2=300mm
齿宽b2=55mmb1=60mm
查表12-5，两齿轮的齿形系数，应力校正系数分别为
Z1=20时YF1=YS1=
Z2=80时YF2=YS2=
查表12-6，两试验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为
σFlim1=σFlim2=190+（HBS-135）
=190+*（230-135）=209MPa
两试验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为
[σF1
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