设计用于传动设备用的两级圆柱斜齿轮减速机.docx
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设计用于传动设备用的两级圆柱斜齿轮减速机
机械设计课程设计
1.设计目的……………………………………………………………2
2.设计方案……………………………………………………………3
3.电机选择……………………………………………………………5
4.装置运动动力参数计算……………………………………………7
5.带传动设计…………………………………………………………9
6.齿轮设计……………………………………………………………18
7.轴类零件设计………………………………………………………28
8.轴承的寿命计算……………………………………………………31
9.键连接的校核………………………………………………………32
10.润滑及密封类型选择……………………………………………33
11.减速器附件设计…………………………………………………33
1.设计目的
另配有设计图纸cad.proe.Qq275673028
机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。
课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：
（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。
（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。
（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。
（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：
计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。
2.设计方案及要求
《机械设计》课程设计任务书
题目D：
设计用于传动设备用的两级圆柱斜齿轮减速机。
原始数据：
（题号53）F=15000NL=300V=120mm/s
题号
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
运输带工作扭矩
T（N.m）
400
370
380
450
460
440
360
430
410
390
420
400
运输带工作速度
V（m/s）
0.63
0.75
0.85
0.80
0.80
0.7
0.84
0.75
0.8
0.85
0.73
0.9
卷筒直径
D（mm）
300
330
350
350
380
300
360
320
340
350
400
450
工作条件：
一班制，连续单向运转，工作时有轻微振动，室内工作，有粉尘（运输带与卷筒及支撑间、包括卷筒轴承的摩擦阻力影响已在T中考虑）。
年工作天数300天，轴承寿命为齿轮寿命的三分之一。
使用期限：
6年。
生产批量：
10台。
生产条件：
中等规模机械厂，可加工7~8级精度齿轮及蜗轮。
动力来源：
电力，三相交流（220/380V）。
运输带速度允许误差：
±5%。
设计工作量：
1、减速器装配图1张（A0或A1）。
2、零件图3张（1张轴零件、1张齿轮零件、1张箱体或箱盖零件）。
3、设计说明书1份。
3.电机选择
3.1电动机类型的选择
按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。
其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380V。
3.2选择电动机的容量
工作机有效功率P=,根据任务书所给数据F=1.5KN，V=0.12。
则有：
P===1.8KW
从电动机到工作机输送带之间的总效率为=
式中，，，分别为V带传动效率,滚动轴承效率，齿轮传动效率：
=0.96，=0.99，=0.97，=0.7，则有：
=0.960.7=0.6135
所以电动机所需的工作功率为：
P===2.25KW取P=2.25KW
3.3确定电动机的转速
按推荐的两级同轴式圆柱斜齿轮减速器传动比I=9~13和带的传动比I=2~4，则系统的传动比范围应为：
I=I=（9~25）（2~4）=27~125
由计算可得齿轮齿条传动中：
齿轮的转速n=23r/min
所以电动机转速的可选范围为
n=I=（18~100）23=（414~2300）
【常有电动机】-【三相异步电动机】-【三相异步电动机的选型】-【Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件】-【电动机的机座号与转速对应关系】确定电机的型号为Y132-6.其满载转速为960r/min,额定功率为3KW。
4.装置运动动力参数计算
4.1传动装置总传动比和分配各级传动比
1）传动装置总传动比I=41.7
2）分配到各级传动比
因为I=已知带传动比的合理范围为2~4。
故取V带的传动比=3.6则I分配减速器传动比，参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比，低速级传动比为
4.2传动装置的运动和动力参数计算
电动机轴：
转速：
n=960
输入功率：
P=P=2.25KW
输出转矩：
T=9.55=9.55=2.5N
Ⅰ轴（高速轴）
转速：
n=
输入功率：
P=P
输入转矩T=9.55
Ⅱ轴（中间轴）
转速：
n=
输入功率：
P=P=2.01KW
输入转矩：
Ⅲ轴（低速轴）
转速：
n=
输入功率：
PP1.87KW
输入转矩：
TN
5.带传动设计
5.1确定计算功率P
据[2]表8-7查得工作情况系数K=1.1。
故有：
P=KP
5.2选择V带带型
据P和n有[2]图8-11选用B带。
5.3确定带轮的基准直径d并验算带速
（1）初选小带轮的基准直径d取小带轮直径d=125mm。
（2）验算带速v，有：
=6.35
因为6.35m/s在5m/s~30m/s之间，故带速合适。
（3）计算大带轮基准直径
新的传动比i==3.6
5.4确定V带的中心距a和基准长度L
（1）据[2]式8-20初定中心距a=700mm
（2）计算带所需的基准长度
=2207mm
由[2]表8-2选带的基准长度L=2240mm
（3）计算实际中心距
；取717mm
中心距变动范围：
5.5验算小带轮上的包角
5.6计算带的根数z
（1）计算单根V带的额定功率P
由和r/min查[2]表8-4a得
P=1.64KW
据n=970，i=3.04和B型带，查[2]8-4b得
P=0.30KW
查[2]表8-5得K=0.98，K=1.00，于是：
P=（P+P）KK
=（1.39+0.11）0.981.00=1.90KW
5.7计算单根V带的初拉力最小值（F）
由[2]表8-3得B型带的单位长质量q=0.18。
所以
=220.20N
应使实际拉力F大于（F）
5.8计算压轴力F
压轴力的最小值（F）=2（F）sin=25179.960.99
=2197.60N
5.9带轮设计
（1）小带轮设计
由Y132-6L电动机可知其轴伸直径为d=42mm，故因小带轮与其装配，故小带轮的轴孔直径d=42mm。
有[4]P表14-18可知小带轮结构为实心轮。
（2）大带轮设计
大带轮轴孔取36mm，其结构为辐板式。
B=101mm，L=70mm，d=36mm
6.齿轮设计
6.1高速级齿轮设计
1.选定齿轮类型，精度等级，材料及模数
（1）按要求的传动方案，选用圆柱斜齿轮传动；
（2）减速器主轴转速不高，故用8级精度；
（3）材料的选择。
由[2]表10-1选择小齿轮材料为45Cr（调质）硬度为280HBS，大齿轮的材料为45钢（正火）硬度为240HBS，两者硬度差为40HBS；
（4）选小齿轮齿数为Z=24，大齿轮齿数Z可由Z=得Z=72，
（5）初选螺旋角=14。
2.按齿面接触疲劳强度设计
按公式：
（1）确定公式中各数值
1）试选K=1.6。
2）由图10-30选取区域系数Z=2.433
3）由图10-26可得：
=0.78，=0.87，则=0.78+0.87=1.65。
4）由表10-7选取齿宽系数=1。
4）计算小齿轮传递的转矩，由计算可知：
T=7.7N。
5）由[2]表10-6查的材料的弹性影响系数Z=189.8MP
6）由[2]图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限=560MP；大齿轮的接触疲劳强度极限=540MP。
7）由[2]图10-19取接触疲劳寿命系数K=0.90；K=0.95。
8）计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%，安全系数S=1，有
[]==0.90560=504MP
[]==0.95540=513MP
[]
（2）计算确定小齿轮分度圆直径d，代入[]
1）计算小齿轮分度圆直径d，由公式可得：
2）计算圆周速度。
v==0.75m/s
3）计算齿宽bb==177=53mm
4）计算模数与齿高
模数齿高
5）计算齿宽与齿高之比
6）计算载荷系数K。
K=KKKK=1=2.19
7）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径：
8）计算模数m
3.按齿根弯曲疲劳强度设计
按公式：
m
（1）确定计算参数
1）计算载荷系数。
K=KKKK=1=2.10
2）根据纵向重合度=1.59，由图10-28查得螺角影响系数Y=0.88。
3）计算当量齿数。
Z===26.37Z==105.49
2）查取齿形系数由[2]表10-5查得Y=2.60，Y=2.18
3）查取应力校正系数
由[2]表10-5查得Y=2.18，Y=1.79
4）由[2]图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极=500MP，大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380MP
5）由[2]图10-18取弯曲疲劳寿命系数K=0.90，K=0.95
6）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则有：
[]=321.42Mp
[]=257.86MP
7）计算大、小齿轮的，并加以比较
=0.01286==0.01513
经比较大齿轮的数值大。
（2）设计计算
mmm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法面模数，取m=3mm，已可满足弯曲疲劳强度。
于是有：
==28.5
取Z=19，则Z76
.几何尺寸：
（1）计算中心距a=;
（2）按圆整后的中心距==
（3）计算大，小齿轮的分度圆直径
（4）计算齿轮宽度b==57mm
5.大小齿轮各参数见下表
高速级齿轮相关参数（单位mm）表6-1
名称
符号
计算公式及说明
模数
m
3
压力角
齿顶高
3
齿根高
=（+）m=3.75
全齿高
=（+）m=6.75
分度圆直径
=mZ=57
228
齿顶圆直径
=m=63
=（）=234
齿根圆直径
=49.5
=220.5
基圆直径
=
=
中心距
6.2低速级齿轮设计
1.选定齿轮类型，精度等级，材料及模数
1）按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动；
2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；
3）材料的选择。
由[2]表10-1选择小齿轮材料为45Cr（调质）硬度为240HBS，大齿轮的材料为45钢（正火）硬度为200HB
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