毕设论文级单圆柱齿轮减速器的设计计算 机械设计课程设计.docx

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毕设论文级单圆柱齿轮减速器的设计计算机械设计课程设计

机械设计《课程设计》

课题名称单级圆柱齿轮减速器的设计计算

系别工程机械

专业工程机械运用与维护　　

班级大专工程1105班

姓名杨鹏

学号1101010537

指导老师杨小林

完成日期2012年11月9日

第一章绪论

第二章课题题目及主要技术参数说明

2.1课题题目

2.2主要技术参数说明

2.3传动系统工作条件

2.4传动系统方案的选择

第三章减速器结构选择及相关性能参数计算

3.1减速器结构

3.2电动机选择

3.3传动比分配

3.4动力运动参数计算

第四章齿轮的设计计算（包括小齿轮和大齿轮）

4.1齿轮材料和热处理的选择

4.2齿轮几何尺寸的设计计算

4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸

4.2.2齿轮弯曲强度校核

4.2.3齿轮几何尺寸的确定

4.3齿轮的结构设计

第五章轴的设计计算（从动轴）

5.1轴的材料和热处理的选择

5.2轴几何尺寸的设计计算

5.2.1按照扭转强度初步设计轴的最小直径

5.2.2轴的结构设计

5.2.3轴的强度校核

第六章轴承、键和联轴器的选择

6.1轴承的选择及校核

6.2键的选择计算及校核

6.3联轴器的选择

第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构

尺寸的计算

7.1润滑的选择确定

7.2密封的选择确定

7.3减速器附件的选择确定

7.4箱体主要结构尺寸计算

第八章总结

参考文献

第一章绪论

本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。

通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。

主要体现在如下几个方面：

（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。

（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。

（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。

（4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。

第二章课题题目及主要技术参数说明

2.1课题题目

带式输送机传动系统中的减速器。

要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。

2.2主要技术参数说明

输送带的最大有效拉力F=2800N，输送带的工作速度V=1.5m/s，输送机滚筒直径D=300mm。

2.3传动系统工作条件

带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较平稳；每班工作16小时，要求减速器设计寿命为5年，三相交流电源的电压为380/220V。

2.4传动系统方案的选择

图1带式输送机传动系统简图

计算及说明

结果

第三章减速器结构选择及相关性能参数计算

一减速器结构

本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结。

二电动机选择

1工作机的功率Pw

工作机所需的电动机的输出功率

=FV/1000x

2总效率

=

按表9-2书《1》确定各部分效率为：

V带传动效率

=0.869

滚动轴承传动效率（一对）

=0.99

闭式齿轮传动效率

=0.97

联轴器效率

=0.99

传动滚筒效率

=0.96

代入数据：

=

=0.869

3所需电动机功率

查18-1《1》得Pd=4.89kw

4确定电动机转速

卷筒轴的工作转速为

=60×1000v/（

D）

=60×1000×1.5/（3.14×300）

=95.6r/min

根据书《2》表2-1得

V带传动比合理范围

单级圆柱齿轮减速器

则总传动比合理范围

故电动机转速的可选范围为

·

=（

）×95.5r/min

=238.75～2712.2r/min

符合这一范围的同步转速有

750r/min1000r/min1500r/min

现以三种同步转速分三种方案进行比较

如表

方案

电动机型号

额定功率

电动机转速（r/min）

同步

满载

一

Y132M2-6

5.5kw

1000

960

二

Y132S-4

5.5kw

1500

1440

三

Y160M2-8

5.5kw

750

720

综合考虑电动机的传动装置尺寸结构和带传动减速器的传动比可见

方案二比较合适。

因此选定的电动机型号为Y132S-4

=1440r/min

取

则

二动力运动参数计算

1计算传动比

确定传动装置的总传动比由选定的电动机满载转速

和工作机主动轴转速

可得传动装置总传动比为

2分配各级传动装置传动比

总传动比等于各传动比乘积

根据单级齿轮减速器标准传动比

3传动装置的运动和动力参数的计算

轴名

功率P/kW

转矩（N﹒m）

输速（r.min-1）

效率

输入

输出

输入

输出

0轴

4.89

32.4

1440

1

1轴

4.69

4.64

93.75

113.63

301.3

0.98

2轴

4.5

4.45

444.3

439.85

95.65

0.99

3轴

4.41

4.23

440.3

435.89

95.65

0.95

Pd=5.5kw

=

95.54r/min

选定的电动机型号为Y132M2-6

计算及说明

结果

第四章带轮的选用与校核

一选择皮带

1确定计算功率

根据V带传动工作条件，查书《2》表11-7.可得工作情况

系数

=1.2

=

P=1.2×4.89kw=45.868kw

2选取V带型号

根据

查书《2》图11-6得选用A型V带

3确定带轮的基准直径

查书《2》表11-8，图11-6得

=100mm

从动轮的基准直径为

根据表11-8选

mm

4验算带速V

V=

V在5~15

范围内，故带的速度合适

5确定v带的基准长度和传动中心距

由0.7（

+

）＜

＜2（

+

）

代入数据得

332＜

＜950

取用中间值。

故得初选中心距

=650mm

由式

代入数据得

查书《2》表11-2，选取带的基准长度

由式

代入数据得

6验算主动轮上的包角

由式

代入数据得

故主动轮上的包角合适

7计算V带根数Z

由

r/min

=100mm查书《2》表11-3可得

（用插入法求）

查书《2》表11-4得

查书《2》表11-5得

查书《2》表11-4得

由式Z=

代入数据得

Z=

取Z=5根

8计算V带合适的初拉力

由式

查书《2》表11-1得q=0.1㎏/m

=1.1

=4.802kw

=100mm

mm

V=5.024m/s

=513mm

计算及说明

结果

第四章齿轮的设计计算

4.1齿轮材料和热处理的选择

小齿轮选用45号钢，调质处理，HB＝236

大齿轮选用45号钢，正火处理，HB＝190

4.2齿轮几何尺寸的设计计算

4.2.1按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸

由《机械零件设计手册》查得

SHlim=1

由《机械零件设计手册》查得

ZN1=ZN2=1YN1=YN2=1.1

由

计算及说明

结果

（一）小齿轮的转矩

（二）选载荷系数K

由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。

查《机械原理与机械零件》教材中表得，取K＝1.1

（三）计算尺数比

=4.025

（四）选择齿宽系数

根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。

查《机械原理与机械零件》教材中表得，取

＝1

（五）计算小齿轮分度圆直径

≥

计算及说明

结果

766

=766

=44.714（mm）

（六）确定齿轮模数m

m=（0.007～0.02）a=（0.007～0.02）×185.871

取m=2

（七）确定齿轮的齿数

和

取Z1=24

取Z2=96

（八）实际齿数比

齿数比相对误差

Δ

<±2.5%允许

（九）计算齿轮的主要尺寸

Z1=24

Z2=96

=48mm

=192mm

计算及说明

结果

中心距

齿轮宽度

B1=B2+（5～10）=53～58（mm）

取B1=57（mm）

（十）计算圆周转速v并选择齿轮精度

查表应取齿轮等级为9级，

但根据设计要求齿轮的精度等级为7级。

4.2.2齿轮弯曲强度校核

（一）由4﹒2﹒1中的式子知两齿轮的许用弯曲应力

（二）计算两齿轮齿根的弯曲应力

由《机械零件设计手册》得

=2.63

=2.19

比较

的值

/[

]=2.63/244=0.0108>

/[

]=2.19/204=0.0107

计算大齿轮齿根弯曲应力为

a=120mm

B1=57mm

B2=48mm

V=1.1890

（m/s）

定为IT7

计算及说明

结果

齿轮的弯曲强度足够

4.2.3齿轮几何尺寸的确定

齿顶圆直径

由《机械零件设计手册》得h*a=1c*=0.25

齿距P=2×3.14=6.28（mm）

齿根高

齿顶高

齿根圆直径

4.3齿轮的结构设计

小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：

轴孔直径d=

50

轮毂直径

=1.6d=1.6×50=80

轮毂长度

轮缘厚度δ0=（3～4）m=6～8（mm）取

=8

轮缘内径

=

-2h-2

=196-2×4.5-2×8

强度足够

=54mm

=196mm

h=4.5mm

S=3.14mm

P=6.28mm

hf=2.5mm

ha=2mm

df1=43mm

df2=187mm

计算及说明

结果

=171（mm）

取D2=170（mm）

腹板厚度c=0.3

=0.3×48=14.4取c=15（mm）

腹板中心孔直径

=0.5（

+

）=0.5（170+80）=1