完整版一级闭式圆柱齿轮减速器 机械毕业课程设计.docx
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完整版一级闭式圆柱齿轮减速器机械毕业课程设计
精密机械课程设计
题目：
一级闭式圆柱齿轮减速器
指导老师：
李雪梅
设计人:
黎金辉
学号：
设计日期：
-7-15
设计任务书…………………………………………………………………3
传动方案的拟定及说明……………………………………………………5
电动机的选择………………………………………………………………5
计算传动装置的运动和动力参数…………………………………………7
传动零件的设计计算--齿轮设计…………………………………………9
轴的设计与校核计算………………………………………………………14
滚动轴承的选择及计算……………………………………………………23
键联接的选择及校核计算…………………………………………………25
联轴器的选择………………………………………………………………27
箱体的选择…………………………………………………………………28
减速器附件的选择…………………………………………………………29
润滑与密封…………………………………………………………………30
设计小结……………………………………………………………………31
参考资料目录………………………………………………………………32
精密机械设计基础课程设计任务书
一、设计题目：
设计用于带式运输机的传动装置
二、设计要求：
带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带速允许误差为5%。
使用期限为10年，大修期三年，小批量生产，两班制工作。
三、设计方案
1-电动机2-联轴器3-一级圆柱齿轮减速器
4-开式齿轮传动5-卷筒6-运输带
数据组编号_A4__运输带卷筒所需功率P（KW）_3.5__运输带卷筒工作转速n（rmin）_76__卷筒中心高H（mm）_300__
四、设计数据
五、设计任务
①减速器装配图1张（A1图纸）；
②零件工作图2张（大齿轮、轴，A3图纸）；
③设计计算说明书1份，6000～8000字。
说明书内容应包括：
拟定机械系统方案，进行机构运动和动力分析，选择电动机，进行传动装置运动动力学参数计算，传动零件设计，轴承寿命计算、轴（许用应力法和安全系数法）、键的强度校核，联轴器的选择、设计总结、参考文献、设计小结等内容。
六、设计进度
1、第一阶段：
总体计算和传动件参数计算
2、第二阶段：
轴与轴系零件的设计
3、第三阶段：
轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制
4、第四阶段：
装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写
设计计算依据和过程
传动方案的拟定及说明
合理的传动方案首先应满足工作机的性能（例如传递功率、转速及运动方式）的要求。
。
另外，还要与工作重要条件（例如工作环境。
工作场地、工作时间）相适应。
同时还要求工作可靠，结构简单，尺寸紧湊，传动效率高，使用维护方便，工艺性和经济性。
合理安排和布置传动顺序是拟定传动方案中的另外一个重要环节
由题目所知传动机构类型为：
一级闭式圆柱齿轮减速器。
故只要对本传动机构进行分析论证。
本传动机构的特点是：
成本较低，减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。
结构较简单，中心距较小，两轴的径向尺寸相对较大。
第一部分电动机选择
1.电动机类型的选择：
Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机
2.确定电动机的功率和型号
：
联轴器效率
：
圆柱齿轮传动效率
：
开式齿轮传动效率
：
滚动轴承传动效率（一对）
：
传动卷筒效率
由参考书《机械设计课程设计》王积森，王旭，
表11-9查得：
=0.99（齿式联轴器）,=0.98（7级精度）,=0.95,
=0.99（球轴承），=0.96
（1）传动装置的总效率：
η=........
=0.99×0.99×0.98×0.95
×0.99×0.99×0.99×0.99×0.96
=0.841
（2）计算电动机所需功率
=Pη=3.50.841=4.16KW
（3）确定电动机额定功率
=（1~1.3）=（1~1.3）×4.16=4.16~5.408KW
选择电动机的额定功率=5.5kw
（4）确定电动机转速
按参考书《机械设计课程设计》表11-9
推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围=3~5。
取V带传动比=2~4，则总传动比理时范围为=6~20。
故电动机转速的可选范围为：
=×n筒=（6~20）×76=456~1520rmin
符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500rmin。
根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000rmin。
（5）确定电动机型号
由所选的电动机的类型，结构，容量和同步转速n查参考书1表18-3确定电动机型号为Y132M2-6
其主要性能：
额定功率：
5.5KW，满载转速960rmin。
电动机具体参数如下：
电机
型号
功率PkW
满载转速n
rmin
电流A
效率
（%）
功率因素
额定转矩
N·m
堵转电流A
堵转转矩
N·m
最大转矩N·m
净重
Kg
Y132M2-6
5.5
960
12.6
85.3
0.78
2.0
6.5
2.0
2.0
81
具体外型尺寸见参考书《机械设计课程设计》，p352表20-6
第二部分计算传动装置的运动和动力参数计算
1.计算总传动比及分配各级的传动比
（1）总传动比：
==96076=12.63
（2）分配各级传动比
=.,取=3.5，==12.633.5=3.61
2．计算传动装置的运动参数及动力参数
（1）各轴转速
轴1：
=n=960rmin
轴2：
==9603.5=274.3rmin
轴3：
==374.33.61=76rmin
卷筒轴:
==76rmin
（2）各轴功率
轴1：
==4.16×0.99=4.118kW
轴2：
=.=4.0790.98×0.99×0.99=3.955kW
轴3：
==3.955×0.95×0.99=3.720kW
卷筒轴：
==3.7200.990.99=3.646kW
（3）计算各轴转矩（N•;m）
T1=9550×=9550×4.118960=40.97N•m
T2=9550×=9550×3.955274.3=137.70N•m
T3=9550×=9550×3.720576=467.45N•m
T4=9550×=9550×3.64676=458.15N•m
将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：
参数
轴名
电动机轴
轴1
轴2
轴3
卷筒轴
转速nr·min
960
960
274.3
76
76
功率PkW
4．16
4．118
3．918
3．685
3．611
转矩TN·m
40.97
40.97
137.70
467.75
458.15
传动比i
1
3.5
3．61
1
效率η
0．99
0．96
0．94
0．98
第三部分传动零件的设计计算
——齿轮设计及结构说明
以高速级齿轮传动为基准进行两对齿轮选择和校核设计
已知：
传递功率=4.118kw，=960rmin，
=3.5，=40.97N·m
选择齿轮材料，热处理，齿面硬度，精度等级及齿数:
一、大小齿轮均采用硬齿面
小齿轮：
45钢表面淬火齿面硬度50HRC
大齿轮：
45钢表面淬火齿面硬度50HRC
由教材《机械设计基础》表11—1，取：
接触疲劳强度极限和弯曲疲劳强度极限
=1150Mpa,=700Mpa;
=1120Mpa,=680Mpa.
安全系数=1.2,=1.4
==11501.2=958.3Mpa
==11201.2=933.3Mpa
==7001.4=500Mpa
==6801.4=485.7Mpa
由于选用闭式硬齿面传动，因此，采用弯曲疲劳强度设计，接触疲劳强度校核的设计方法。
二、．按齿面弯曲疲劳强度设计
（1）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。
查教材《机械设计基础》表11—3取K=1.1
（2）计算齿数比u
u===960274.3=3.5
（3）查教材《机械设计基础》表11—6
选择齿宽系数=0.8
（4）初选螺旋角=
（5）齿数
取=20，则=3.5×20=70
（6）齿形系数
==22.19，==77.67
查教材《机械设计基础》图11--8和11--9，
齿形系数=2.85，=1.58;=2.23,=1.76
=2.85×1.58500=0.0091
=2.23×1.76485.7=0.00808
因为>
故应对小齿轮进行弯曲强度计算。
（7）法向模数
=
=1.33mm
由表4—1并结合实际情况，取=2mm
三.按齿面接触疲劳强度校核
查教材《机械设计基础》公式11—8，
=188×2.5××
=623.48Mpa<=958.3Mpa
所以，齿轮符合安全要求。
四.计算圆周转速v并选择齿轮精度
v=
=3.14×42.22×960（60×1000）=2.122ms
查教材《机械设计基础》表11—2，可知选用8级精度是合宜的。
五.计算齿轮的主要几何尺寸
法向模数：
=2mm
端面模数：
==2=2.11
确定螺旋角=arccos[（+）2a]=
螺旋角=
中心距a=（+）2cos=93.175mm
取a=95mm
齿轮宽度==33.78mm
取=40mm,=35mm
齿轮分度圆直径:
=cos=2×20=42.22mm
=cos=2×70=147.78mm
齿顶高：
===1×2=2
齿根高：
=（+）m=（1+0.25）=1.25=2.5mm
全齿高：
顶隙：
齿顶圆直径：
=+2=+2=42.22+2×2=46.22mm
=+2=+2=147.48+2×2=151.48mm
齿根圆直径：
=-2=42.22-2×2.5=37.22mm
=-2=147.48-2×2.5=142.78mm
法面齿距：
=6.283mm
端面齿距：
=6.632mm
六．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
大齿轮的有关尺寸计算尺寸如下：
轴孔直径d=50mm
轮毂直径=1.6d=1.6×50=80mm
轮毂长度L==35mm
轮缘厚度=（3~4）=6~8mm取=8mm
轮缘内径=-2h-2=151.48-2×4.5-2×8=126.48mm
取=126mm
腹板厚度c=0.4=0.4×35=14mm取c=15mm
腹板中心直径=0.5（+）=0.5×（126+80）=103mm
腹板孔直径=0.25（-）=0.25（126-80）=11.5mm
取=12mm
齿轮倒角n=0.5=0.5×2=1mm
齿轮工作图如图：
第四部分轴的设计计算及校核
一．轴的选材及其许用应力
选45号钢，调质处理，HB217~255，
强度极限=650Mpa,屈服极限=360Mpa,弯曲疲劳极限=300Mpa
二.按扭矩估算最小直径
1.主动轴
查教
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