机械设计基础课程设计 二级圆柱齿轮减速器 目录 一、带式运输机的设计任务书1二、传动方案的确定2三、电动机的确定3四、传动比的分配及各轴转速与扭矩3五、齿轮的设计4六、轴的设计计算9七、轴的校核15八、 键的校核24九、轴的转配草图25 设计任务书 一、 带式运输机传动装置的设计任务书 带式传动机工作原理带式传动机示意图如图所示 工作条件：两班制连续单项运转，载荷平稳室内工作，有粉尘，环境最高温度35度使用折旧期：8年检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修动力来源：电力，三相交流电压380/220v运输带速度允许误差：5制造条件及生产批量：一般机械厂制造小批量生产设计数据：运输带工作拉力：4000N,运输带工作速度1.6m/s，卷筒直径400mm 设计过程计算结果二、 传动方案的确定 根据工作要求可拟定几种传动方案如图所示 A BCD 设计过程计算结果 A图所示为电动机直接与两级直齿圆柱齿轮减速器相连接，圆柱齿轮易于加工，但减速器的传动比和结构尺寸较大。 B图所示为一级蜗杆减速器，结构简单，尺寸紧凑，但效率低，适用于载荷较小、间歇工作的场合，需要进行热平衡计算，防止齿面发生胶合。 C图所示为锥齿轮减速器开式齿轮，开式齿轮易发生磨损 D图所示为二级同轴式圆柱齿轮减速器，径向尺寸小，结构紧凑，但轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同 综合设计的环境考虑，选择方案A三、 电动机的确定 传动装置的总效率： 查表机械实际课程设计手册表1-7，其中轴承效率=0.99，联轴器效率=0.99，啮合效率=0.97，搅油效率=0.99 ：工作机实际需要电动机的输出功率，：工作的实际需要的输入功率，电动机的输出效率 查,机械设计课程设计手册表12-1选取电动机的型号为Y160M-4，额定功率为=11kw，满载转速为四、 传动比的分配及各轴转速与扭矩 总传动比： 则第一级传动比为：，第二级传动比： 各轴转速 ， 各轴扭矩 选择方案A传动总效率=7.61kw电动机Y160M-4额定功率11kw满载转速1460r/min总传动比i=19.21高速级传动比低速级传动比 设计过程计算结果 各轴的转速与扭矩如图表格所示轴号转速n（r/min）转矩T(Nm）114607123043283761250五、 齿轮的设计 1.高速齿轮的设计 选择齿轮的材料：小齿轮材料为40Cr（调质)硬度为280HBS，大齿轮材 料为45钢（调质）硬度为240HBS 选择小齿轮的齿数为，大齿轮的齿数为 1）按齿面强度设计由计算公式进行计算确定公式的值：选择载荷系数计算小齿轮的转矩 查机械设计第八版表10-7选取齿宽系数：查机械设计第八版表10-6取得材料的弹性影响系数查机械设计第八版图10-21（d）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限计算应力循环次数 设计过程计算结果由机械设计第八版图10-19取接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1，安全系数S=1计算小齿轮分度圆直径计算圆周速度：计算齿宽：计算载荷系数：根据v=4.36m/s，7级精度，由机械设计第八版图10-8查的动载荷系数,直齿轮,表10-2查的使用系数,由表10-4查的小齿轮相对支撑非对称布置时,查图10-13得,故载荷系数为按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径计算模数 2）根据齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为 确定公式内各数值：由机械设计第八版图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,弯曲疲劳安全系数S=1.4 设计过程计算结果 弯曲疲劳许用应力为 计算载荷系数 查取齿形系数、应力较正系数为 查表10-5 计算大小齿轮的并加以比较 小齿轮： 大齿轮： 大齿轮数值大 设计计算 则模数取整m=2.0mm，分度圆直径，小齿轮齿数 大齿轮齿数2、 低速齿轮的设计 选择齿轮的材料：小齿轮材料为40Cr（调质)硬度为280HBS，大齿轮材 料为45钢（调质）硬度为240HBS 选择小齿轮的齿数为，大齿轮的齿数为 1）按齿面强度设计由计算公式进行计算确定公式的值： 选择载荷系数 设计过程计算结果 计算小齿轮的转矩 查机械设计第八版表10-7选取齿宽系数：查机械设计第八版表10-6取得材料的弹性影响系数查机械设计第八版图10-21（d）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限计算应力循环次数 由机械设计第八版图10-19取接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1，安全系数S=1计算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度：计算齿宽：计算载荷系数：根据v=0.125m/s，7级精度，由机械设计第八版图10-8查的动载荷系数,直齿轮,表10-2查的使用系数,由表10-4查的小齿轮相对支撑非对称布置时,查图10-13 设计过程计算结果得,故载荷系数为按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径计算模数 2）根据齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为 确定公式内各数值：由机械设计第八版图10-20c查得小齿轮的弯曲疲 劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,弯曲疲劳安全系数S=1.4 弯曲疲劳许用应力为 计算载荷系数 查取齿形系数、应力较正系数为 查表10-5 计算大小齿轮的并加以比较 小齿轮： 大齿轮： 大齿轮数值大 设计计算 设计过程计算结果 则模数取整m=3.0mm，分度圆直径，小齿轮齿数 大齿轮齿数六、 轴的设计计算 1、高速轴的设计 1）、已知条件：高速轴传递的功率；转速；小齿轮分度圆直径；齿轮宽度，转矩 2)、确定轴的直径：先按式初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45号钢（调质）处理，根据机械设计第八版表15-3取得A=112，则 3)、联轴器的型号选取：查机械设计第八版表14-1，取,则联轴器的计算转矩为，查机械设计课程设计手册表8-7选用LX1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为250Nmm，半联轴器的孔径为，故取，半联轴器的长度为，半联轴器与轴的配合毂孔长度为 4）、轴的结构设计 1、拟定轴上零件的装配方案，如图所示 2、根据轴向定位要求确定轴的各段直径及长度 （1）轴向定位要求1-2轴段右端要求制出一轴肩，取 （2）考虑到主要承受径向力，轴向也可承受小的轴向载荷，当量摩擦系 数最小，在高速转时也可承受纯的轴向力，工作中容许的内外圆轴线偏斜量大量生产，价格最低，故选用深沟球轴承，根据，查机械设计课程设计手册表6-1，选6206型深沟球轴承，则，B=16mm 设计过程计算结果B=16mm，3-4段安装轴承，左端用轴段挡圈定位，右端用轴肩定位，因为8-9段轴也要安装一个相同的轴承，故， （3）4-5段轴没有什么与之相配合的零件，但是其左端要有一个轴肩以使轴承能右端轴向定位 ， (4)轴承盖的总宽度为10mm（由减速器和轴承盖的结构设定）：根据轴承的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖外端面与联轴器的距离为20mm至此已初步确定轴的长度。 （5）轴上零件的周向定位：齿轮、半联轴器与轴的周向定位都采用平键连接，按，选择键，L=25mm，L=50mm为了保证齿轮与轴配合的良好的对中性，半联轴器与轴的配合选用。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的此处选轴的公差尺寸公差为m6 （6）确定轴的倒角和圆角：参考表15-2取轴端倒角为45度，各轴轴肩处的圆角为1.6 设计过程计算结果2、中间轴的设计 1）、已知条件：高速轴传递的功率；转速；小齿轮分度圆直径；齿轮宽度，转矩 2)、确定轴的直径：先按式初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45号钢（调质）处理，根据机械设