機械設計課程設計計算說明書
設計題目設計一用於帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器
機械系機械設計與製造及其自動化專業
機設 0923 班
設計者鄭立君
學號 0914051106
指導老師楊會霞
2011 年 12月日
目錄一、 設計任務1)
二、 傳動方案總體設計1)
三、 電機（原動機）選擇2)
四、 確定傳動比2)
五、 機構的運動分析及動力引數選擇與計算……………(3)
六、 傳動零件的計算4)
七、 軸的計算11)
八、 軸承的選擇21)
九、 連線件的計算28)
一十、 潤滑、密封29)
一十一、 三維圖30)
一十二、 小結33)
參考資料34)
附錄35)
一、 設計任務：設計一用於帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器
已知條件及要求：運輸帶工作拉力f；
運輸帶工作速度v（允許運輸帶速度誤差為±5%）；
滾筒直徑d；
兩班制，連續單向運轉，載荷輕微衝擊；
工作年限5年；環境最高溫度350c；
小批量生產。
題目資料表
二、 傳動裝置總體設計：
1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。
2. 特點：齒輪相對於軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。
3. 確定傳動方案：考慮到電機轉速高，傳動功率大，將v帶設定在
高速級。 其傳動方案如下：
三選擇電機
1. 計算電機所需功率： 查手冊第3頁表1-7：
－帶傳動效率：0.96
－每對軸承傳動效率：0.99
－圓柱齒輪的傳動效率：0.96
－聯軸器的傳動效率：0.993
—捲筒的傳動效率：0.96
說明：－電機至工作機之間的傳動裝置的總效率：
2確定電機轉速：查指導書第7頁表1：取v帶傳動比i=24
二級圓柱齒輪減速器傳動比i=840所以電動機轉速的可選範圍是：
符合這一範圍的轉速有：750、1000、1500、3000
根據電動機所需功率和轉速查手冊第155頁表12-1有4種適用的電動機型號，因此有4種傳動比方案如下：
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第3種方案比較合適，因此選用電動機型號為y132m1-6，其主要引數如下：
四確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：
總傳動比：
分配傳動比：取則
取經計算
注：為帶輪傳動比，為高速級傳動比，為低速級傳動比。
五計算傳動裝置的運動和動力引數：
將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸
——依次為電機與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動效率。
1. 各軸轉速：
2各軸輸入功率：
3各軸輸入轉矩：
運動和動力引數結果如下表：
六設計v帶和帶輪：
1.設計v帶
①確定v帶型號
查課本表13-6得： 則
根據=4.4, =960r/min,由課本圖13-5，選擇a型v帶，取。
查課本第206頁表13-7取。
為帶傳動的滑動率。
②驗算帶速： 帶速在範圍內，合適。
③取v帶基準長度和中心距a：
初步選取中心距a：，取。
由課本第195頁式（13-2）得：查課本第202頁表13-2取。由課本第206頁式13-6計算實際中心距：。
④驗算小帶輪包角：由課本第195頁式13-1得：。
⑤求v帶根數z：由課本第204頁式13-15得：
查課本第203頁表13-3由內插值法得。
ef=0.1
=1.37+0.1=1.38
ef=0.08
查課本第202頁表13-2得。
查課本第204頁表13-5由內插值法得。=163.0 ef=0.009
=0.95+0.009=0.959
則取根。
⑥求作用在帶輪軸上的壓力：查課本201頁表13-1得q=0.10kg/m，故由課本第197頁式13-7得單根v帶的初拉力：
作用在軸上壓力：
。七齒輪的設計：
1高速級大小齒輪的設計：
①材料：高速級小齒輪選用鋼調質，齒面硬度為250hbs。高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220hbs。
②查課本第166頁表11-7得： 。
查課本第165頁表11-4得： 。
故 。
查課本第168頁表11-10c圖得： 。
故 。
③按齒面接觸強度設計：9級精度製造，查課本第164頁表11-3得：載荷係數，取齒寬係數計算中心距：由課本第165頁式11-5得：
考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取
則取實際傳動比：
傳動比誤差：。
齒寬：取
高速級大齒輪： 高速級小齒輪：
④驗算輪齒彎曲強度：
查課本第167頁表11-9得：
按最小齒寬計算：
所以安全。
⑤齒輪的圓周速度：
查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。
2低速級大小齒輪的設計：
①材料：低速級小齒輪選用鋼調質，齒面硬度為250hbs。
低速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220hbs。
②查課本第166頁表11-7得： 。
查課本第165頁表11-4得： 。
故 。
查課本第168頁表11-10c圖得： 。
故 。
③按齒面接觸強度設計：9級精度製造，查課本第164頁表11-3得：載荷係數，取齒寬係數
計算中心距： 由課本第165頁式11-5得：
取則取計算傳動比誤差：合適
齒寬：則取
低速級大齒輪：
低速級小齒輪：
④驗算輪齒彎曲強度：查課本第167頁表11-9得：
按最小齒寬計算：
安全。⑤齒輪的圓周速度：
查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。
八軸的設計：
1高速軸設計：
材料：選用45號鋼調質處理。查課本第230頁表14-2取c=100。
②各軸段直徑的確定：根據課本第230頁式14-2得： 又因為裝小帶輪的電動機軸徑，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且所以查手冊第9頁表1-16取。
l1=1.75d1-3=60。
因為大帶輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以查手冊85頁表7-12取，l2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。
段裝配軸承且，所以查手冊62頁表6-1取。選用6009軸承。
l3=b++2=16+10+2=28。
段主要是定位軸承，取。l4根據箱體內壁線確定後在確定。
裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸：
查手冊51頁表4-1得：
得：e=5.9＜6.25。
段裝配軸承所以 l6= l3=28。
2 校核該軸和軸承：l1=73 l2=211 l3=96
作用在齒輪上的圓周力為：
徑向力為
作用在軸1帶輪上的外力：
求垂直面的支反力：
求垂直彎矩，並繪製垂直彎矩圖：
求水平面的支承力：由得n
n求並繪製水平面彎矩圖：
求f在支點產生的反力：
求並繪製f力產生的彎矩圖：
f在a處產生的彎矩：
求合成彎矩圖：
考慮最不利的情況，把與直接相加。
求危險截面當量彎矩：
從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合係數）
計算危險截面處軸的直徑：
因為材料選擇調質，查課本225頁表14-1得，查課本231頁表14-3得許用彎曲應力，則：
因為，所以該軸是安全的。
3軸承壽命校核：
軸承壽命可由式進行校核，由於軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查課本259頁表16-9，10取取
按最不利考慮，則有：
則因此所該軸承符合要求。
4彎矩及軸的受力分析圖如下：
5鍵的設計與校核:
根據，確定v帶輪選鑄鐵ht200，參考教材表10-9,由於在範圍內，故軸段上採用鍵：,
採用a型普通鍵:
鍵校核.為l1=1.75d1-3=60綜合考慮取=50得查課本155頁表10-10所選鍵為：
中間軸的設計：
①材料：選用45號鋼調質處理。查課本第230頁表14-2取c=100。
②根據課本第230頁式14-2得：
段要裝配軸承，所以查手冊第9頁表1-16取，查手冊62頁表6-1選用6208軸承，l1=b+++=18+10+10+2=40。
裝配低速級小齒輪，且取，l2=128，因為要比齒輪孔長度少。
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