機械課程設計
目錄一課程設計書2
二設計要求2
三設計步驟2
1. 傳動裝置總體設計方案3
2. 電動機的選擇4
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比5
4. 計算傳動裝置的運動和動力引數5
5. 設計v帶和帶輪6
6. 齒輪的設計8
7. 滾動軸承和傳動軸的設計19
8. 鍵聯接設計26
9. 箱體結構的設計27
10.潤滑密封設計30
11.聯軸器設計30
四設計小結31
五參考資料32
一. 課程設計書
設計課題:
設計一用於帶式運輸機上的兩級展開式圓柱齒輪減速器.運輸機連續單向運轉,載荷變化不大,空載起動,捲筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產,使用期限8年(300天/年),兩班制工作,運輸容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220v
表一:二. 設計要求
1.減速器裝配圖一張(a1)。
2.繪製軸、齒輪零件圖各一張(a3)。
3.設計說明書乙份。
三. 設計步驟
1. 傳動裝置總體設計方案
2. 電動機的選擇
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
4. 計算傳動裝置的運動和動力引數
5. 設計v帶和帶輪
6. 齒輪的設計
7. 滾動軸承和傳動軸的設計
8. 鍵聯接設計
9. 箱體結構設計
10. 潤滑密封設計
11. 聯軸器設計
1.傳動裝置總體設計方案:
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：
圖一:(傳動裝置總體設計圖)
初步確定傳動系統總體方案如:傳動裝置總體設計圖所示。
選擇v帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器（展開式）。
傳動裝置的總效率
＝0.96×××0.97×0.96＝0.759；
為v帶的效率,為第一對軸承的效率，
為第二對軸承的效率，為第三對軸承的效率，
為每對齒輪嚙合傳動的效率（齒輪為7級精度，油脂潤滑.
因是薄壁防護罩,採用開式效率計算)。
2.電動機的選擇
電動機所需工作功率為： p＝p/η＝1900×1.3/1000×0.759＝3.25kw, 執行機構的曲柄轉速為n＝=82.76r/min，
經查表按推薦的傳動比合理範圍，v帶傳動的傳動比i＝2～4，二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i＝8～40，
則總傳動比合理範圍為i＝16～160，電動機轉速的可選範圍為n＝i×n＝（16～160）×82.76＝1324.16～13241.6r/min。
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，
選定型號為y112m—4的三相非同步電動機，額定功率為4.0
額定電流8.8a，滿載轉速1440 r/min，同步轉速1500r/min。
3.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
（1） 總傳動比
由選定的電動機滿載轉速n和工作機主動軸轉速n，可得傳動裝置總傳動比為＝n/n＝1440/82.76＝17.40
（2） 分配傳動裝置傳動比
＝×式中分別為帶傳動和減速器的傳動比。
為使v帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取＝2.3，則減速器傳動比為＝＝17.40/2.3＝7.57
根據各原則，查圖得高速級傳動比為＝3.24，則＝＝2.33
4.計算傳動裝置的運動和動力引數
（1） 各軸轉速
＝＝1440/2.3＝626.09r/min
＝＝626.09/3.24＝193.24r/min
＝/＝193.24/2.33=82.93 r/min
==82.93 r/min
（2） 各軸輸入功率
＝×＝3.25×0.96＝3.12kw
＝×η2×＝3.12×0.98×0.95＝2.90kw
＝×η2×＝2.97×0.98×0.95＝2.70kw
＝×η2×η4=2.77×0.98×0.97＝2.57kw
則各軸的輸出功率：
＝×0.98=3.06 kw
＝×0.98=2.84 kw
＝×0.98=2.65kw
＝×0.98=2.52 kw
（3） 各軸輸入轉矩
=×× n·m
電動機軸的輸出轉矩=9550 =9550×3.25/1440=21.55 n·
所以:＝××=21.55×2.3×0.96=47.58 n·m
＝×××=47.58×3.24×0.98×0.95=143.53 n·m
＝×××=143.53×2.33×0.98×0.95=311.35n·m
=××=311.35×0.95×0.97=286.91 n·m
輸出轉矩：＝×0.98=46.63 n·m
＝×0.98=140.66 n·m
＝×0.98=305.12n·m
＝×0.98=281.17 n·m
運動和動力引數結果如下表
6.齒輪的設計
（一）高速級齒輪傳動的設計計算
1． 齒輪材料，熱處理及精度
考慮此減速器的功率及現場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪
（1） 齒輪材料及熱處理
① 材料：高速級小齒輪選用鋼調質，齒面硬度為小齒輪 280hbs 取小齒齒數=24
高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為大齒輪 240hbs z=i×z=3.24×24=77.76 取z=78.
② 齒輪精度
按gb/t10095－1998，選擇7級，齒根噴丸強化。
２．初步設計齒輪傳動的主要尺寸
按齒面接觸強度設計
確定各引數的值:
①試選=1.6
查課本圖10-30 選取區域係數 z=2.433
由課本圖10-26
則②由課本公式10-13計算應力值環數
n=60nj =60×626.09×1×（2×8×300×8）
=1.4425×10h
n= =4.45×10h #(3.25為齒數比,即3.25=)
③查課本10-19圖得：k=0.93 k=0.96
④齒輪的疲勞強度極限
取失效概率為1%,安全係數s=1,應用公式10-12得:
==0.93×550=511.5
==0.96×450=432
許用接觸應力
⑤查課本由表10-6得： =189.8mp
由表10-7得: =1
t=95.5×10×=95.5×10×3.19/626.09
=4.86×
3.設計計算
①小齒輪的分度圓直徑d
=②計算圓周速度
③計算齒寬b和模數
計算齒寬b
b==49.53mm
計算摸數m
初選螺旋角=14
=④計算齒寬與高之比
齒高h=2.25 =2.25×2.00=4.50
= =11.01
⑤計算縱向重合度
=0.318=1.903
⑥計算載荷係數k
使用係數=1
根據,7級精度, 查課本由表10-8得
動載係數k=1.07,
查課本由表10-4得k的計算公式:
k= +0.23×10×b
=1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10×49.53=1.42
查課本由表10-13得: k=1.35
查課本由表10-3 得: k==1.2
故載荷係數:
k＝k k k k =1×1.07×1.2×1.42=1.82
⑦按實際載荷係數校正所算得的分度圓直徑
d=d=49.53×=51.73
⑧計算模數
=4. 齒根彎曲疲勞強度設計
由彎曲強度的設計公式
≥⑴ 確定公式內各計算數值
① 小齒輪傳遞的轉矩＝48.6kn·m
確定齒數z
因為是硬齒面，故取z＝24，z＝i z＝3.24×24＝77.76
傳動比誤差 i＝u＝z/ z＝78/24＝3.25
δi＝0.032％5％，允許
②計算當量齒數
z＝z/cos＝24/ cos14＝26.27
z＝z/cos＝78/ cos14＝85.43
③ 初選齒寬係數
按對稱布置，由表查得＝1
④ 初選螺旋角
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