机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器2010年7月目录第一章前言 (2)第二章课题题目及主要技术参数说明 (3)2.1 课题题目2.2传动方案分析及原始数据第三章传动方案拟定和电动机选择 (7)第四章减速器结构选择及相关性能参数计算 (9)3.1 减速器结构3.2动力运动参数计算第五章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)………………………………………………………11.4.1闭式齿轮传动设计4.1.1单级齿轮选材4.1.2单级齿轮的设计计算与强度校核4.1.3单级齿轮的结构设计数据：第六章轴的设计计算(从动轴) (18)5.1Ⅰ轴（电动机轴）的尺寸设计5.1.1Ⅰ轴的材料和热处理的选择5.1.2Ⅰ轴几何尺寸的设计计算5.2Ⅱ轴（输出轴）的尺寸设计和强度校核5.2.1Ⅱ轴的材料和热处理的选择5.2.2Ⅱ轴几何尺寸的设计计算5.2.3Ⅱ轴的强度校核第七章轴承、键和联轴器的选择 (32)6.1 轴承的选择及校核6.2 键的选择计算及校核6.3 联轴器的选择第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 (38)7.1 润滑的选择确定7.2 密封的选择确定7.3箱体主要结构尺寸计算7.4减速器附件的选择确定第九章总结 (33)参考文献机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器第一章前言本论文主要内容是进行带式运输机的单级圆柱齿轮的设计计算，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。
- 2 -机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器第二章课题题目及主要技术参数说明2.1课题题目：带式运输机的单级圆柱齿轮减速器设计➢设计要求：两班制，连续单向运转，载荷轻微冲击；工作年限5年；环境最高温度350C；小批量生产；输送带速度容许误差为±５％。
原始数据：➢设计任务：- 3 -机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器1)减速器装配图1张；2)零件工作图2张（从动轴，齿轮）；3)设计计算说明书1份，不得低于4000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，，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。
第三章传动方案拟定和电动机选择方案拟定：采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。
1.电动机2.V带传动3.圆柱齿轮减速器4.连轴器5.滚筒6.运输带- 4 -机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器二、电动机选择：1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
2、电动机容量选择：电动机所需工作功率为：式（1）：Ｐd＝ＰＷ／ηa (kw)由式(2)：ＰＷ＝ＦV/1000 (KW)因此 Pd=FV/1000ηa (KW)由电动机至运输带的传动总效率为：η总=η１×η２2×η３×η４×η5×η6式中：η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为带传动、齿轮轴承、齿轮传动、联轴器、联轴器轴承和卷筒的传动效率。
取η１=0.96，η２＝0.98，η３＝0.97，η４＝0.97，η5=0.98，η6=0.96则：η总=0.96×0.982×0.97×0.97×0.98×0.96=0.816所以：电机所需的工作功率：- 5 -机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器Pd= FV/1000η总=(3000×1.5)/(1000×0.816)=5.515(kw)3、确定电动机转速卷筒工作转速为：n卷筒＝60×1000·V/（π·D）=(60×1000×1.5)/（４5０·π）=63.69r/min根据手册Ｐ6表2.2推荐的传动比合理范围，取Ｖ带传动比I1’=２～４，取圆柱齿轮传动比范围I’=3～5。
则总传动比理论范围为：Ｉa’＝６～２0。
故电动机转速的可选范为N’d =I’a×n卷筒=(6～20)×76.4=458.4～1528 r/min则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：（如下表）- 6 -机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，可见第2方案比较适合。
此选定电动机型号为Y132M2-6，其主要性能：电动机主要外形和安装尺寸：- 7 -机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器- 8 -中心高 H外形尺寸Lx(AC/2+AD)×HD 底角安装尺寸 A ×B地脚螺栓孔直径 K轴 伸 尺 寸D ×E 装键部位尺寸F ×GD132 520×345×315216×178 12 28×80 10×41➢ 结构设计简图：图2带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器工作系统（开式齿轮及III 轴不予考虑）简图➢ 设计计算说明书机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器第四章减速器结构选择及相关性能参数计算- 9 -机械基础课程设计一级闭式圆柱齿轮减速器- 10 -第五章齿轮的设计计算由[]a H H H MP S 7001700lim1lim 1===σσ []a H H H MP S 7001700lim2lim 2===σσ []a F F F MP S 4725.21590lim1lim 1===σσ []a F F F MP S 4725.21590lim2lim 2===σσZ2/Z1=3.95,取Z1=20,Z2=79（3）按齿面接触强度设计计算)(163.86/572083.49550/9550111m N n P T ⋅=⨯====50.02mm齿数取Z1=20，则Z2=20×3.95=79。
故实际传动比u=i=79/20=3.95错误!未指定书签。
《机械设计基础》教材十一章 表11-3 、表11-6、表11-41Z =212Z = 84《机械设计基础》教材P171 公式（11-3）按表4-1(取β=8°6’34’’=8.1094°,)M_n=3mm ，实际的m=M_n/cos8.1094°=3.03 d1=z m=203/cos8.1094°mm=60.606mm ， d2=793/cos8.1094°mm=239.394mm b=ϕd1=0.8*60.606=48.485中心距 a=(d1+d2)/(2cos8°)=150mm（4）验算齿轮弯曲强度齿形系数YFa1=2.925，YSa1=1.565 YFa2=2.25，YSa2=1.77 由式（11-5）σ1=2*k*T1* YFa1* YSa1/(b*m^2*z1)=2*1.3*68.164*10^3*2.925*1.565/(48.485*3.03^2*20) =91.1MPa<[]a F F F MP S 4725.21590lim1lim 1===σσσ2=σ1* YFa2* YSa2/( YFa1* YSa1)实际： d 1=60.590m md 2=239.329m m查《机械设计基础》教材图11—8、11—9齿轮强度校核安全。
V=1.815m/sS=P/2=π*m/2=3.14*3/2=4.712齿根高hf=(ha’+c’)*m=(1+0.25)*3=3.75mm齿顶高ha=ha’*m=3mm齿根圆直径dfDf1=d1-2hf=60.606-2*3.75=53.106mmDf2=d2-2hf=239.394-2*3.75=231.894mm由于小齿轮d1=60.606mm，可采用齿轮轴结构；大齿轮因为分度圆半径较大采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的有关尺寸计算如下（需要根据后面轴的设计来确定大齿轮的详细参数）：轴孔直径d=58mm轮毂直径D1=1.6d=1.6×58=92.8mm；取D1=90 mm轮毂长度L=B2=1.5d=87mm轮缘厚度δ0=（3~4）m=12~16 mm；取δ0=16 mm轮缘内径D2=da2-2h-2δ0=245.394-2×9-2×16=195.354mm 取D2=200 mm腹板厚度c=0.3B2=0.3×87=26.1 mm；取c=26mm腹板中心孔直径D0=0.5（D2+D1）=190mm腹板孔直径d0=0.25（D2-D1）=0.25×（200-90）=55 mm；取d0=55mm齿轮倒角n=0.5 m=1.5mm齿轮结构图如下：第六章轴的设计计算选择5.1.2Ⅰ轴几何尺寸的设计计（1）计算d1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率P和扭矩T P1=4.083MPaT1=68.164Nm最小直径计算（查《机械设计基础》教材表14—2 取c=110）d≥c*(p1/n1)^(1/3)=110*(4.083/572)^(1/3)=21.18mm考虑键槽d>1.07*21.18=22.62mm选择标准直径D1=30mm械设计基础》教材表14—2C=115.2Ⅱ轴（输出轴）的尺寸设计和强度校核各段轴长度列表如下:名称1L2L3L4L5L6L6L 长度/mm 60 67 20 10 65 10 21尺寸设计部分具体步骤如下：1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。