机械基础课程设计说明书题目名称：二级圆柱齿轮减速器学院: 核技术与自动化工程学院专业: 机械工程及其自动化班级: 机械三班指导老师: 王翔（老师）学号: **************: ***完成时间: 2014年1月11日评定成绩：目录一课程设计书二设计要求三设计过程1.传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V带和带轮6. 减速器内齿轮传动设计6.1高速级齿轮的设计6.2低速级齿轮的设计7.滚动轴承和传动轴的设计7.1输出轴及其所配合轴承的设计7.1中间轴及其所配合轴承的设计7.1输入轴及其所配合轴承的设计8. 键联接设计9. 箱体结构的设计10.润滑密封设计四设计小结五参考资料二设计要求题目：工作条件：双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限为6年，运输带允许误差5%+-三设计过程1.传动装置总体设计方案:1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。
装置总的效率24V ηηηηηη=总齿联卷滚=0.79V η为V 带的效率,η齿为齿轮的传动效率，η滚为滚子轴承的效率，η联为联轴器的效率（有弹性元件的挠性联轴器），η卷为卷筒的效率（齿轮为7级精度，油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。
2.电动机的选择（1）选择电动机的类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型 （2）选择电动机的电容d =1000FVP η总计算所需条件：F ：工作机的工作阻力 V ：工作机卷筒的线速度 T ：工作机的阻力矩η总装置的总效率d 96000.24===2.9100010000.79FV P KW η⨯⨯总（3）确定电动机转速d a n i n=⋅卷筒工作转速6010006010000.2414.32/min320V n r D ππ⨯⨯⨯===⨯取V 带的传动比为2~4，二级圆柱齿轮减速器传动比为8~40 求得总传动比的范围为16~160(16~160)14.32229~2291/mind a n i n r =⋅=⨯=所以综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、总传动比，选定型号为Y132S-6的三相异步电动机。
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比ma m v 121212v 12m n i ==67.04n ni =3.15i=i i =21.28i =1.3i i =5.27i =4.05i=i i i =67.23n 960n ===14.28r /min i 67.23n-n n=100%=0.279%n⋅⇒⋅⋅⨯‘总’‘总’（为电动机的满载转速）取，则根据经验取，4.计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速I n ＝0/i n m ＝960/3.15=304.76r/min Ⅱn ＝1/ Ⅰi n ＝304.76/5.27=57.83r/min Ⅲn ＝ Ⅱn / 2i ＝57.83/4.05=14.28r/minⅣn =Ⅲn =14.28r/min (2)各轴输入功率ⅠP ＝d p ×v η＝2.9×0.96＝2.78kWⅡP ＝Ⅰp ×η滚×η齿＝2.78×0.98×0.97＝2.64kW ⅢP ＝ⅡP ×η滚×η齿＝2.64×0.98×0.97＝2.51kWⅣP ＝ⅢP ×η滚×η联=2.51×0.98×0.99＝2.44kW (3)各轴输入转矩电动机轴的输出转矩d T =9550mdn P =9550×2.9/960=28.45 N·m ⅠT ＝d T ×v i ×v η =28.45×3.15×0.96=86.03 N·m ⅡT ＝ⅠT ×1i ×η滚×η齿=86.03×5.27×0.98×0.97=430.98 N·m ⅢT ＝ⅡT ×2i ×η滚×η齿=430.98×4.05×0.98×0.97=1659.24N·m卷筒轴的输入功率ⅣT =ⅢT ×η滚×η联=1659.24×0.98×0.991609.79 N·m 运动和动力参数结果如下表5.普通V 带传动设计（1）确定计算功率（ca =A P K P）10~16h 1.2A K =因为载荷变动小，空载启动，工作时间，所以工作情况系数ca ==1.2 2.9=3.48A K K P ⨯（2）选择V 带的带型根据课本157页图8-11推出选择A 型V 带 （3）确定带轮的基准直径d1并验算带速v①根据课本157页表8-8，初选小带轮直径d1=100mm ②带速v 应控制在5~25m/s ，最大不应超过30m/smd1n 100960v===5.03/601000601000m s ππ⋅⋅⨯⨯③计算大带轮的基准直径d221 3.15100315v d i d mm =⋅=⨯=（4）确定中心距a ，并选择V 带的基准长度Ld ①初定中心距a 0000.7(12)2(12)290.5830d d a d d a +≤≤+⇒≤≤取a 0=500mm②计算相应的带长Ld02000(21)2(12)1674.9924d d Ld a d d mm a π-=+++=查课本表8-2，选带的基准长度Ld=1600mm ③计算中心距a 及其变动范围0min min max max 0462.50520.015438.5050.03510.505Ld Ld a a a mma a Ld a mm a a Ld a mm-=+⇒==-⇒==+⇒=（5）验算小带轮上的包角α57.3180(21)=153.3690ad d α=--≥。
（6）确定带的根数z （z carP P =） 根据d1=100mm ，n1=960r/min ，查课本表8-4a 得P0=0.95KW根据n1=960r/min ，v i =3.15，A 型V 带，查课本表8-4b 得△P0=0.11KW 查表8-2及8-5得L K =0.99，K α=0.9263.48z=3.59(00)0.97ca A r L P K P P P P K K α===+∆ 取4根 （7）确定带的初拉力0F 查课本表8-3得q=0.1kg/m单根V 带所需的最小初拉力20min (2.5)()500149.53caK P F qV N K ZVαα-=⨯+=（8）计算带传动的压轴力p F02sin1164.062p F z F N α=⋅⋅=(9)带轮采用孔板式结构6.减速器内齿轮传动设计 高速级齿轮1.确定齿轮类型、精度等级、材料及齿数①高速级齿轮选用斜齿轮配合，低速级采用直齿轮配合。
②运输机为一般工作机器，速度不高，所以选7级精度。
③齿轮材料及热处理材料：高速级小齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS高速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS 齿轮精度：按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。
④初步选择小齿轮齿数z1=17，大齿轮齿数z2=90 ⑤选择螺旋角，初选螺旋角β=15° 2. 齿面接触强度设计1t d ≥ （1）数值的计算选取 ①试选Kt=1.6②查课本图10-26得1αε=0.742，2αε=0.87，12ααεεε=+=1.612 ③查课本图10-30得H Z =2.425④计算小齿轮的转矩554211v 95.51095.510 2.78==8.7110960n i P T N mm ⨯⨯⨯=⨯⋅⑤查课本表10-7取齿宽系数Φd=1.0⑥查课本表10-6得材料的弹性影响系数Z E =189.812MPa⑦查课本图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600H MPa σ=，大齿轮的接触疲劳强度极限lim2550H MPa σ= ⑧计算应力循环次数811881216060304.761(283656) 6.407106.40710 1.216105.27h N n jL N N i ==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯===⨯⑨查课本图10-19取接触疲劳寿命系数120.93,0.97HN HN K K == ⑩取失效概率为1%，安全系数S=11lim112lim 2212[]0.93600558[]0.97550553.5[][][]545.752HN H HN H H H H K MPa S K MPa SMPaσσσσσσσ==⨯===⨯=+==154.45t d mm ≥= （2）计算圆周速度1154.459600.87/601000601000 3.15t vd n v m s i ππ⨯⨯===⨯⨯⨯（3）计算齿宽b 及模数nt m1154.45cos 54.45cos15?3.09172.25 2.25 3.09 6.957.83d t t nt nt b d mmd m mm z h m bhφβ=⋅=⋅⨯=====⨯==（4）计算纵向重合度βε10.318tan 0.318117tan15?=1.45d z βεφβ==⨯⨯⨯ （5）计算使用系数K根据v=0.87m/s ，7级精度，由课本图10-8得Kv=1.05由课本表10-4,10-3及图10-13查得 1.41 1.29 1.2H F H F K K K K ββαα====，，1.25 1.05 1.2 1.412.22A V H H K K K K K αβ=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯=(6) 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径11t d d = （7）模数计算11cos 60.73cos15? 3.4517n d m mm z β⨯=== 3.齿根弯曲强度计算n m ≥①计算载荷系数 1.25 1.05 1.2 1.29 2.03A V F F K K K K K αβ=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯= ②根据纵向重合度 1.45βε=，查课本图10-28得螺旋角系数0.875Y β=③计算当量齿数1133223317=18.86cos cos 15?90=99.86cos cos 15?r r Z Z Z Z ββ====④由课本表10-5查取齿形系数a1a 22.858 2.182F F Y Y ==， ⑤由课本表10-5查取应力校正系数sa1sa 2=1.538=1.789Y Y ， ⑥查课本图10-20c得大小齿轮的弯曲疲劳极限分别是21380a 500a FE FE MP MP σσ==，⑦查课本图10-18取弯曲疲劳寿命系数120.880.91FN FN K K ==， ⑧计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.41112220.88500[]314.291.40.91380[]247a1.4FN FE F FN FE F K MPa S K MP S σσσσ⨯===⨯===⑨计算大小齿轮的[]Fa saF Y Y σ⋅ 111222 2.858 1.5380.013986[]314.292.182 1.7890.015804[]247Fa sa F Fa sa F Y Y Y Y σσ⋅⨯==⋅⨯==大齿轮的数值较大2.14n m mm ≥==取m m =2.5mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m n 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m n =2.5mm 但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d 1=60.73mm 来计算应有的齿数.于是有：1112112cos 23.4624i 5.2724126.48127nd Z Z m Z Z Z β==⇒===⨯=⇒=取取4.几何尺寸计算 ①计算中心距12()(24127) 2.5=195.41mm 2cos 2cos15?n Z Z m a β++⨯==⨯将中心距圆整为a=195mm ②按圆整后的中心距修正螺旋角12()(24127) 2.5=arccosarccos =14.5452cos 2cos15?n Z Z m ββ++⨯=③大小齿轮的分度圆直径1212=61.99,328.03cos cos n n Z m Z md mm d mm ββ=== ④计算齿轮宽度11260.7370=65d b d mm B mm B mm φ==⇒=取，低速级齿轮（1）齿轮材料及热处理材料：高速级小齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS高速级大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS齿轮精度：按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。