机械设计基础课程设计说明书设计题目: 一级圆柱齿轮减速器院系: 机械与材料工程学院专业: 汽车服务工程班级: A1561学号: 15设计者:张忠指导老师: 李海洲成绩:2017年12月目录绪论 (6)一、初步设计 (7)设计任务书 (7)原始数据 (7)传动系统方案的拟定 (7)二、电动机的选择 (9)电动机类型和结构的选择 (9)电动机功率的选择 (9)确定电动机转速 (10)确定电动机结构尺寸 (11)三、传动装置运动及动力参数计算 (12)计算总传动比 (12)合理分配各级传动装置传动比 (12)计算传动装置各级传动功率、转速与转矩 (12)计算各轴的转速 (13)计算各轴的输入功率 (13)计算各轴的输入转矩 (13)计算各轴的输出功率 (14)计算各轴的输出转矩 (14)四、传动零件设计计算 (16)V带传动设计 (16)计算功率 (16)带型选择 (16)验算带速 (16)确定中心距a和普通V带基准长度Ld (17)包角及其验算 (17)带根数 (17)预紧力计算 (18)压轴力计算 (18)齿轮传动设计 (18)选择齿轮类型、材料、精度及参数 (18)按齿面接触疲劳强度进行设计 (19)确定几何尺寸 (20)校核齿根弯曲疲劳强度 (20)齿轮的圆周速度 (21)齿轮传动的几何尺寸计算 (21)五、轴的设计与计算 (23)高速轴（Ⅰ轴）的设计 (23)选择轴的材料 (23)初步估算轴的最小直径 (23)轴的结构设计，初定轴径及轴向尺寸 (23)低速轴设计 (24)选择轴的材料 (24)初步估算轴的最小直径 (24)轴的结构设计，初定轴径及轴向尺寸 (24)校核轴的强度 (25)按弯扭合成校核高速轴的强度 (25)按弯扭合成校核低速轴的强度 (27)六、滚动轴承的选择和计算 (30)高速轴上的滚动轴承设计 (30)低速轴上的滚动轴承设计 (31)七、键连接的选择和计算 (33)高速轴V带轮用键连接 (33)选用键类型 (33)键的强度校核 (33)低速轴齿轮用键连接 (33)选用键类型 (33)键的强度校核 (34)低速轴联轴器用键连接 (34)选用键类型 (34)键的强度校核 (34)八、联轴器的选择 (35)联轴器的转矩计算 (35)许用转速 (35)配合轴径 (35)配合长度 (35)九、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择 (36)润滑方式 (36)润滑油牌号及用量 (36)密封装置.......................................... 错误!未定义书签。
十、铸造减速器箱体的主要结构尺寸 .................. 错误!未定义书签。
总结.............................................. 错误!未定义书签。
参考文献：........................................ 错误!未定义书签。
绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，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）培养机械设计的能力，通过传动方案的拟定，设计计算，结构设计，查阅有关标准和规范及编写设计计算说明书等各个环节，要求学生掌握一般机械传动装置的设计内容、步骤和方法，并在设计构思、设计技能等方面得到相应的锻炼。
（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Office软件中Word功能的认识和运用。
图1 一级直齿圆柱齿轮减速器带式输送机的传动示意图带传动 2.电动机 3.圆柱齿轮减速器 4.联轴器 5.输送带 6.滚筒计算及说明结果二、电动机的选择电动机类型和结构的选择选择Y型全封闭笼型三相异步电机，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。
电动机功率的选择电动机所需的工作功率为kWPPawdη=工作机所需工作功率为kWFvPw1000=因此kWFvPadη1000=由电动机至运输带的传动总效率为式中：54321ηηηηη、、、、分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和滚筒的传动效率。
取η１=，，η２＝(滚子轴承)，97.03=η(齿轮精度8级，不包括轴承效率)，99.04=η(齿轮联轴器)，96.05=η，则选择Y型全封闭笼型三相异步电机计算及说明结果η总=××××=所以电机所需的工作功率：=(2300×/(1000×=(kw)确定电动机转速滚筒轴工作转速为=(60×1000×/（400·π）= r/min根据推荐的传动比合理范围：取圆柱齿轮一级减速器传动比为3～６。
取Ｖ带的传动比为２～４。
则总传动比理论范围为６～２４。
故电动机转速的可选范为：=(6～24)×min=～ r/min则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min取V带传动的传动比4~2'1=i，一级圆柱齿轮减速器传动比6~3'2=i，则总传动比合理范围为24~6'=ai，故电动机转速的可选范围为min/2.2228~46.66841.111)20~6(''rninad=⨯=⋅=P d=kwn卷筒=(r/min)计算及说明结果表1.电动机选择方案及参数方案电机型号额定功率电动机转速(r/min)质量Kg传动装置传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y132S-415001440682Y132M2-61000960843Y160M2-8750720119表2.电动机主要参数型号额定功率同步转速满载转速堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y160M2-8750720确定电动机结构尺寸图2 电动机形状及尺寸表3 电动机安装及有关尺寸主要参数中心高外形尺寸L´（AC/2+AD）´HD底脚安装尺寸A´B地脚螺栓直径K轴伸尺寸D´E键公称尺寸F´h 132520×345×315216×1781228×8010×41选用Y160M2-8型号的电机，额定功率，满载转速720r/min计算及说明结果三、传动装置运动及动力参数计算计算总传动比由选定的电动机满载转速n m和工作机主动轴转速n可得传动装置总传动比为：=720/=总传动比等于各传动比的乘积（式中i0、i1分别为带传动和减速器的传动比）合理分配各级传动装置传动比齿轮的传动比范围约为3~6，取i1=因为：所以：i1==计算传动装置各级传动功率、转速与转矩将传动装置各轴由高速至低速依次定为Ⅰ轴，Ⅱ轴，......以及i0 , i1， ......为相邻两轴间的传动比η01，η12， ......为相邻两轴的传动效率PⅠ，PⅡ， ......为各轴的输入功率（kw）i a= i0=计算及说明结果效率输入转矩T（N m）四、传动零件设计计算V带传动设计计算功率平稳载荷，查表,可得工况系数计算功率带型选择根据,由图初选A型，由表取小带轮基准直径则大带轮基准直径由表取(虽使n2略有减少，但其误差小于5%，故允许)验算带速带速:介于5~25m/s范围内，故合适K A=P C=Kwd1=150mmd2=400mmV=m/s计算及说明结果确定中心距a和普通V带基准长度Ld确定带长和中心距a·（d1+d2）≤ a0≤2·（d1+d2）×（150+400）≤a0≤2×（150+400）385≤a0≤1100初定中心距，则带长为由表选取A型V带的基准长度L d=1900mm实际中心距包角及其验算验算小带轮上的包角α1：,合适带根数由n1=720r/min,d1=150mm,查表得P0=;查表得K L=，查表得ΔP0=;查表得Kα=L d=1900mma=3mmα1=159o确定带的根数：=（（+）××）=故取3根A型V带预紧力计算A型V带线密度q=m预紧力：=500××（）/（3×）+×= N压轴力计算压轴力：=2×3××sin(159/2)=V带轮采用HT200制造，允许最大圆周速度为25m/s。
齿轮传动设计选择齿轮类型、材料、精度及参数Z=3F0=294. 9NF Q=1740 .67N计算及说明结果由于传递功率较小，转速较低，有轻微载荷，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料为45号钢调质，齿面硬度为250HBS，大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为200HBS，齿轮精度初选8级。
按齿面接触疲劳强度进行设计（1）许用接触应力极限应力取安全系数许用接触应力取两者中的较小者作为带入计算（2）计算小齿轮分度圆直径小齿轮转矩=单级齿轮传动轴承相对齿轮对称分布，取齿宽系数φd=1取微小冲击取载荷系数K=标准直齿圆柱齿轮传动，取节点区域系数Z H=由表，取弹性系数ZE=[б]=3MPaT1=112.805Nm计算及说明结果小齿轮计算直径确定几何尺寸取小齿轮齿数z1=20大齿轮齿数×20=90模数20=查表，取标准模数m=3小齿轮分度圆直径3×20=60mm大齿轮分度圆直径3×90=270mm中心距(60+270)/2=165mm齿宽1×60=60mm取大齿轮齿宽60mm则小齿轮齿宽60+5=65mm 校核齿根弯曲疲劳强度（1）许用齿根应力极限应力m=3d1=60 mmd2=270 mma=165 mmb=60mm b2=bb1=65mm计算及说明结果取安全系数许用齿根应力(2)验算齿根应力由表，经线性插值取复合齿形系数齿根应力结论：，满足设计要求齿轮的圆周速度=s对照表11-2可知选用8级精度是合宜的齿轮传动的几何尺寸计算[б]F1=MPa[б]F2=MPaбF1=MPaбF2=MPaV=m/s计算及说明结果五、轴的设计与计算高速轴（Ⅰ轴）的设计选择轴的材料选用45#调质，硬度217~255HBS初步估算轴的最小直径轴的输入功率为PⅠ=转速为nⅠ=min根据课本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=115轴的结构设计，初定轴径及轴向尺寸从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取D1=Φ30mm，又带轮的宽度 B=（m-1）·e+2·f =（3-1）×18+2×8=52 mm 则第一段长度L1=60mm。