PAGE兩級圓柱齒輪減速器（展開式）PAGE目錄機械設計課程設計任務書 11、機械系統總體設計 21.1、傳動方案設計 21.2、電動機的選擇 22、傳動裝置總體設計 42.1、總傳動比及分配各級傳動比計算 42.2、傳動裝置的運動和動力參數 43、傳動零件的設計計算 53.1、帶傳動零件設計計算 53.2、減速器內傳動零件設計計算 73.2.1、齒輪材料選擇 73.2.2、高速級齒輪設計計算 73.2.3、低速級齒輪設計計算 94、總裝配設計計算 114.1、軸系零件設計計算 114.1.1、輸入軸的設計計算 114.1.2、中間軸的設計計算 124.1.3、輸出軸的設計計算 134.1.4、軸承的選擇計算 184.1.5、鍵的設計計算 194.2、聯軸器選擇 194.3、減速器的潤滑與密封 195、設計總結 206、參考文獻 20機械設計制造及其自動化專業05級課程設計第1頁機械設計課程設計任務書課程設計題目Ⅲ：設計兩級圓柱齒輪減速器（展開式）1、設計要求：設計熱處理車間零件清洗用傳動設備。該傳輸色設備的傳動系統由電動機經減速器裝置后傳至傳送帶。兩班制工作。使用期限為5年。傳輸帶運動速度的允許誤差為±5%。2、原始數據：

原始數據題號C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10滾筒直徑mm300330340350360380380300360320傳送帶運行速度m/s0.630.750.800.850.850.900.800.700.840.75傳送帶主動軸扭矩Nm700670650650900850950900660900設計題號為：C83、運動簡圖：4、設計工作量：

1、減速器裝配圖1張（A1或A2）；

2、零件工作圖1～3張；

3、設計說明書1份。表1.3（單位：mm）中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×G132475×345×315216×1401238×8010×332、傳動裝置總體設計2.1、總傳動比及分配各級傳動比計算1）、減速器的總傳動比為：2）、分配傳動裝置傳動比：（式中為帶傳動的傳動比，初步取2.5，為減速器的傳動比。）則減速器的傳動比3）、按展開式布置。考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近，可由展開式曲線查得，則。2.2、傳動裝置的運動和動力參數1）、各軸的轉速Ⅰ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：卷筒軸：2）、各軸的輸入功率Ⅰ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：卷筒軸：則Ⅰ-Ⅲ軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.98.3）、各軸的轉矩電動機的輸出轉矩：Ⅰ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：卷筒軸：則Ⅰ-Ⅲ軸的輸出轉矩分別為各軸的輸入輸入轉矩乘軸承效率0.98。運動和動力參數計算結果整理于下表：軸名功率P/KW轉距T/N·M轉速nr/min轉動比i效率輸入輸出輸入輸出電機軸5.3235.2814402.50.96Ⅰ軸5.115.0184.6782.98576.004.290.95Ⅱ軸4.864.76345.29338.38134.273.010.95Ⅲ軸4.624.53987.98968.2244.6010.97卷筒軸4.484.39958.54939.3744.603、傳動零件的設計計算3.1、帶傳動零件設計計算1）、計算功率查表有工況因數，故2）、選取V帶型號根據,,查圖表確定選用A型3）、確定帶輪基準直徑和查表選取，，得查表取大帶輪轉速實際則誤差，故允許。4）、驗算帶速，方案合適。5）、確定帶長和中心距初步選取中心距，則有帶長查表取基準長度實際中心距6）、驗算小帶輪包角驗證方案適合7）、確定V帶根數傳動比查表有、、、。則有V帶根數取Z=4根8）、求軸上載荷1、張緊力查表得，所以單根V帶的張緊力：2、軸上載荷9）、結構設計小帶輪；大帶輪3.2、減速器內傳動零件設計計算3.2.1、齒輪材料選擇初選大小齒輪的材料均45鋼，經調質處理。其硬度在229-286HBS，齒輪等級精度為8級。由于減速器要求傳動平穩，所以用圓柱斜齒輪。初選。3.2.21）、查取教材可取得：，，，，傳動比由表查得各數據如下：，，，取則2）、接觸疲勞施用應力查圖可知：；則應力循環次數：注釋：一天16小時，五年，一年250天計算又查圖可取：則3）、計算小齒輪最小直徑，取齒寬系數4）、確定中心距就盡量圓整成尾數為0或5,以得于制造和測量，所以初定。5）、選定模數、齒數、和螺旋角一般，。初選，，則取，則由標準模數取，取則取齒數比：與的要求比較，誤差為，可用。于是滿足要求。6）、計算齒輪分度圓直徑小齒輪 大齒輪 7）、齒輪工作寬度圓整大齒輪寬度 取小齒輪寬度 8）、校核齒輪彎曲疲勞強度查表可知：；；；根據、查表則有：；；；；；則所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求，此種設計合理。3.2.31）、查取教材可取得：，，，，傳動比由表查得各數據如下：，，，取則2）、接觸疲勞施用應力查圖可知：；則應力循環次數：注釋：一天16小時，五年，一年250天計算又查圖可取：則3）、計算小齒輪最小直徑，取齒寬系數4）、確定中心距就盡量圓整成尾數為0或5,以得于制造和測量，所以初定。5）、選定模數、齒數、和螺旋角一般，。初選，，則取，則由標準模數取，取則取齒數比：與的要求比較，誤差為，可用。于是滿足要求。6）、計算齒輪分度圓直徑小齒輪大齒輪7）、齒輪工作寬度圓整大齒輪寬度取小齒輪寬度8）、校核齒輪彎曲疲勞強度查表可知：；；；根據、查表則有：；；；；；則所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求，此種設計合理所以齒輪的基本參數如下表2.1所示:表2.1名稱符號公式齒1齒2齒3齒4齒數251062165傳動比ii4.243.095模數mm2.254螺旋角分度圓直徑57.25242.7485.47264.54齒頂高2.252.2544齒根高2.81252.812555齒頂圓直徑61.75247.2493.47272.54齒根圓直徑51.625237.11575.47254.54中心距150175齒寬70751051004、總裝配設計計算4.1、軸系零件設計計算4.1.11）、材料：選用45號鋼調質處理，C=1102）、各軸段直徑的確定：由，p=5.11kw,n=576r/min,則，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，取=30,=60mm,因為大帶輪靠軸肩定位，所以取=35,=34(初步估算)21，段裝配軸承，取=35，選用30307軸承，=22.75，段是定位軸承，取=45，根據箱體內壁線確定后再確定，初定為135mm。段裝配齒輪直徑：判斷是否做成齒輪軸查手冊得=3.3，得,因此做成齒輪軸.此時齒寬為30。段為齒輪定位段，=45，初定=15裝配軸承所以==45，==22.753）、鍵的設計與校核:根據，由于在范圍內，故軸段上采用鍵：,采用A型普通鍵:=60mm綜合考慮取=52mm。查表，，所選鍵為：強度合格。4.1.1）、材料：選用45號鋼調質處理，C=1102）、各軸段直徑的確定：由,p=4.86kw,n=134.27r/min則,段要裝配軸承，取=50，選用30310軸承，初步取=55，裝配低速級小齒輪，且取=52，=100，段主要是定位高速級大齒輪，取=64，=12，裝配高速級大齒輪，取=52，=60段要裝配軸承，取=50，=523）、鍵的設計與校核已知，由于，所以取，采用A型普通鍵:取鍵長為86和56有鍵的校核為：所選鍵為:4.1.31）、選擇軸的材料：選材45鋼，調質處理，查表有機械性能為=60MPa，=640MPa,=275MPa,=155MPa2）、初步確定軸的最小直徑，，，取C=112因為最小直接是安裝聯軸器，所以要確定聯軸器，有：聯軸器的計算轉距查表，取=1.3，查手冊有選擇聯軸器為彈性柱銷聯軸器：型號如下LX3聯軸器標準(GB5014-2003)，其工稱轉距為2500N.m，故軸3的最小直徑取；半聯軸器長度L=107mm，半聯軸器與軸配合的轂孔長度。3）、軸的結構設計1、確定軸的零件安裝方案和軸向各尺寸段裝配聯軸器并開鍵槽，所以取，。定位軸段取，裝配軸承，選用30313軸承,取,查手冊，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標準。定位軸段,取,安裝齒輪，取,（因為齒輪寬為）裝配軸承,選用30313軸承,取,至此，初步確定了軸的各段直徑和長度軸3的結構、尺寸如下所示：2、軸的周向定位齒輪和聯軸器的周向定位均采用平鍵聯接。齒輪與軸的聯接選擇已知，由于，所以取，采用A型普通鍵:取鍵長為74，有，標準(GB1096-2003)鍵的校核為：所以所選鍵為:同理可選取聯軸器與軸的聯接選用平鍵為：4)、校核軸的強度圖1查表有圓錐滾子軸承的所以確定軸的支承跨距,,畫受力簡圖1-1,將軸上的作用力分解為水平面受力1-2和垂直面受力1-4求作用在齒輪上的力分度圓直徑,所受力矩圓周力徑向力軸向力求作用在軸上的支反力水平面內支反力得垂直面內支反力：得作出彎矩圖根據上述簡圖，分別求出水平面和垂直平面內各力產生的彎距：總彎距作出扭矩圖扭矩圖如圖1-7（圖中已把T折算成了aT）作出計算彎距圖校核軸的強度故安全。5)、精確校核軸的疲勞強度判斷危險截面經分析，可以判斷軸的各個截面中只有Ⅴ截面需要校核截面Ⅴ左側抗彎截面模量按表11.5中的公式計算抗彎截面模量彎曲與彎曲應力為截面上的扭轉切應力因，，得，又材料的敏感系數為，故有效應力集中系數為又有尺寸系數；扭轉尺寸系數軸按磨削加工，得表現質量系數為軸未經過表面強化處理，即有故得綜合系數為有材料的特性系數，取，取計算安全系數，故可知其安全。截面Ⅴ右側抗彎截面模量按表11.5中的公式計算抗彎截面模量彎曲與彎曲應力為截面上的扭轉切應力過盈配合處的值，并以，于是得軸按磨削加工，得表現質量系數為故得綜合系數為計算安全系數，故可知其安全。4.1.41)、選擇軸承輸入軸軸承1圓錐滾子軸承30307(GB/T297-1994)中間軸軸承2圓錐滾子軸承30310(GB/T297-1994)輸出軸軸承3圓錐滾子軸承30313(GB/T297-1994)2)、校核軸承（輸出軸軸承校核）查手冊得N由表8.6查得負荷系數1、計算軸承派生軸力、徑向載荷為：軸向載荷為：即有為判斷系數由表8.5查得由表8.7查得派生軸向力為：，則可以求得軸承Ⅰ、Ⅱ的派生軸向力分別為2、計算軸承所受的軸向負荷因為固有Ⅰ被“壓緊”，Ⅱ被“放松”。所以3、計算當量動負荷軸承I：由表8.5得軸承Ⅱ：由表8.5得軸承壽命計算因為，故按軸承Ⅰ計算軸承壽命所選軸承30313合格4.1.5鍵的設計與校核在“軸的設計與校核”中已經給出，具體型號如下：鍵名國標1（帶輪)GB/T1095-2003鍵2（齒輪2）GB/T1095-2003鍵3（齒輪3）GB/T1095-2003鍵6（齒輪4