1、1烟台大学精密机械课程设计题目：一级闭式圆柱齿轮减速器指导老师：李雪梅 设计人:黎金 辉 学号：0700150313设计日期：09-7-5-09-7-152目 录设计任务书3传动方案的拟定及说明5电动机的选择5计算传动装置的运动和动力参数7传动零件的设计计算-齿轮设计9轴的设计与校核计算14滚动轴承的选择及计算23键联接的选择及校核计算25联轴器的选择27箱体的选择28减速器附件的选择29润滑与密封30设计小结313参考资料目录32精密机械设计基础课程设计任务书一、设计题目：设计用于带式运输机的传动装置二、设计要求：带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，运输带速允许误差为 5%。使用期
2、限为 10 年，大修期三年，小批量生产，两班制工作。三、 设计方案1-电动机 2-联轴器 3-一级圆柱齿轮减速器 4-开式齿轮传动 5-卷筒 6-运输带 四、设计数据数据组编号 A4运输带卷筒所需功率 P(KW) 3.5运输带卷筒工作转速 n (r/min) 76卷筒中心高 H (mm) 3004五、设计任务 减速器装配图 1 张（A1 图纸）； 零件工作图 2 张（大齿轮、轴，A3 图纸）； 设计计算说明书 1 份，60008000 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，选择电动机，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
3、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。六、设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写535设计计算依据和过程传动方案的拟定及说明合理的传动方案首先应满足工作机的性能（例如传递功率、转速及运动方式）的要求。 。另外，还要与工作重要条件（例如工作环境。工作场地、工作时间）相适应。同时还要求工作可靠，结构简单，尺寸紧湊，传动效率高，使用维护方便，工艺性和经济性。合理安排和布置传动顺序是拟定传动方案中的另外一个重要环节由题目
4、所知传动机构类型为：一级闭式圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：成本较低，减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较简单，中心距较小，两轴的径向尺寸相对较大。第一部分 电动机选择1.电动机类型的选择： Y 系列(IP44)封闭式三相异步电动机2.确定电动机的功率和型号：联轴器效率1：圆柱齿轮传动效率2：开式齿轮传动效率3：滚动轴承传动效率 （一对）4：传动卷筒效率5由参考书机械设计课程设计王积森，王旭，表 11-9 查得：=0.99（齿式联轴器）, =0.98(7 级精度), =0.95, 123计算结果电动机类型：Y 系列(IP44)封闭式三相异
5、步电动机9=0.99(球轴承)， =0.9645（1）传动装置的总效率：= . . . . . . . .123445=0.990.990.980.950.990.990.990.990.96=0.841（2）计算电动机所需功率 0P=P/=3.5/0.841=4.16 KW0P(3)确定电动机额定功率=(11.3) =(11.3)4.16=4.165.408KWd0P选择电动机的额定功率 =5.5 kwmp(4)确定电动机转速按参考书机械设计课程设计表 11-9 推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 =35。取 V 带传动比 =24，则总传动比理时范围为 =620。1i
6、2i i故电动机转速的可选范围为：= n 筒=（620）76=4561520r/min d1i符合这一范围的同步转速有 750、1000、和 1500r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第 2 方案比较适合，则选 n=1000r/min 。 （5）确定电动机型号由所选的电动机的类型，结构，容量和同步转速 n 查参考书 1表 18-3 确定电动机型号为 Y132M2-6传动装置的总效率：=0.841电动机所需功率：=4.16 KW0P电动机额定功率： =5.5 kwmp电动机型号：Y132M2-
7、69其主要性能：额定功率：5.5KW，满载转速 960 r/min。电动机具体参数如下：电机型号功率P/kW满载转速 nr/min电流/A效率（%）功率因素cos额定转矩Nm堵转电流/A堵转转矩Nm最大转矩Nm净重/KgY132M2-65.5 960 12.685.30.782.0 6.52.0 2.0 81具体外型尺寸见参考书机械设计课程设计 ，p352 表 20-6第二部分 计算传动装置的运动和动力参数计算1.计算总传动比及分配各级的传动比 (1)总传动比： = =960/76=12.63aiwmn(2)分配各级传动比 = . ,取 =3.5， = / =12.63/3.5=3.61ai1
8、2i12ia1i2计算传动装置的运动参数及动力参数（1）各轴转速轴 1： =n=960 r/minn轴 2： = / =960/3.5=274.3 r/min1i轴 3： = / =374.3/3.61= 76r/minn2 总传动比： =12.63ai各级传动比 =3.51i=3.612各轴转速： =960r/min 1n=274.3 2r/min=76r/min3n9卷筒轴: = =76 r/min4n3(2)各轴功率轴 1： = =4.160.99=4.118 kWP01轴 2： = . =4.079 0.980.990.99=3.955kW24轴 3： = =3.9550.950.99
9、=3.720 kW3卷筒轴： = =3.720 0.99 0.99=3.646 kW 4P14（3）计算各轴转矩（N;m） T1=9550 / =95504.118/960 = 40.97 Nm 1nT2=9550 / =95503.955/274.3= 137.70 Nm2PT3=9550 / =95503.7205/76= 467.45 Nm3nT4=9550 / =95503.646/76= 458.15 Nm4将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：轴 名参数电动机轴轴 1 轴 2 轴 3 卷筒轴转速 n/r min960 960 274.3 76 76功率 P/kW 416 41
10、18 3918 3685 3611转矩 T/N m 40.97 40.97 137.70 467.75 458.15传动比 i 1 3.5 361 1效率 099 096 094 098=76r/min4n各轴功率：=4.118 kW1P=3.955 kW2=3.720 kW3=3.646 kW4P各轴转矩T1= 40.97 NmT2=137.70 NmT3=467.45 NmT4=458.15 Nm9第三部分 传动零件的设计计算齿轮设计及结构说明以高速级齿轮传动为基准进行两对齿轮选择和校核设计已知：传递功率 =4.118 kw ， =960 r/min ，1P1n=3.5， =40.97 N
11、m1iT选择齿轮材料，热处理，齿面硬度，精度等级及齿数:一、大小齿轮均采用硬齿面小齿轮：45 钢 表面淬火 齿面硬度 50HRC大齿轮：45 钢 表面淬火 齿面硬度 50HRC由教材机械设计基础表 111，取：接触疲劳强度极限和弯曲疲劳强度极限=1150 Mpa, =700 Mpa;1limH1FE=1120 Mpa, =680 Mpa.22安全系数 =1.2, =1.4S= / =1150/1.2=958.3 Mpa1H1limH= / =1120/1.2=933.3 Mpa22li= / = 700/1.4=500 Mpa1F1EFS= / =680/1.4=485.7 Mpa22由于选用
12、闭式硬齿面传动，因此，采用弯曲疲劳强度设计，接触疲劳强度校核的设计方法。二、 按齿面弯曲疲劳强度设计（1）选载荷系数 K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查教材机械设计基础表 113 取 K=1.1(2)计算齿数比 uu= / = / =960/274.3=3.52Z1n2小齿轮：45 钢 表面淬火 50HRC大齿轮：45 钢 表面淬火 50HRC=1150Mpa1limH= 700Mpa;FE=1120 Mpa 2li= 680 Mpa.=1.2HS=1.4F=958.3 Mpa1=933.3 Mpa2H=500 Mpa1F=485.7Mpa2齿数比：u
13、=3.5齿宽系数：9(3)查教材机械设计基础表 116 选择齿宽系数 =0.8d(4)初选螺旋角 =015(5)齿数取 =20，则 =3.520=701Z2(6)齿形系数= / =22.19， = / =77.671v3cos2vZ3cos查教材机械设计基础图 11-8 和 11-9，齿形系数 =2.85， =1.58; =2.23, =1.761FaY1Sa2FaY2Sa=2.851.58/500=0.00911FSa=2.231.76/485.7=0.008082FSaY因为 1FSa2FSaY故应对小齿轮进行弯曲强度计算。(7)法向模数nm3121cosFdSaZYKT= 5028. 1
14、5cos8.9740. 02=1.33mm由表 41 并结合实际情况， 取 =2mmnm三.按齿面接触疲劳强度校核=0.8d螺旋角：=015齿数:=201Z=702=0.00911FSaY=0.008082FSa1.33mmnm取 =2mmn9查教材机械设计基础公式 118，ubdKTHEHZ21)(=1882.5 087.1cos 5.3.4354097.2=623.48Mpae=0.43rF62.7459由表 16-11 查得 X=0.44所以 =0.44745.6+1.4655.79=1246.17NarrYFXP=23.0kNrC=15.0kN ore=0.43Y=1.30当量动负荷=
15、1246.17NrP预期寿命足够9即轴承在 =745.6N 和 =655.79N 作用下的使用寿命，相当rFa于在纯径向载荷为 1246.17N 作用下的使用寿命。（2）计算轴承寿命查教材表 168 各表 169 得： =1， =1.2,tfpf对于球轴承，取 =3由参考书 2 中公式 15-5 得=)(601rpth PfCnL3)17.246.10(9=63166.3h58400h预期寿命为 :10 年，两班制预期寿命足够。二计算从动轴轴承从动轴轴承选择 7209C。根据设计条件，轴承的预期寿命为：h5840136前面已算得径向负荷 =705.6N , =620.58N, =274.3r/
16、minrFa1n查参考书机械设计课程设计表 183 得基本额定动负荷动载荷 =38.5kN 静载荷 =28.5kN B=19mm, D=85mm,d=45mm，rCorC/ =620.58/(28.51000)=0.0218,取 e=0.38,Y=1.47aFor（1）计算当量动负荷 rP从动轴轴承7209C动载荷=38.5kN rC静载荷=28.5kNore=0.38Y=1.47当量动负荷=1222.7NrP9由教材机械设计基础中的公式 164 得 arrYFXP= =0.88erF.670582由表 16-11 查得 X=0.44所以 =0.44705.6+1.47620.58=1222.
17、7NarrYFXP即轴承在 =705.6N 和 =620.58N 作用下的使用寿命，相当ra于在纯径向载荷为 1222.7N 作用下的使用寿命。(2）计算轴承寿命查教材表 168 各表 169 得： =1， =1.2,tfpf对于球轴承，取 =3由参考书 2 中公式 15-5 得 )(601rpthPfCnL= 3)7.12.3850(.274=1097745.4h58400h预期寿命为 :10 年，两班制预期寿命足够。第六部分 键联接的选择及校核计算查教材机械设计基础表 109预期寿命足够9（1） 主动轴外伸端 d=20mm，考虑到键在轴中部安装，故选用键632 GB/T 10962003，
18、b=6mm,h=6mm,L=32mm,.选择 45 号钢，由表 1010，其许用应力 =100Mpap由 1026 公式 =440.971000/（20632）dhlTP4=42.68Mpa =100Mpap则强度足够，合格。（2） 从动轴外伸端 d=30mm，考虑到键在轴中部安装，故选用键835 GB/T 10962003，b=8mm,h=7mm,L=35mm,.选择 45 号钢，由表 1010，其许用应力 =100Mpap由 1026 公式 =4137.71000/(30735)dhlTP4=74.93Mpa =100Mpap则强度足够，合格。（3） 与齿轮联接处 d=50mm，考虑到键在
19、轴中部安装，故同一方位母线上，选用键 826 GB/T 10962003，b=8mm,h=7mm,L=25mm,.选择 45 号钢，由表 1010，其许用应力 =100Mpap由 1026 公式 =4137.71000/(50825)dhlTP4=55.08Mpa =100Mpap则强度足够，合格。归纳为：轴的直径 d（mm）键的公称尺寸 lhb（mm）轴槽深 t（mm）转矩 T（Nm）极限应力 dhlTP4（MPa）9主动轴外伸端20 3263.5 40.97 42.68从动轴外伸端30 5784.0 137.7 74.93齿轮联接处50 24.0 137.7 55.08由于键采用静联接，冲
20、击轻微，所以许用挤压应力为，所以上述键皆安全。MPap10第七部分 联轴器的选择：弹性套柱销联轴器具有一定补偿两轴线相对偏移和减振缓冲能力，适用于安装底座刚性好，冲击载荷不大的中、小功率轴系传动，可用于经常正反转、起动频繁的场合，工作温度为- - C。由027于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器 K=1.3， =95501.34.118/960=53.256 NmnKPTC950选用 TL4 GB/124581990 弹性套柱销联轴器，公称尺寸转矩=63（Nm） ， 。采用 Y 型轴孔，A 型键，轴孔直径取nCnd=20mm，轴孔长度 L=52mm. TL4 型弹性套柱销联轴器有关参数型 号公称转矩T（Nm）许用转数n（r/min）轴孔直径d（mm）轴孔长度L（mm）外径D（mm）材料轴孔类型 键槽类型9TL463 4200 20 52 95 HT200Y型A型第八部分 箱体的选择名称 符号 计算公式 结果箱座厚度83025.a8箱盖厚度1.18箱盖凸缘厚度b5.12箱座凸缘厚度.112箱座底凸缘厚度2b5.220地脚螺钉直径 fd1036.afM16地脚螺钉数目n查手册 4轴承旁联结螺栓直径1fd72.01 M12
