一级齿轮减速器课程设计说明书.docx
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一级齿轮减速器课程设计说明书
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机械设计课程设计计算说明书
设计题目减速器的设计
专业农业机械化及其自动化
设计人
设计要求：
含有单级圆柱齿轮减速器及带传动的传动系统
运输带工作拉力F=2300N
运输带工作速度v=1.1ms
卷筒直径D=250mm
一、运动参数的计算………………………………………4
二、带传动的设计………………………………………6
三、齿轮的设计…………………………………………8
四、轴的设计……………………………………………12
五、齿轮结构设计…………………………………………18
六、轴承的选择及计算……………………………………19
七、键连接的选择和校核…………………………………23
八、联轴器的选择………………………………………24
九、箱体结构的设计……………………………………24
一十、润滑密封设计…………………………………………26
一．运动参数的计算
1．电动机的选型
1）电动机类型的选择
按工作要求选择Y系列三相异步电机，电压为380V。
2）电动机功率的选择
滚筒转速：
负载功率:
KW
电动机所需的功率为：
（其中：
为电动机功率，为负载功率，为总效率。
）
为了计算电动机所需功率，先确定从电动机到工作机只见得总效率，设、、、分别为V带传动、闭式齿轮传动（齿轮精度为8级）、滚动轴承和联轴器的效率
查《机械设计课程设计》表2-2得=0.95=0.97=0.99=0.99
折算到电动机的功率为:
选取额定功率未3kw
3）电动机转速的选择
选择常用的同步转速为1500rmin和1000rmin。
4）电动机型号的选择
电动机型号
额定功率
同步转速
满载转速
总传动比
轴外伸轴径
轴外伸长度
Y100L2-4
3.0kw
1500rmin
1430rmin
17.02
28mm
60mm
Y132S-6
3.0kw
1000rmin
960rmin
11.43
38mm
80mm
为了合理分配传动比，使机构紧凑，选用电动机Y132S-6
2．计算传动装置的总传动比和分配传动比
（1）总传动比:
（2）选择带传动的传动比
（3）齿轮的传动比
3．计算传动装置的运动和动力参数：
（1）计算各轴的转速:
I轴转速：
（2）各轴的输入功率
I轴上齿轮的输入功率:
II轴输入功率：
III轴输入功率：
（3）各轴的转矩
电动机的输出转矩：
运动和动力参数如下表
轴号
转速n（rmin）
输入功率P（kW）
转矩T（）
传动比i
电动机轴
960
2.858
28.431
3
Ⅰ轴
960
2.715
81.026
3.81
Ⅱ轴
83.99
2.607
296.426
1
Ⅲ轴
83.99
2.556
290.627
二．带传动的设计
1. 确定计算功率
查课本表8-7得：
式中为工作情况系数，为传递的额定功率,即电机的额定功率.
2. 选择带型号
根据，,查课本图8-11选用带型为A型带．
3. 选取带轮基准直径
1）初选小带轮基准直径
查课本表8-6和表8-8取小带轮基准直径
2）验算带速v
在5～25ms范围内，故V带合适
3）计算大带轮基准直径
查课本表8-8后取
4. 确定中心距a和带的基准长度
根据课本式8-20，初步选取中心距
所以带长,=
查课本表8-2选取基准长度得实际中心距
由8-24式得中心距地变化范围为438~510mm
5. 验算小带轮包角
，包角合适。
6. 确定v带根数z
1）计算单根V带额定功率
由和查课本表8-4a得
转速，传动比,查课本8-4a得
查课本表8-2得
查课本表8-5,并由内插值法得=0.946
2）带的根数
故选Z=4根带。
7.计算初拉力
由8-3得q=0.1kgm，
单根普通Ｖ带张紧后的初拉力为
8.计算作用在轴上的压轴力
9.V带轮的结构设计
（1）B=（Z-1）t+2s=（4-1）×16+2×10=68mm
⑵、小带轮的设计
采用材料HT150铸铁
∵D1=100mm＞3d，
d为电机轴的直径d=38mm，
且＜300mm，故采用腹板式。
腹板上不开孔。
a）、部分结构尺寸确定：
d1=1.8d=1.8×38=69mm
L=1.8d=1.8×38=69mm
⑶、大带轮的设计
由于D2=300mm，故采用孔板式。
a）、有关结构尺寸如下：
d=38mm;第I轴直径
d1=1.8×38=69mm
L=1.8d=38×1.8=69mm
三.齿轮的设计
1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
（2）运输机为一般工作状态的机器，转速不高，故齿轮选择8级精度。
（3）材料选择
根据课本表10-1：
小齿轮材料为40Cr（调质），硬度280HBS
大齿轮材料为45＃钢（调质）HB2=240
大小齿轮齿面的硬度差为280－240=40，是合理的。
当运转过程中较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面，会起较明显的冷作硬化效应，提高了大齿轮齿面的疲劳极限，从而延长了齿轮的使用寿命。
（4）选小齿轮的齿数Z1=23；
则大齿轮齿数Z2=Z1=3.81×23=87.6，去Z2=8
2、按齿面接触疲劳强度设计
由由设计公式（10-9a）进行试算，即
（1）确定公式内的各计算数据
1）、试选Kt=1.3；
2）、
；
3）、由课本表10-7选取Фd=1；
4）、由课本表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8
5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的解除疲劳强度极限
大齿轮的解除疲劳强度极限
6）由课本式10-13计算应力循环次数
7）由课本图10-19取接触疲劳寿命系数KNH1=0.90，KNH2=0.95
8）计算接触疲劳许用应力
去失效概率1%，安全系数S=1，由课本式（10-12）得
（2）计算
1）试算小齿轮分度圆直径d1t
2）、计算圆周速度
V===1.01ms
3）、计算齿宽
4）计算齿宽和齿高的比
模数
齿高h=2.25=5.898mm
=60.2875.898=10.22
5）计算载荷系数
根据v=1.01ms，8级精度，由课本图10-8查得动载荷系数KV=1.10
直齿轮
由课本表10-2查得使用系数
由课本表10-4用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承对称布置时
由，查得
故载荷系数
6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得
7）计算模数
3、按齿根弯曲强度设计
由课本式（10-5）得弯曲强度计算公式
（1）确定公式内的各个计算数值
1）由课本图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
2）由课本图10-18取弯曲疲劳寿命系数,
3）计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由课本式（10-12）得
4）计算载荷系数K
5）查取齿形系数
由表10-5查得，
6）查取应力校正系数
由表10-5查得,
7）计算大、小齿轮的
大齿轮的数值大
（2）设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模式m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大少主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮的直径（即模数）与齿轮的乘积有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数1.90并就近圆整为标准值m=2mm，按接触疲劳强度计算分度圆直径=63.007mm，算出小齿轮齿数
，取=32
大齿轮齿数：
这样设计的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。
4.几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
（2）计算中心距
（3）计算齿宽
取，
名称
符号
公式
齿1
齿2
齿数
32
122
分度圆直径
64
244
齿顶高
2
2
齿根高
2.5
2.5
齿顶圆直径
68
248
齿根圆直径
59
239
中心距
154
齿宽
70
65
四．轴的设计
（一）Ⅱ轴的设计
1.轴上的功率、转速和转矩
2.作用在齿轮上的力
切向力
径向力
3.初定轴的最小直径
先按课本式（15-2）初步估计轴的最少直径。
材料为45钢，调质处理。
根据课本表15-3，取
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径，故先选联轴器。
联轴器的计算转矩，查课本表14-1，考虑到转矩的变化很小，故=1.3,，则：
选择弹性柱销联轴器,型号为:
HL3型联轴器,其公称转矩为:
半联轴器的孔径:
故取:
.半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度为:
.
4、轴的结构设计
（1）轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布.齿轮左面由套筒定位,右面由轴肩定位,联接以平键作为过渡配合固定,两轴承均以轴肩定位.
（2）确定轴各段直径和长度
<1>为了满足半联轴器的轴向定位要求,轴段右端需制出一轴肩,故取段的直径,左端用轴端挡圈定位,查手册表按轴端去挡圈直径,半联轴器与轴配合的毂孔长度:
为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故段的长度应比略短,取:
.
<2>初步选择滚动轴承,因轴承只受有径向力的作用,故选用深沟球轴承,参照工作要求并根据:
.
由《机械设计课程设计》表12-5，选取6209型轴承,尺寸:
，轴肩
故
，左端滚动轴承采用套筒进行轴向定位,右端滚动轴承采用轴肩定位.取=53mm
<3>取安装齿轮处轴段的直径：
，齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位,已知齿轮轮毂的宽度为,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短与轮毂宽度,故取：
齿轮右端采用轴肩定位,轴肩高度,取,则轴环处的直径：
，轴环宽度：
取。
<4>轴承端盖的总宽度为：
取：
.
<5>取齿轮距箱体内壁距离为:
，s=8mm,T=19mm
由于这是对称结构，算出.
至此,已初步确定了轴的各段直径和长度.
（3）轴上零件的周向定位
齿轮,半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接
1）齿轮与轴的连接
按查课本表6-1,得:
平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为:
.
为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为;
2）半联轴器与轴的联接,查课本表6-1，选用平键为:
半联轴器与轴的配合为:
.
滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为:
.
（4）确定轴上圆角和倒角尺寸
参照课本表15-2,取轴端倒角为:
Ⅵ处圆角取R2，各轴肩处圆角半径取
（5）求轴上的载荷
在确定轴承的支点位置时,深沟球轴承的作用点在对称中心处，作为简支梁的轴的支撑跨距,据轴的计算简图作出轴的弯矩图,扭矩图和计算弯矩图,可看出截面处计算弯矩最大,是轴的危险截面.
（6）按弯扭合成应力校核轴的强度.
<1>作用在齿轮上的力
切向力
径向力
<2>求作用于轴上的支反力
水平面内支反力:
垂直面内支反力:
<3>作出弯矩图
分别计算水平面和垂直面内各力产生的弯矩.
计算总弯矩:
<4>作出扭矩图:
.
<5>作出计算弯矩图:
<6>校核轴的强度
对轴上承受最大计算弯矩的截面的强度进行校核.危险截面在A的左侧。
由表15-1查得，因此，故安全。
（二）Ⅰ轴的设计
1.轴上的功率、转速和转矩
2.作用在齿轮上的力
切向力
径向力
3.初定轴的最小直径
先按课本式（15-2）初步估计轴的最少直径。
材料为45钢，调质处理。
根据课本表15-3，取
输出轴的最小直径显然是安装带轮处轴的直径，=38mm
电动机轴外伸80mm，配合轮毂长度69mm
4、轴的结构设计
（1）轴上零件的定位,固定和装配
单级减速器中可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布.齿轮右面由套筒定位,左面由轴肩定位,联接以平键作为过渡配合固定,两轴承均以轴肩定位.
（2）确定轴各段直径和长度
<1>为了满足带轮的轴向定位要求,轴段左端需制出一轴肩,故取段的直径,左端用轴端挡圈定位,查手册表按轴端去挡圈直径,带轮与轴配合的毂孔长度:
为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故段的长度应比略短,取:
.
<2>初步选择滚动轴承,因轴承只受有径向力的作用,故选用深沟球轴承,参照工作要求并根据:
.
由《机械设计课程设计》表12-5，选取6209型轴承,尺寸:
，轴肩
故
，左端滚动轴承采用绉件进行轴向定位,右端滚动轴承采用套筒定位.取=58mm。
<3>取安装齿轮处轴段的直径：
，齿轮右端与右轴承之间采用套筒定位,已知齿轮轮毂的宽度为,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短与轮毂宽度,故取：
齿轮右端采用轴肩定位,轴肩高度,取,则轴环处的直径：
，轴环宽度：
取。
<4>轴承端盖的总宽度为：
根据对称结构：
.
至此,已初步确定了轴的各段直径和长度.
（3）轴上零件的周向定位
齿轮,带轮与轴的周向定位均采用平键联接
1）齿轮与轴的连接
按查课本表6-1,得:
平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为:
.
为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为;
2）带轮与轴的联接
查课本表6-1，选用平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为:
.
带轮与轴的配合为:
.
3）滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为:
.
（4）确定轴上圆角和倒角尺寸
参照课本表15-2,取轴端倒角为:
Ⅲ处、Ⅳ处取圆角半径R2，其余各轴肩处圆角半径取
五、齿轮结构设计
1、小齿轮结构设计
当齿根圆到键槽顶部e＜2mt时，宜将齿轮做成齿轮轴，
∵∴e＜4mm
由于第一轴的结构设计中小齿轮处的轴d=55,而小齿轮的齿根圆
显然e＜2mt故需做成齿轮轴。
。
2、对于大齿轮：
当da≤500mm时，采用腹板式结构。
有关参数：
dⅡ为Ⅱ轴安装大齿轮处的轴径。
D1==mm
，取C=16mm
r=5mm。
高速级大齿轮结构图如下：
六.轴承的选择及计算
1.轴承的选择：
轴承1：
深沟球轴承6209
轴承2：
深沟球轴承6210
2.校核轴承：
1）校核深沟球轴承6210，查《机械设计课程设计》表12-5得：
由课本表13-6，取
由于轴承只受径向力作用
对于球轴承，
按每年300个工作日，每天两班制，寿命为35年，所以合适
2）校核深沟球轴承6209，查《机械设计课程设计》表12-5得：
由课本表13-6，取
由于轴承只受径向力作用
对于球轴承，
按每年300个工作日，每天两班制，寿命为345年，所以合适
七、键连接的选择和校核
1.选择键联接的类型
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求，应用平键.键的材料为钢，
2.轴Ⅰ与带轮相联处键的校核
键A：
单键
由课本式（6-1）得
故满足要求
3.轴Ⅱ与带轮相联处键的校核
1）齿轮与轴Ⅱ相联处
键A：
单键
由课本式（6-1）得
故满足要求
2）联轴器与轴Ⅱ相联处
键A：
单键
由课本式（6-1）得
故满足要求
因此，全部键满足要求。
八、联轴器的选择
选择弹性柱销联轴器,型号为:
HL3型联轴器,其公称转矩为:
，能够满足要求。
半联轴器的孔径:
故取:
.半联轴器长度,半联轴器与轴配合的毂孔长度为:
.
九.箱体结构的设计
减速器机体结构尺寸如下：
名称
符号
计算公式
结果
箱座壁厚
8
箱盖壁厚
8
箱盖凸缘厚度
12
箱座凸缘厚度
12
箱座底凸缘厚度
20
地脚螺钉直径
查《机械设计课程设计》
16
地脚螺钉数目
n
查《机械设计课程设计》
4
轴承旁联接螺栓直径
12
机盖与机座联接螺栓直径
=（0.5~0.6）
8
轴承端盖螺钉直径
=（0.4~0.5）
8
视孔盖螺钉直径
=（0.3~0.4）
6
定位销直径
=（0.7~0.8）
6
，，至外机壁距离
查机械课程设计指导书表4
34
22
18
，至凸缘边缘距离
查机械课程设计指导书表4
20
16
外机壁至轴承座端面距离
=++（8~12）
45
大齿轮顶圆与内机壁距离
>1.2
15
齿轮端面与内机壁距离
>
15.
机盖，机座肋厚
十.润滑密封设计
对于一级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以采用飞溅润滑，箱体内选用全AN150全耗损系统用油（GB），装至规定高度.
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为密封的表面要经过刮研。
而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，并匀均布置，保证部分面处的密封性。
毕业论文通用格式分类号：
无锡职业技术学院
毕业设计（论文）
题目（团队课题要注明“团队”二字）
英文并列题目
所在团队
答辩委员会主任主答辩人
二零15年3月
毕业设计（论文）开题报告
毕业设计（论文）任务书
年月日
设计类建议格式一：
封面
开题报告
任务书
摘要、关键词（含中英文）
第一章序言
1.1XXX
1.2XXX
……
第二章XXX工艺设计
2.1XXX
2.2XXX
……
第三章XXX参数确定及计算
3.1XXX
3.2XXX
……
第四章XXX夹具设计
4.1XXX
4.2XXX
……
第N-1章XXX
N-1.1XXX
N-1.2XXX
……
第N章结论
小结与致谢
参考文献
毕业设计附录目录：
1.机械加工工艺流程图
2.机械加工工艺过程卡
3.机械加工工艺工艺卡
4.机械加工工艺工序卡
5.被加工零件图
6.夹具装配图
7.夹具零件图
8.其他系统图
9.其他原理图
10.零件三维造型图
11.夹具三维造型图
12.设计（作品）实物图
13.设计（作品）实物
14.开题报告
15.专业翻译材料
16.企业证明
17.与企业合作开发的技术服务合同
18.四技服务项目验收表
19.毕业设计（论文）指导记录表
20.毕业答辩评审表
表2毕业设计（论文）评阅教师评价表
表3毕业设计（论文）答辩记录表
表4毕业设计（论文）答辩评价表
表4毕业设计（论文）综合评价表
设计类建议格式二：
封面
开题报告
任务书
摘要、关键词（含中英文）
第一章绪论
1.1XXX课题的背景及意义
1.2XXX国内外研究现状
1.3XXX技术特点
1.4XXX课题研究的内容
……
第二章XXX系统的总体设计
2.1XXX系统整体方案设计思路
2.2XXX
……
第三章XXX系统的硬件设计
3.1XXX系统硬件设计思路
3.2XXX
……
第四章XXX系统的电路设计
4.1XXX系统电路设计思路
4.2XXX
……
第五章XXX系统的软件设计
5.1XXX系统软件设计思路
5.2XXX
……
第六章XXX系统的监控中心设计
6.1XXX系统监控中心设计思路
6.2XXX
……
第N-1章XXX
N-1.1XXX
N-1.2XXX
……
第N章总结与展望
小结并致谢
参考文献
毕业设计附录目录：
1.XXX系统的总体设计图
2.XXX系统的硬件设计图
3.XXX系统的电路设计图
4.XXX系统的软件设计方框图
5.软件光盘
6.其他系统图
7.其他原理图
8.设计（作品）实物图
9.设计（作品）实物
10.开题报告
11.专业翻译材料
12.企业证明
13.与企业合作开发的技术服务合同
14.四技服务项目验收表
15.毕业设计（论文）指导记录表
16.毕业答辩评审表
表2毕业设计（论文）评阅教师评价表
表3毕业设计（论文）答辩记录表
表4毕业设计（论文）答辩评价表
表4毕业设计（论文）综合评价表
论文版面格式：
无锡市机电五金行业市场调查
（三号、宋体、加粗、居中、1.5倍行距）
摘要：
（小五号，黑体）无锡位于长三角地区，近年来机电五金行业发展迅猛。
通过对无锡机电五金市场的调查，从调查目的、调查对象、调查范围、调查方式、调查内容等方面，大致了解了无锡机电五金行业的市场经营的现状、从业人员的现状以及电子商务应用的情况。
（小五号、楷体、单倍行距）
关键词：
（小五号，黑体）机电五金行业；市场调查；无锡市（小五号、楷体、单倍行距、分号相隔）
MarketresearchonWuxielectromechanical”体）
Abstract:
（加粗）Havenotintolocatetogrowtriangleregion,themachinegivesorgetsanelectricshockadevelopmentinrecentyearsfastfierce.Passtheinquisitionthattherightnessmachineelectricitymachineelectricityofthemarketconductofpresentconditionandtheappliedcircumstanceoftheelectroniccommerceofpresentcondition,employee.（小五号、TimesNewRoman、单倍行距）
Keywords:
（加粗）Themachineelectricity,Marketresearch,WuxiCity（小五号、TimesNewRoman、单倍行距、英文分号相隔）
一、绪论
（标题1：
无缩进、三号、黑体、1.5倍行距；日语为“明朝体”，英语等外语用“TimesNewRoman”体）
（一）调查目的
（标题2：
首行缩进2字符、小四号、黑体、1.5倍行距；日语为“明朝体”，英语等外语用“TimesNewRoman”体）
受无锡市机电五金行业协会委托，无锡职业技术学院经济管理系于2007年对五金市场经营环境进行了调查。
通过这次调查主要是为了更好的了解该地区的机电五金的市场格局，主要销售的产品，市场的经营状况及产品的需求状况。
目的则是为了能够建立相互关联、相互影响
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