1、1機械設計課程設計任務書vF一、題目：設計一用于帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器。二、已知條件： 原始數據：2傳動方案的分析3電動機選擇，傳動系統運動和動力參數計算一、電動機的選擇1.確定電動機類型 按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動機。2.確定電動機的容量（1）工作機卷筒上所需功率Pw和轉速nwPww = Fv/1000 =nw=60v1000/d=(2)電動機所需的輸出功率為了計算電動機的所需的輸出功率Pd，先要確定從電動機到工作機之間的總功率總。設1、2、3、4、5分別為彈性聯軸器、閉式齒輪傳動（設齒輪精度為7級）、滾動軸承、V形帶傳動、工作機的效率，由2表1-7查得1 = 0

2、.99，2 = 0.98，3 = 0.99，4 = 0.95，5 = 0.95，則傳動裝置的總效率為 總=1223345 = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.95 =0.83263.選擇電動機轉速由2表13-2推薦的傳動副傳動比合理范圍 普通V帶傳動 i帶=24 圓柱齒輪傳動 i齒=35則傳動裝置總傳動比的合理范圍為 i總=i帶i齒1i齒2 i總=（24）（35）（35）=（18100）電動機轉速的可選范圍為nd=i總nw=（18100）nw=18nw1000nw=根據電動機所需功率和同步轉速，查2表12-1，符合這一范圍的常用同步加速有1500、1000。選用

3、同步轉速為選定電動機型號為二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配1.傳動裝置總傳動比 i總= nm / nw=式中nm-電動機滿載轉速， r/min; nw-工作機的轉速， r/min。2.分配傳動裝置各級傳動比 i總=i帶i齒1i齒2 分配原則： （1）i帶i齒 （2）i帶=24 i齒=35 i齒1=（1.31.5）i齒2 根據2表2-3，V形帶的傳動比取i帶 = ，則減速器的總傳動比為 i = 雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為 i齒1 = 低速級的傳動比 i齒2 = i/i齒1 = 三、運動參數和動力參數計算 1.各軸轉速計算 n= nm / i帶 = n= n / i齒1 = n

4、= n / i齒2 = 2.各軸輸入功率 P0= Pd=P= Pd4 = P= P23 =P= P23 =3.各軸輸入轉矩T0 = 9550Pd/n0 =T = 9550P/n = T = 9550P/n = T = 9550P/n = 表1 傳動裝置各軸運動參數和動力參數表 項目軸號功率轉速轉矩傳動比 0軸 軸 軸軸 4傳動零件的設計計算一、V帶傳動設計1.設計計算表項目計算（或選擇）依據計算過程單位計算（或確定）結果(1)確定計算功率PcaPca=d查1表8-7(2)選擇帶的型號(3)選擇小帶輪直徑查1 表8-6及8-8(4)確定大帶輪直徑=(5)驗算傳動比誤差(6)驗算帶速(7)初定中心

5、距 (8)初算帶長 (9)確定帶的基準長度查1表8-2(10)計算實際中心距離（取整）(11)安裝時所需最小中心距（取整）(12)張緊或補償伸長量所需最大中心距(13)驗算小帶輪包角度(14) 單根V帶的基本額定功率查1表8-4a插值法 (15) 單根V帶額定功率的增量查1表8-5b插值法 (16) 長度系數查1表8-2(17)包角系數查1表8-8插值法(18)單位帶長質量查1表8-3(19)確定V帶根數(20)計算初拉力 查1表8-3得q= (21)計算帶對軸的壓力2.帶型選用參數表帶型 3帶輪結構相關尺寸項目計算（或選擇）依據計算過程單位計算（或確定）結果(1)帶輪基準寬bd(2)帶輪槽寬

6、b(3)基準寬處至齒頂距離ha(4)基準寬處至槽底距離hf(5)兩V槽間距e(6)槽中至輪端距離(7)輪槽楔角(8)輪緣頂徑(9)槽底直徑(10)輪緣底徑D1(11)板孔中心直徑D0(12)板孔直徑d0(13)大帶輪孔徑d(14)輪轂外徑d1(15)輪轂長L(16)輻板厚S(17)孔板孔數二、漸開線斜齒圓柱齒輪設計（一）高速級斜齒圓柱齒輪設計計算表項目計算（或選擇）依據計算過程單位計算（或確定）結果1選齒輪精度等級查1表10-11級2材料選擇3選擇齒數Z個4選取螺旋角5按齒面接觸強度設計（1）試選Kt（2）區域系數ZH由1圖（3）a由1圖6查得a1= a2= (4)計算小齒輪傳遞的轉矩T1Nm

7、m(5)齒寬系數d由1表(6)材料的彈性影響系數ZE由1表MPa1/2(7) 齒輪接觸疲勞強度極限由1圖（8）應力循環次數N由1式N1 = 60n1jLhN2 = N1/ i齒1 =（9）接觸疲勞強度壽命系數KHN由1圖KHN1 = KHN2 = （10）計算接觸疲勞強度許用應力H取失效概率為，安全系數為S=1，由1式得H1= = H2= = H= = = （11）試算小齒輪分度圓直徑按1式（1021）試算mm（12）計算圓周速度vm/s（13）計算齒寬Bb = dd1tB1=B2=mm（14）模數h = 2.25mnt =b/h =度（15）計算縱向重合度= 0.318dz1tan（16）計

8、算載荷系數K由1表10-2查得使用系數根據v= m/s，級精度，由1圖查得動載荷系數由1表查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b =由1圖查得KF=假定，由1表查得故載荷系數K=KAKVKHKH=（17）按實際的載荷系數校正分度圓直徑由1式d1=d1t=（18）計算模數mm6按齒根彎曲強度設計（1）計算載荷系數KK=KAKVKFKF（2）螺旋角影響系數根據縱向重合度= ，從1圖（3）計算當量齒數ZV（4）齒形系數YFa由1表YFa1=YFa2=（5）應力校正系數YSa由1表YSa1=YSa2=（6）齒輪的彎曲疲勞強度極限由1圖（7）彎曲疲勞強度壽命系數由1圖（

9、8）計算彎曲疲勞許用應力F取彎曲疲勞安全系數S1.3，由式得F1= = F2= = （9）計算大小齒輪的并加以比較=結論：（10）齒根彎曲強度設計計算由1式結論：對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數，取 mm，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，須按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d1= mm來計算應有的齒數。于是由= = 取 ，則Z2 = Z1i齒1 = 取Z2 = 3幾何尺寸計算（1）計算中心距a將中心距圓整為mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數、等不必修正。度（3）計算齒輪的分度圓直徑dmm（4）計算齒輪的齒根圓直徑

10、dfmm（5）計算齒輪寬度Bb = dd1圓整后取：B1 = B2 = mm（6）驗算= N = N= N/mm = N/mm100N/mm合適（二）低速級斜齒圓柱齒輪設計計算表項目計算（或選擇）依據計算過程單位計算（或確定）結果1選齒輪精度等級查1表10-11級2材料選擇3選擇齒數Z個4選取螺旋角5按齒面接觸強度設計（1）試選Kt（2）區域系數ZH由1圖（3）a由1圖6查得a3= a4= (4)計算小齒輪傳遞的轉矩TNmm(5)齒寬系數d由1表(6)材料的彈性影響系數ZE由1表MPa1/2(7) 齒輪接觸疲勞強度極限由1圖（8）應力循環次數N由1式N3 = 60n3jLhN4 = N3/ i

11、齒2 =（9）接觸疲勞強度壽命系數KHN由1圖KHN3 = KHN4 = （10）計算接觸疲勞強度許用應力H取失效概率為，安全系數為S=1，由1式得H3= = H4= = H= = = （11）試算小齒輪分度圓直徑按1式（1021）試算mm（12）計算圓周速度vm/s（13）計算齒寬Bb = dd3tB3=B4=mm（14）模數h = 2.25mnt =b/h =度（15）計算縱向重合度= 0.318dz3tan（16）計算載荷系數K由1表10-2查得使用系數根據v= m/s，級精度，由1圖查得動載荷系數由1表查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b =由1圖查

12、得KF=假定，由1表查得故載荷系數K=KAKVKHKH=（17）按實際的載荷系數校正分度圓直徑d3由1式D3=d3t=（18）計算模數mm6按齒根彎曲強度設計（1）計算載荷系數KK=KAKVKFKF（2）螺旋角影響系數根據縱向重合度= ，從1圖（3）計算當量齒數ZV（4）齒形系數YFa由1表YFa3=YFa4=（5）應力校正系數YSa由1表YSa3=YSa4=（6）齒輪的彎曲疲勞強度極限由1圖（7）彎曲疲勞強度壽命系數由1圖（8）計算彎曲疲勞許用應力F取彎曲疲勞安全系數S1.3，由式得F3= = F4= = （9）計算大小齒輪的并加以比較結論：（10）齒根彎曲強度設計計算由1式結論：對比計算結

13、果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數，取 mm，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，須按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d3= mm來計算應有的齒數。于是由= = 取 ，則Z4 = Z3i齒2 = 取Z4 = 3幾何尺寸計算（1）計算中心距a將中心距圓整為mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數、等不必修正。度（3）計算齒輪的分度圓直徑dmm（4）計算齒輪的齒根圓直徑dfmm（5）計算齒輪寬度Bb = dd3圓整后取：B3 = B4 = mm（6）驗算= N = N= N/mm = N/mm100N/mm 合適（三）斜齒輪設計參數表傳動

14、類型模數齒數中心距齒寬螺旋角高速級斜齒圓柱齒輪低速級斜齒圓柱齒輪5軸的設計計算減速器軸的結構草圖一、軸的結構設計1選擇軸的材料及熱處理方法查1表15-1選擇軸的材料為優質碳素結構鋼45；根據齒輪直徑，熱處理方法為正火。2確定軸的最小直徑查1的扭轉強度估算軸的最小直徑的公式：再查 1表15-3， 考慮鍵：3確定各軸段直徑并填于下表內名稱依據單位確定結果4選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關的參數。查 2， 故選用 潤滑。將與軸長度有關的各參數填入下表名稱依據單位確定結果箱體壁厚查 2表11-1 地腳螺栓直徑及數目n查 2表11-1軸承旁聯接螺栓直徑查 2表11-1軸承旁聯接螺栓扳手空間、查 2表11

15、-1軸承蓋聯接螺釘直徑查 2表11-1軸承蓋厚度查 2表11-10小齒輪端面距箱體內壁距離查 2 軸承內端面至箱體內壁距離查 2軸承支點距軸承寬邊端面距離a5.計算各軸段長度。名稱計算公式單位計算結果 L（總長）（支點距離）二、軸的結構設計1選擇軸的材料及熱處理方法查1表15-1選擇軸的材料為優質碳素結構鋼45；根據齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。2確定軸的最小直徑查1的扭轉強度估算軸的最小直徑的公式：再查 1表15-3， 考慮鍵：3確定各軸段直徑并填于下表內名稱依據單位確定結果4選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關的參數。查 2 故選用 潤滑。將與軸長度有關的各參數填入下表名稱依據單位確定結果軸

16、承支點距軸承寬邊端面距離a5.計算各軸段長度名稱計算公式單位計算結果 L（總長）（支點距離）三、軸的結構設計1選擇軸的材料及熱處理方法查1表15-1選擇軸的材料為優質碳素結構鋼45；根據齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。2確定軸的最小直徑查1的扭轉強度估算軸的最小直徑的公式：再查 1表15-3， 考慮鍵：3確定各軸段直徑并填于下表內名稱依據單位確定結果4選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關的參數。查 2（二） 故選用 潤滑。將與軸長度有關的各參數填入下表名稱依據單位確定結果軸承支點距軸承寬邊端面距離a5.計算各軸段長度名稱計算公式單位計算結果 L（總長）（支點距離）二、校核軸的強度齒輪的受力分析：齒

17、輪2上的圓周力齒輪2上的徑向力齒輪2上的軸向力齒輪3上的圓周力齒輪3上的徑向力齒輪3上的軸向力1求支反力、繪彎矩、扭矩圖（1）垂直平面支反力 （2）垂直平面彎矩圖（3）水平平面支反力（4）水平平面彎矩圖（5）合成彎矩圖（6）扭矩圖2按彎扭合成校核軸的強度（1）確定軸的危險截面 根據軸的結構尺寸和彎矩圖可知：（2）按彎矩組合強度校核軸危險截面強度查1表15-1得 ,因此,故安全。6軸承的選擇和校核一、軸承的選擇和校核1軸軸承的選擇選擇軸軸承的一對 軸承，校核軸承，軸承使用壽命為5年，每年按300天計算。2根據滾動軸承型號，查出和。3校核軸軸承是否滿足工作要求（1）畫軸的受力簡圖。（2）求軸承徑向

18、支反力、（a）垂直平面支反力、（b）水平面支反力、（c）合成支反力、（3）求兩端面軸承的派生軸向力、（4）確定軸承的軸向載荷、（5）計算軸承的當量載荷、查1 表13-5、13-6 ：（6）校核所選軸承由于兩支承用相同的軸承，故按當量動載荷較大的軸承 計算，滾子軸承的 ，查1表13-6取沖擊載荷系數 ，查1表13-4取溫度系數 ，計算軸承工作壽命：結論：7鍵聯接的選擇和校核一、軸大齒輪鍵1鍵的選擇選用普通 圓頭平鍵 型,軸徑 ,查1表6-1得2鍵的校核鍵長度小于輪轂長度，前面算得大齒輪寬度 ,根據鍵的長度系列選鍵長 。查1表16-2得所以所選用的平鍵強度足夠。8聯軸器的選擇查1表14-1得查2表8-5，選用彈性套柱銷聯軸器:9減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇一、傳動零件的潤滑1齒輪傳動潤滑因為齒輪圓周速度，故選擇浸油潤滑。2滾動軸承的潤滑二、減速器密封1.軸外伸端密封2.軸承靠箱體內側的密封3.箱體結合面的密封10減速器箱體設計及附件的選擇和說明一、箱體主要設計尺寸名稱計算依據計算過程計算結果箱座壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度箱蓋凸緣