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单级斜齿圆柱齿轮减速器 题号13完整版

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1 中北大学 课程设计任务书

2006 /2007 学年第 学期 学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： 单级斜齿圆柱齿轮减速器

起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任：

下达任务书日期: 2007年 月 日 课 程 设 计 任 务 书 2

1．设计目的： (1) 通过课程设计，培养学生综合运用机械设计基础和其他先修课程的理论知识来分析解决机械设计问题的能力。 (2) 学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 (3) 进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范等。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 设计一台单级斜齿圆柱齿轮减速器，该减速器用于螺旋输送机的传动系统中。 方案简图（题号13）：

原始数据：输送机主轴转速 115 rpm；输送机主轴扭矩 4.2 N·mm。 技术条件：该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻微振动，输送机主轴转速允许误差为±5%，使用期限10年。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 设计分段进行，在没有原则错误时才能进行下一阶段设计，以保证设计质量。 1) 设计计算 选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，进行传动件的设计计算，校核轴、轴承、键，选择联轴器等。 2) 草图绘制、审查和修改 根据上述设计计算，绘制装配图的主、俯视图。 3) 绘制装配图 除绘制草图内容外，绘制装配图的侧视图，编写技术要求，对零件编号，填写明细表及标题栏等。 4) 绘制零件图 选择所设计减速器中任一轴和齿轮进行绘制。鼓励采用计算机绘图。 5) 编写设计说明书 要求内容全面，条理清楚，书写认真，图示正确，符合规定要求。

课 程 设 计 任 务 书 3

4．主要参考文献： 1. 杨可桢,程光蕴.机械设计基础.第四版.北京:高等教育出版社,1999 2. 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册.第二版.北京:高等教育出版社,1999

5．设计成果形式及要求： 1) 草图 1张（A1坐标纸） 2) 减速器装配图 1张（A0图） 3) 零件图 2张（A3图，传动零件轴和齿轮各一张，鼓励用计算机绘图） 4) 设计说明书一份

6．工作计划及进度： 2007年 1月15日 ~ 1月16日 设计计算 1月17日 ~ 1月19日 草图绘制、审查和修改 1月19日 ~ 1月23日 绘制装配图 1月24日 绘制零件图 1月25日 编写设计说明书 1月26日 答辩

系主任审查意见：

签字：

年 月 日 4

目 录 一． 课题分析 二． 传动方案 2.1 电动机的选择 2.2 传动比的分配 2.3 各轴转速，传递功率及转矩 2.4 联轴器 2.5 传动方案说明 三． 各级传动 3.1 齿轮传动 3.2 V带传动 四． 轴与轴毂连接 4.1 减速器各轴结构设计 4.2 减速器各强度验算 4.3 键连接工作能力验算 五． 轴承 5.1 减速器各轴所用轴承 5.2 高速轴轴承寿命计算 六． 减速器的润滑与密封 6.1 减速器中齿轮传动及轴承润滑方式的选择 6.2 减速器润滑油油面高度的确定以及油量计算 5

6.3 减速器的密封 七． 减速器箱体及其附件的设计 7.1 箱体设计 7.2 主要附件设计 八． 课程设计小结 6 设 计 计 算 及 说 明 结 果 二． 2.1 2.1.1 2.1.2 （1） （2） 传动方案 电动机的选择 电动机类型的选择 按照工作要求和条件，选用Y系列三相异步电动机。其中选用的Y（IP44）小型三相异步电动机为一般用途笼型封闭自扇冷式电动机，具有防止灰尘或其它杂物侵入的特点，B极绝缘，可采用全压或降压起动。其工作条件为：环境温度-15-40℃，相对湿度不超过95％，海拔高度不超过1000米，电源额定电压380V，频率50Hz，常用于对起动性能，调速性能以及转差率均无特殊要求的机器或设备。其具有结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便的特点。 输送机主轴扭矩T3=420N.m 输送机主轴功率wP KWPW06.5 电机所需的功率'dP 'wdPP 由参考书[2]表1-7取V带传动，滚动轴承，齿轮传动，联轴器的效率分别为10.96，20.99，30.97，40.994，则传动装置总效率为： 2212340.960.990.970.9940.907 则 KWPPWd58.5907.0/06.5/'

KWPW06.5 0.907

'dPKW58.5 7

设 计 计 算 及 说 明 结 果 （3）

2.1.3 2.1.4 电机额定功率dP（载荷系数K=1.01-1.3，取K=1.03） KWKPPdd75.558.503.1' 由参考书[2]表12-1确定电动机额定功率为： Ped=5.5kw 电动机转速的选择 由参考书[2]式2-6 '''12()dwniin 式中：'dn为电动机转速可选范围，由参考书[2]表13-2查取V带传动的传动比范围'12~4i，齿轮传动的传动比范围'23~6i，一般不希望大带轮过大，故宜取'12~2.5i。 则''1223~2.566~15ii 已知min/115rnw 则min/7251~690115)15~6('rnd 符合这一范围的同步转速有1000r/min.1500r/min, 综合考虑电动机的传动装置的尺寸，重量，价格和带传动，减速器的传动比，宜选同步转速为1000r/min。 电动机安装型号以及安装尺寸的确定 根据以上计算所得结果查参考书[2]表12-1选定电动机型号为Y132M1-6。 该电动机的技术数据如下表所示： 型号 额定功率 （KW） 满载转速 （r/min） 同步转速 （r/min） Y132M1-6 5.5 960 1000 KWPd75.5 Ped=5.5kw 8 设 计 计 算 及 说 明 2.2 2.2.1 2.2.2 传动比分配 总传动比的确定 已知电动机的额定转速960/minmnr 输送机主轴转速 min/115rn 则总传动比为 3.8115/960/wmnni 各级传动比的分配 由参考书[2]表13-2可知V带传动的传动比推荐值为2~4，在此先行估算带传动的传动比1i，在后面带传动以及齿轮的设计计算中再确定带传动以及齿轮的真实传动比。 估算2.31i 则齿轮的传动比6.22.3/3.8/12iii 传动比分配表： i 1i 2i 初估 确定 初估 确定 8.3 3.2 3.2 3 2.6

i=8.3

2.3 2.3.1 各轴转速，传递功率及转矩 各轴的转速 电机轴为1轴，高速轴为2轴，低速轴为3轴 1960/minmnnr min/3002.3/960/112rinn min/1156.2/300/223rinn 1960/minnr min/3002rn min/1153rn

9

设 计 计 算 及 说 明 结果 2.3.2 2.3.3 各轴输入功率 按电动机输出功率dP'计算各轴输入功率，即： KWPPd58.5'1 KWPP357.596.058.5112 144.599.097.0357.53223PPKW 各轴的转矩 mNnPT51.55960/58.59550/9550111 mNnPT53.170300/357.59550/9550222 mNnPT18.427115/144.59550/9550333 各轴转速，转矩，输入功率分布表 项目 电机轴1 高速轴2 低速轴3 转速（r/min） 960 300 115 功率（KW） 5.58 5.357 5.144 转矩（N·m） 55.51 170.53 427.18 KWP58.51 KWP357.52 KWP144.53

mNT51.551

mNT53.1702

mNT18.4273

2.4 2.4.1 联轴器 联轴器的选择 由于此轴系传动属于对缓冲要求不高的低速轴系传动，切低 速轴与鼓轮轴不在同一基座，无精确的定位基准，因而要求所 选联轴器具备一定的轴向和径向的补偿量，现选用弹性柱销连 轴器。 10

设 计 计 算 及 说 明 结果 2.2.4 联轴器型号的选择 由参考书[2]表8-7选择KL6尼龙滑块联轴器 LX2联轴器 20035014/38203824TGBJBZC 主动端mmdz24，Z型轴孔，mmL381，C型键槽； 从动端mmdz70，J型轴孔，mmL382，B型键槽；

2.5 （1） （2） 传动方案说明 “传动装置平面布置简图”和“传动装置主要设计参数”已在第一部分《课题分析》中详尽给出，在此就不再叙述，以下主要是针对电动机类型和传动链的结构组成等方面对传动方案的可行性和适用性作简要论述。 本方案选用Y系列三相异步电动机，因为Y系列电动机高效，节能，起动转矩高，噪声低，振动小，运行安全可靠，并且安装尺寸和功率等级符合国际标准，符合本方案的设计要求。 本方案采用V带传动和一级齿轮传动减速，其中V带传动 设置在高速级，齿轮传动设置在低速级。 将高速级设置在V带传动是因为： V带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动，将其设置在高 速级（第一级减速）有利于发挥这一优势。 带传动的承载能力较小，传递相同的转矩对结构尺寸较其它传 动形式大，考虑到结构紧凑，应将V带传动设置在转矩相对较

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单级圆柱齿轮减速器设计计算

单级圆柱齿轮减速器设计计算

项目作业课程名称题目名称_专业班级学生姓名指导教师******学院一、电动机的选择电动机所需工作功率为：Pd＝Pw/ηq＝2300×＝,执行机构的曲柄转速为n＝D60v1000=105r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i＝2～4，单级圆柱斜齿轮减速器传动比i＝3~6，那么总传动比合理范围为i＝6～24，电动机转速的可选范围为n＝i×n＝（6~24）×105＝630~2520r/min。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价钱和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y112M—4的三相异步电动机，额定功率为额定电流，满载转速mn1440r/min，同步转速1500r/min二、齿轮的设计（一）齿轮传动的设计计算１．齿轮材料，热处置及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮（1）齿轮材料及热处置①材料：高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数1Z=24高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBS Z2=i×Z1=×24=取Z2=144②齿轮精度按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。

２．初步设计齿轮传动的要紧尺寸确信各参数的值:②计算应力值环数④齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,平安系数S=1,公式得:⑤查讲义表3-5得：EZ=设计计算①小齿轮的分度圆直径dt1②计算圆周速度③计算齿宽b和模数ntm计算模数mn④计算齿宽与高之比hb齿高h=ntm=×=hb==⑤计算纵向重合度⑥计算载荷系数K利用系数AK=1依照smv/,7级精度,查讲义得动载系数KV=,查讲义K H的计算公式:故载荷系数⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径⑧计算模数nm4.齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式②计算当量齿数④初选螺旋角⑤载荷系数K⑦⑧小齿轮应力循环次数大齿轮应力循环次数取弯曲疲劳平安系数S=大齿轮的数值大.选用.设计计算对照计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取mn=2mm但为了同时知足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=来计算应有的齿数.于是有:那么z2=×25=149几何尺寸计算计算中心距将中心距圆整为110mm按圆整后的中心距修正螺旋角。

山东理工大学机械设计习题

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第6章：三、作业与练习1、图所示螺栓连接中采用2个M 20的螺栓，其许用拉应力为[σ]=160MPa ，被联接件结合面的摩擦系数μ=0.2，若考虑摩擦传力的可靠系数f k =1.2，试计算该连接允许传递的静载荷Q F 。

2、题2图所示，凸缘联轴器由HT 200制成，用8个受拉螺栓联接，螺栓中心圆直径D ＝220mm ，联轴器传递的转矩T ＝5000N.m ，摩擦系数μ=0.15，可靠性系数f k =1.2，试确定螺栓直径。

3、题3图所示两根钢梁，由两块钢盖板用8个M 16的受拉螺栓联接，作用在梁上的横向外力F R =1800N ，钢梁与盖板接合面之间的摩擦系数μs ＝0.15，为使联接可靠，取摩擦力大于外载的20%，螺栓的许用应力[σ]＝160MPa ，问此联接方案是否可行？题2图题1图题3图4、题4图所示的气缸盖连接中，已知：气缸中的压力在0到1.5MPa 间变化，气缸内径D =250mm ，螺栓分布圆直径0D =346mm ，凸缘与垫片厚度之和为50mm 。

为保证气密性要求，螺栓间距不得大于120mm 。

试选择螺栓材料，并确定螺栓数目和尺寸。

5、题5图所示有一支架用一组螺栓与机座联接如图示，所受外载为F =10000N ，45=α。

结合面的摩擦系数为0.15，摩擦传力可靠系数2.1=f K ，螺栓的许用应力[]400=σMPa 。

试求螺栓的计算直径。

第7章 三、作业与练习1、题1图所示为在直径d =80mm 的轴端安装一钢制直齿圆柱齿轮，轮毂长L =1.5d ，工作时有轻微冲击。

试确定平键联接尺寸，并计算其能传递的最大转矩。

题5图第11章 带传动 三、作业与练习1、已知某单根普通V 带能传递的最大功率P ＝4.7kW,主动轮直径D 1=100mm ，主动轮转速n 1＝1800r/min,小带轮包角α＝ 1350，带与带轮间的当量摩擦系数25.0=v μ。

求带的紧边拉力1F 、松边拉力及有效拉力F （忽略离心拉力）。

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计算题1、 计算自由度。

（若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请给予说明）(10分)2、在图示轮系中，已知各轮齿数为2021=′=z z ，402=z ，803=z ，试求传动比i 1H 。

（10分）3、已知V 带（三角带）传递的实际功率P ＝7kW ，带速v ＝10m/s ，紧边拉力是松边拉力的2倍，试求有效圆周力F e 和紧边拉力F 1的值。

（10分）4、设计一导杆机构，已知机架长度50mm ，行程速比系数K=1.5。

（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明）（10分）5、 计算自由度。

（若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请给予说明）(10分)6、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。

已知z 1=21，z 2=42，模数m =3，其中压力角α=20°、齿顶高系数*a h =1、顶隙系数25.0*=c 均为标准值，试求： (10分)1) 该圆柱齿轮机构的传动比i 122) 两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径及标准啮合时的中心距7、如图所示一对轴承支承的轴系，轴承反装（背靠背），已知两个轴承的径向载荷分别为R 1=2500N ，R 2=5000N ，轴上作用的轴向外载荷F A =1000N ，轴承内部轴向力R F 7.0=′。

试求轴承1和轴承2的轴向载荷。

(10分)8、试设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆长度为50mm ，摆角为40°，行程速比系数K=1.5。

(10分)9、计算自由度。

（若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请给予说明）(10分)10、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，中心距a=160mm ，传动比i 12=3，小齿轮齿数Z 1=20。

试计算大齿轮的齿数Z 2、模数m 和两轮的分度圆直径d 1、d 2、，齿顶圆直径da 1、da 2。

(10分)A D C 1C 2MNH K11、如图所示一对轴承支承的轴系，轴承正装，已知两个轴承的径向载荷分别为R 1=5000N ，R 2=3000N ，轴上作用的轴向外载荷F A =1000N ，轴承内部轴向力R F 7.0=′。

单级圆柱齿轮减速器的设计计算_机械设计课程设计 精品

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机械设计《课程设计》课题名称单级圆柱齿轮减速器的设计计算系别工程机械专业工程机械运用与维护班级大专工程1105班姓名杨鹏学号 1101010537 指导老师杨小林完成日期2012年11月9日目录第一章绪论第二章课题题目及主要技术参数说明2.1 课题题目2.2 主要技术参数说明2.3 传动系统工作条件2.4 传动系统方案的选择第三章减速器结构选择及相关性能参数计算3.1 减速器结构3.2 电动机选择3.3 传动比分配3.4 动力运动参数计算第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)4.1 齿轮材料和热处理的选择4.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸4.2.2 齿轮弯曲强度校核4.2.3 齿轮几何尺寸的确定4.3 齿轮的结构设计第五章轴的设计计算(从动轴)5.1 轴的材料和热处理的选择5.2 轴几何尺寸的设计计算5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径5.2.2 轴的结构设计5.2.3 轴的强度校核第六章轴承、键和联轴器的选择6.1 轴承的选择及校核6.2 键的选择计算及校核6.3 联轴器的选择第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算7.1 润滑的选择确定7.2 密封的选择确定7.3减速器附件的选择确定7.4箱体主要结构尺寸计算第八章总结参考文献第一章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）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。