单级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书

课 程 设 计 说 明 书

学生姓名： 学 号

学 院： 机械工程与自动化学院

专 业： 机械电子工程

题 目： 单级斜齿圆柱齿轮减速器

指导教师： 职称:

年 月 日

课程设计任务书

2010 /2011 学年第 一 学期

学 院： 机械工程与自动化学院

专 业： 机械电子工程

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：

课 程 设 计 任 务 书

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，该减速器用于皮带运输机的传动系统中。

方案简图（题号9）：

原始数据：卷筒转速 75 rpm；卷筒所需功率 7.0 KW。

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，卷筒转速允许误差为±5%，使用期限8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

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.第三版.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：

2010年 8月23日 ~ 8月24日 设计计算

8月25日 ~ 8月29日 草图绘制、审查和修改

8月30日 ~ 9月1日 绘制装配图

9月1日 绘制零件图

9月2日 编写设计说明书

9月3日 答辩

系主任审查意见：

签字：

年 月 日

三. 设计步骤

1. 传动装置总体设计方案

原始数据：卷筒转速70rpm；卷筒所需功率7.0KW。

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，卷筒转速允许误差为±5%，使用期限8年。

1） 减速器为一级展开式斜齿圆柱齿轮减速器。

2） 方案简图如上图。

3） 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。

2、电动机的选择

1）选择电动机的类型

按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。

2）选择电动机的容量

由《机械设计课程设计手册》表1-7可知：

1：联轴器效率 0.99

2：圆柱齿轮传动效率 0.98（7级精度）

3：开式齿轮传动效率 0.92

4：滚动轴承传动效率 0.98

传动装置的总效率：

η=1.1.2.3.4.4.4.4=0.85 所以电动机所需工作功率为

wdPP Pd=8.24KW.

电动机转速的选择 ：

dn＝（i1i2…in）wn =2³5³75=750r/min

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为970minr的电动机.

根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计指导书》表14.1选定电动机型号为Y160L-6。其主要性能如下表：

电动机型号 额定功率/kw 满载转速/(r/min) 额定转矩启动转矩 额定转矩最大转矩

Y160L-6 11 970 2.0

2.0

3.分配传动比

计算总传动比 ：

由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：i＝mn/wn =970/75=12.9

3减i .34i开

总传动比 i=3³4.3=12.9

4. 计算传动装置的运动和动力参数

1).各轴的转速

轴1： min970rnnm

轴2: min3.3233970rinn

轴3: min2.753.43.323rinn

(2).各轴功率

轴1：1P =0P14 =11³0.98³0.99=10.672 kW

轴2：2P=1P.244=10.672³0.98³0.99³0.99=10.145kW

（3）计算各轴转矩 T1=9550³1P/1n=9550³10.672/960 = 105.07 N•m

T2=9550³2P/2n=9550³10.145/225.6= 429.45 N•m

将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：

5. 齿轮的设计

一.选定齿轮类型、精度等级、材料

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 54HRC

由教材《机械设计基础》表11—1，取：

接触疲劳强度极限和弯曲疲劳强度极限

1limH=1440Mpa, 1FE=380Mpa;

2limH=1220Mpa, 2FE=320Mpa.

安全系数 HS=1.2,FS=1.5

][1H=1limH/HS=1150/1.2=1200Mpa

][2H=2limH/HS=1220/1.2=1017Mpa

][1F=1FE/FS=380/1.5=253Mpa

][2F=2FE/FS=320/1.5=213Mpa

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11—3 取K=1.2

(2)计算齿数比u

u=2Z/1Z=1n/2n=960/323.3=3

(3)查教材《机械设计基础》表11—6 参数 轴 名

电动机轴 轴1 轴2 轴3 卷筒轴

转速n/r ² min 970 960 323.2 75.2 75.2

功率P/kW 11 10.672 10.145

转矩T/N² m 105.07 429.45

传动比i 1 3 4.3 1

效率 η 0．99 0．97 0．94 0．98 选择齿宽系数d=0.4

(4)初选螺旋角=013

(5)齿数

取1Z=22，则2Z=3³22=66

(6)齿形系数

1vZ=1Z/3cos=23.17，2vZ=2Z/3cos=69.52

(7)齿轮取8级精度

查教材《机械设计基础》图11--8 和11--9，

齿形系数1FaY=2.64，1SaY=1.57;2FaY=2.26,2SaY=1.75

][111FSaFaYY=2.64³1.57/253=0.0164

][222FSaFaYY=2.26³1.75/213=0.0186

因为][111FSaFaYY<][222FSaFaYY

故应对大齿轮进行弯曲强度计算。

(8)法向模数

nm 31212111][cos2FdSaFaZYYKT

=3213224.013cos75.126.210001052.1.23202

=2.1mm

由表4—1并结合实际情况， 取nm=2.5mm

三.计算齿轮的主要几何尺寸

法向模数：nm=2.5mm

中心距a=nm(1Z+2Z)/2cos=113mm 确定螺旋角 =arccos[nm(1Z+2Z)/2a]=03.213

螺旋角=03.213

端面模数：tm=cosnm=2.5/03.213cos=2.57 mm

齿轮宽度 B=d1d=45.2mm

取1B=46mm, 2B=51mm

齿轮分度圆直径:1d=nm1Z/cos=2.5³22/03.213cos=56.50mm

2d=nm2Z/cos=2.5³66/03.213cos=169.5mm

齿顶高：ah==*ahnm=1³2.5=2.5mm

齿根高：fh=(*ah+*c)m =（1+0.25）nm=1.25nm=3.125mm

全齿高：mmhhhfa25.6525.13.52

顶隙：625.0.5225.025.0nafmhhc mm

齿顶圆直径：1ad=1d+21ah=1Z+2ah=56.5 +2³2.5=61.5 mm

2ad=2d+22ah=2Z+2ah=169.5+5=174.5mm

齿根圆直径：1fd=1d-2fh=56.5-2³3.125=50.25mm

2fd=2d-2fh=169.5-2³3.125=163.25 mm

法面齿距 ： nnmp=7.85mm

端面齿距： cos/ntmp=8.06mm

四.计算圆周转速v并选择齿轮精度