机械课程设计。单。级。
圆。柱。齿。轮。
减。速。
器。学院：矿业工程学院班级：采矿06-4班。
指导老师：闫海峰姓名：赵杰。
学号：01060122日期：2023年1月7日。
1.1 题目。
设计一用于带式运输机传动装置的一级圆柱齿轮减速器。
总体布置简图如下：
图1.1 传动方案设计简图。
原始数据编号为27号，具体如下：
1）运输带工作拉力 f（n）：9000
2）卷筒的直径d（mm）：450
3）运输带速度v（m/s）：2
4）带速允许偏差（％）5
5）使用年限（年）：10
6）工作制度（班/日）：2
7）每班工作时间（h）：8
具体工作情况为：带式输送机连续单向运转，工作平稳无过载，空载起动。
1.2 机械设计课程的内容。
1）传动方案的分析和拟定；
2）电动机的选择，传动装置的运动和动力参数的计算；
3）传动零件的设计（带传动、单级齿轮传动）；
4）轴和轴承组合设计（轴的结构设计，轴承组合设计，低速轴弯、扭组合强度校核，低速轴上轴承寿命计算）；
5）键的选择及强度校核（低速轴上键的校核）；
6）联轴器的选择；
7）减速器的润滑与密封；
8）减速器装配草图俯视图设计（箱体、附件设计等）；
9）编写设计计算说明书；
1.3 设计工作量：
1）减速器装配图1张（a1图纸）；
2）设计计算说明书1份，3000～。
1.4 课程设计计划（１周）
1）设计准备（0.5天）
2）减速器装拆实验、参观实物或模型，借图板。
3）传动装置总体设计（1天）
4）装配图设计（2～2.5天）
5）编写设计计算说明书（0.5～1天）
2.1 电动机类型和结构的选择。
因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式y（ip44）系列的鼠笼型三相异步电动机。
2.2 电动机容量的选择。
2.2.1 工作机所需功率
由设计手册得，绞车卷筒的效率为：0.94～0.97
2.2.2 电动机的输出功率。
传动装置的效率选择为：
普通v带（绳芯结构）的效率为：0.92～0.96,滚动球轴承（稀油润滑）0.99,圆柱齿轮传动（6级精度的一般齿轮传动，油脂润滑）的效率为：0.98,
④齿式联轴器的效率为：0.99,
则总效率为：
所以电动机的输出功率为：
2.3 电动机转速的选择。
由电动机的特点可知，转速越高，电机尺寸和重量小，**低；较低转速，情况正好相反计算滚筒工作转速，传动系统总传动比加大，尺寸和重量增加，**提高。
又给出的电动机的同步转速有以下几种r/min ，所以选择，其满载转速为：。
2.4 电动机型号的确定。
根据以上条件，有机械手册可查出符合要求的电动机相关技术参数如下：
型号： y200l2-6
额定功率/kw： 22
满载转速r/min： 970
3.1 总传动比的确定。
由已知数据可知：
则， 3.2 分配各级传动比。
查阅资料可知单级减速器i=3~5合理，故取齿轮i齿轮=4
则有，可得：
3.3 计算各轴转速。
v带轮轴 小齿轮轴
大齿轮轴 3.4 计算各轴的功率。
v带轮轴 小齿轮轴
大齿轮轴 3.5 计算各轴转矩。
v带轮轴 小齿轮轴
大齿轮轴 3.6 传动装置运动、动力参数汇总表。
表3.1 传动装置运动、动力参数计算。
4.1 选择齿轮材料并确定许应应力。
由于本题对减速器没有特殊要求，可采用软齿面闭式齿轮传动。
小齿轮材料用40cr钢，调制处理，齿面用度hb1=48-55hrc大齿轮材料用40crmnmo号钢，调制处理，齿面用度hb2=45-50hrc
由设计手册，可查得（取框图所示范围的中间值），由设计手册可查得。
由设计手册取。
需用接触应力为：
许用弯曲应力为：
4.2 按齿面弯曲强度设计计算。
根据硬齿面闭式齿轮传动准则，应首先按齿面弯曲强度设计公式进行设计计算，然后再按硬齿面弯曲强度验算公式进行验算。
由设计手册式，可知设计计算公式为：
4.2.1 确定计算参数。
计算小齿轮上的名义转矩：
选取载荷系数k，按设计手册上，取1.5
选取齿宽系数，参照设计手册上，取0.5
因代入公式计算。
4.2.2小齿轮基圆直径。
4.2.3 确定齿数和模数。
齿数取。模数 ，
按设计手册上，选取标准参数。
4.2.4 确定中心距和齿宽。
中心距 齿宽 mm
4.2.5 验证齿轮接触强度。
由设计手册上，可知验证公式为：
选取齿形系数，由设计手册上查表得。
选取应力修正系数，由设计手册上查表得。
分别验算两轮的齿根弯曲应力。
验算结果：齿轮弯曲强度满足要求。
4.2.6 齿轮的基本尺寸设计。
确定齿轮的主要几何尺寸：
分度圆直径：
齿顶圆直径：
齿跟圆直径：
4.2.7 确定齿轮制造精度。
查表确定齿轮第 ii公差组为6级精度，第i，iii公差与ii组同为6级，并按设计手册资料推荐确定齿厚偏差。
5.1 选择轴的材料确定许用应力。
普通用途，中小功率减速器定用45钢调质处理，由设计手册，查得。
5.2 精估最小轴径。
由设计手册查得c=115，按式（11-2）得：
d≥c·=115×=44.5mm
轴上开一键槽将轴径增大5%，则d×1.05=44.5×1.05=46.725mm。
根据轴上零件的位置，齿轮、套筒、左轴承、轴承差和大带轮由左端装配，右轴承从右端装配，轴上零件要做到定位准确，固定可端，因为是直齿轮，采用深沟球轴承，嵌入式轴承轴承盖使轴系两端固定，齿轮通常采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。
5.3 轴初步设计绘制轴结构草图。
根据轴上零件的位置，齿轮、套筒、左轴承、轴承盖和联轴器左端装配，右轴承从右端装配，轴上零件要做到定位准确固定可靠。
直齿轮无轴何力，采用深沟球轴承，凸缘式轴承盖，使轴系两端固定，齿轮通常采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。
5.4 轴的结构设计。
5.4.1 各段轴径确定。
d1=70mmd’1=70mm
d2=80mmd’2=80mm
d3=90mmd’3=86mm
d4=110mmd’4=110mm
d5=80mmd4’=80mm
5.4.2 轴段长度确定。
l1=100mml’1=103mm
l2=115mml’2=135mm
l3=108mml’3=84mm
l4=110mml’4=102mm
l5=12mml’5=15mm
l6=40mml’6=40mm
(根据箱体宽度，轴承盖结构尺寸和螺钉头到联轴器的间矩初步确定为42-55mm)
5.4.3 齿轮受力计算。
分度圆直径
转矩 圆周力 n
径向力 5.4.4 轴径强度校核。
1） 画轴的受力图（见图2）
图5.1 轴的受力图。
2）绘制垂直面弯矩图（如图b）
轴承支反力：
fay=fby=fr/2=19837.31n
faz=fbz=ft/2=8867.18n
由两边对称，知截面c的弯矩也对称。截面c在垂直面弯矩为。
mc1=fayl/2==443.359n·m
(3)绘制水平面弯矩图（如图c）
截面c在水平面上弯矩为：
mc2=fazl/2==991.8655n·m
(4)绘制合弯矩图（如图d）
5)绘制扭矩图（如图e）
转矩： (6)绘制当量弯矩图（如图f）
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