机电系09数控技术。
设计人：彭通文胡勇马建航刘道涛。
指导老师：李荣。
贵州师范大学职业技术学院。
2024年12月27日。
一、设计任务书1
二、传动方案的拟定及说明4
三、电动机的选择4
四、传动装置的运动参数和动力参数的计算………5
五、传动件齿轮的设计及计算7
六、轴的设计计算及说明10
七、键联接的选择及校核计算及连轴器的选择………19
八、减速器润滑与密封的选择23九、减速箱体的结构及附件设计23
十、设计小结25
十。一、参考资料目录26
机械设计课程设计任务书。
题目：设计一通用电动绞车传动装置中的一级圆柱齿轮减速器。
总体布置简图。
1—电动机 2—带制动轮联轴器 3—圆柱齿轮减速器。
4—轴承5—开式齿轮 6—卷筒 7—钢丝绳。
一。工作情况：
载荷有轻微震动。
二。原始数据。
输送带拉力f/n :1300
输送带速度r/(m/s) :0.6
滚筒直径d(mm ) 350
带速度允许误差（%）5
使用年限（年）：8
工作制度（班/日）：3
三。设计内容。
1.电动机的选择与运动参数计算；
2.斜齿轮传动设计计算。
3.轴的设计。
4.滚动轴承的选择。
5.键和连轴器的选择与校核；
6.装配图、零件图的绘制。
7.设计计算说明书的编写。
四。设计任务。
1.减速器**配图一张。
2.齿轮、轴零件图各一张。
3.设计说明书一份。
五。设计进度。
1.第一阶段：总体计算和传动件参数计算。
2.第二阶段：齿轮与轴系零件的设计。
3.第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制。
4.第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写。
二。传动方案的拟定及说明。
由题目所知传动机构类型为：圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。
本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。
三、电动机的选择。
1.电动机类型和结构的选择。
因为本传动的工作状况是：载荷有轻微震动。所以选用常用的封闭式y（ip44）系列的电动机。
2.电动机容量的选择。
1）工作机所需功率pw
pw＝13kn
2）电动机的输出功率。
pd＝pw/η
pd＝8.29kw
3.电动机转速的选择。
nd＝（i1’·i2’…in’）nw
初选为同步转速为750r/min的电动机。
4．电动机型号的确定。
由表20－1查出电动机型号为y180l-8,其额定功率为11kw，满载转速730r/min。基本符合题目所需的要求。
三、传动装置的运动参数和动力参数的计算。
1传动装置的运动和动力参数。
1）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＝nm/nw
卷筒转动转速：n==r/min
i===22.3取=5
2）合理分配各级传动比。
1）转速n2）功率p
3）转矩 t
各轴转速、输入功率、输入转矩。
五、传动件齿轮的设计及计算。
1、选小齿轮材料为45钢，调后240~270hbs1，大齿轮材料为45钢，正火180~210hbs2。
该齿轮为一般齿轮传动，圆周速度不大于6 m／s，初选7级精度。
2、因该齿轮为比上闭式软齿面的钢制齿轮，所以应按齿面接触疲劳强度设计齿轮。
由下式设计小齿轮的分度圆直径。
d1≥1）选载荷系数k，因为是软齿面载荷平稳，对称布置，查表可得k=1.0~1.2取k=1.1.
2）选取宽度系数： =0.8
3）计算小齿轮转矩。
4）计算接触疲劳许用应力。
a 按齿面硬度的中间值255hbs1,195hbs2, 查得。
650(mpa) =600(mpa)
b 接触疲劳寿命系数zn.
因载荷稳定，故n=6060njth,每年按260个工作日，每日24小时，th=8x260x24=49920h.
n1=60x730x1x49920≈2.186x
n2==2.186x/5=4.373x
z=1 z=1.03
c 接触疲劳最小安全系数sh.
要求一般可靠性，sh.=1
d 计算=z/sh=650(mpa)
z/sh=618(mpa)
5）计算小齿轮的分度圆直径d1
59.36（mm）
6)圆周速度。
因为〈6（）所以取7级精度合适。
3、主要参数的选择和几何尺寸计算。
1）齿数=22=i=22x5=110.
2)模数m==59.36/22=2.69 取m=3mm
3) 分度圆直径=m=3x22=66mm
3x110=330mm
4)中心距a==396/2=198
5) 齿轮宽度b=4dx=0.8x66=52.8mm
52.8 mm =48+(5-10)=62.8mm
4、 齿根弯曲疲劳强度校核。
1）齿形系数和应力修正系数依据，查表可得。
2）弯曲疲劳许用应力。
（）yn由齿面硬度的中间值255和195，查得。
225（mpa） =215（mpa）
所以yn1=1 yn2=1
弯曲疲劳最小安全系数要求一般可靠性sh=1
所以=225（mpa）=215（mpa）
5、校核弯曲疲劳强度。
所以弯曲疲劳强度足够。
六、 轴的设计计算及说明。
1.轴的设计计算与校核：
不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。
按承载性质，减速器中的轴属于转轴。因此，一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转对轴的直径进行估算，然后根据结构条件定出轴的形状和几何尺寸，最后校核轴的强度。这里因为从动轴为ⅱ轴，故只对ⅱ轴进行强度的校核，对两根轴进行尺寸的设计计算过程。
具体步骤如下：
1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。
选择45钢正火。硬度达到170～217hbs,抗拉强度=600mpa，屈服强度=360mpa。55mpa
2.初步计算各轴段直径。
（1）计算d1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率p和扭矩t
最小直径计算（查《机械设计基础》教材表15—3 取 c=110）
考虑键槽。选择标准直径。
（2）计算。
因必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取=30mm；
（3）计算，且必须与轴承的内径一致，圆整=40mm，初选轴承型号为6208,查附表可知，b=18mm，d=80mm，
（4）计算，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取0，2，5，8尾数，取=45mm；
（5）计算。
取。=55mm；
（6）计算，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。
电动机轴各阶梯轴直径列表如下：
3、计算轴各段长度。
（1）计算
半联轴器的长度l=62mm，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压在轴的端面上，故第一段的长度应比l略短一些，取60mm;
（2）计算
取箱体壁厚为6mm，l1=28,m取4
取。=38mm；
（3）计算。
取 l3=38mm
4）计算。（5）计算。
取。（6）计算。
各段轴长度列表如下：
2强度校核部分具体步骤如下：
1）输出轴的功率p和扭矩t
2）最小直径计算（查《机械设计基础》教材表14—1 取 c=110）
考虑键槽。选择标准直径 d=28mm
3）计算齿轮受力（大齿轮采用锻造毛坯的腹板式）
圆周力： 径向力：
是直齿轮，故。
轴向力： 4）按许用应力校核轴的弯曲强度。
1）轴的受力简图 （图a）（l =109mm）
2）求支持反力。
水平面支反力。
垂直面支反力。
3）作弯矩图。
水平弯矩（图b）
垂直弯矩（图c）
1）求合成弯矩，作出合成弯矩图（图e）
2）作扭矩图（图d）
c点左 c点右
3）作危险截面当量弯矩图（图e）
该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取=0.59
4）校核危险截面轴径。
45号优质碳素钢调质处理时，查《机械设计基础》教材14—3
c剖面的轴径
故：强度足够。
从动轴受力简图校核分析。
3轴ⅱ的设计。
1、电动机轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。
选择45钢正火。硬度达到170～217hbs,抗拉强度=600mpa，屈服强度=360mpa。255mpa
2.初步计算各轴段直径。
（1）计算d1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率p和扭矩t
最小直径计算（查《机械设计基础》教材表15—3 取 c=110）
考虑键槽。选择标准直径。
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