機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計題目：單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動姓名：×××學(xué)號：××××××××層次：本科專業(yè)：汽車服務(wù)工程班級：23機設(shè)本科3班指導(dǎo)教師：龔存宇2024年12月設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計任務(wù)：單級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動二、原始條件1、工作條件：（1）帶式運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)；（2）載荷平穩(wěn)；（3）空載啟動（4）室內(nèi)、環(huán)境清潔2、使用期限：5年、兩班制3、動力來源：380V三相交流電4、精度與誤差要求：運輸帶速度允許誤差：±5%三、任務(wù)圖示圖1任務(wù)圖示摘要：居左打印“摘要”二字（四號黑體）?！罢焙竺婵諆筛翊蛴≌獌?nèi)容（居左打印“摘要”二字（四號黑體）?！罢焙竺婵諆筛翊蛴≌獌?nèi)容（小四號宋體），1.5倍行距，字母數(shù)字用TimeNewRoman摘要的內(nèi)容簡潔、具體的摘要要反映論文的實質(zhì)性內(nèi)容，展示論文內(nèi)容足夠的信息，體現(xiàn)論文的創(chuàng)新性，展現(xiàn)論文的重要梗概，一般由具體研究的對象、方法、結(jié)果、結(jié)論四要素組成，300字左右為宜。寫200字左右即可關(guān)鍵詞：摘要內(nèi)容后下空一行居左打印“關(guān)鍵詞”三字（四號黑體），其后空兩格為關(guān)鍵詞（小四號宋體），每一關(guān)鍵詞之間空一個字符（即英文狀態(tài)摘要內(nèi)容后下空一行居左打印“關(guān)鍵詞”三字（四號黑體），其后空兩格為關(guān)鍵詞（小四號宋體），每一關(guān)鍵詞之間空一個字符（即英文狀態(tài)下空一格）,1.5倍行距，字母數(shù)字用TimeNewRomanAbstract:英文摘要和關(guān)鍵詞與“中文摘要和關(guān)鍵詞”的規(guī)范相同。1.5倍行距，字母數(shù)字用TimeNewRoman如果中英文摘要與關(guān)鍵詞不能一頁打印完，則英文摘要和關(guān)鍵詞須另起一頁。英文摘要和關(guān)鍵詞與“中文摘要和關(guān)鍵詞”的規(guī)范相同。1.5倍行距，字母數(shù)字用TimeNewRoman如果中英文摘要與關(guān)鍵詞不能一頁打印完，則英文摘要和關(guān)鍵詞須另起一頁。Keywords:AnnularBuckle;injectionmold;ABS;UG;CADTimeNewRoman、小四、英文狀態(tài)下的符號后空一格、1.5倍行距、關(guān)鍵詞之間空一個字符，分清中英文符號。TimeNewRoman、小四、英文狀態(tài)下的符號后空一格、1.5倍行距、關(guān)鍵詞之間空一個字符，分清中英文符號。目錄前言 前言前言應(yīng)說明本課題的研究目的、研究范圍、研究方法；簡述本課題概況及存在的主要問題；說明本課題應(yīng)解決的主要問題。1、課程設(shè)計的目的（1）培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴展了相關(guān)機械設(shè)計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計，使我們掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。（3）培養(yǎng)我們查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理等設(shè)計方面的能力。2、1總體方案設(shè)計1.1傳動系統(tǒng)方案1.1.1傳動系統(tǒng)的作用及傳動方案的特點機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。本設(shè)計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機器中應(yīng)用最為廣泛的機構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。1.1.2傳動系統(tǒng)方案的分析與擬定（1）工作條件帶式運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載啟動，使用年限8年，工作為二班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。（2）原始數(shù)據(jù)方案123456789運輸帶牽引力F（N）150022002300250026002800330040003800運輸帶速度v（m/s）1.11.11.11.11.11.41.20.81.05滾筒直徑D（mm）220240300400200350350400500方案101112131415161718運輸帶牽引力F（N）300030003500290032002400260033003000運輸帶速度v（m/s）0.81.21.01.21.11.21.21.10.9滾筒直徑D（mm）250400350450420350320280300本小組采取的方案編號為×××。其原始數(shù)據(jù)為：F=N；v=m/s（3）方案擬定采用V帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護方便。圖2帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖1.2電動機的選擇1.2.1電動機類型及結(jié)構(gòu)的選擇本減速器設(shè)計為水平剖分，選用Y系列三相異步電動機，封閉臥式結(jié)構(gòu)。1.2.2電動機的選擇（1）工作機的功率PP（2）總效率η根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.1確定V帶傳動η1=，圓柱齒輪傳動η2=，一對滾動軸承η（3）所需電動機功率PP電動機的功率應(yīng)等于或大于所需要的功率，根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》公式2-4得P1.2.3確定電動機轉(zhuǎn)速滾筒工作轉(zhuǎn)速為：n根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2-2推薦的傳動比合理范圍，圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比i齒=3~5范圍，V帶傳動比in根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》附錄10表1，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有以下型號：方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速r/同步滿載1KW2KW綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動、減速器傳動比，可見第××方案比較適合。因此選定電動機型號為××，n滿1.3確定傳動系統(tǒng)的總傳動比及各級傳動比（1）確定傳動裝置的總傳動比由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速n滿和工作機主動軸轉(zhuǎn)速n（2）分配各級傳動裝置傳動比：總傳動比等于各傳動比的乘積i總=i帶?i因為圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比i齒=3~5范圍，所以1.4動力運動參數(shù)計算（1）轉(zhuǎn)速nnnn（2）功率PⅠ軸（功率為電動機的額定功率）：PⅡ軸：PⅢ軸:P（三）轉(zhuǎn)矩TⅠ軸：TⅡ軸：TⅢ軸：T將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號PnTiiⅠⅡⅢ

2帶傳動設(shè)計計算設(shè)計普通V形帶傳動須確定的內(nèi)容是：帶的型號、長度、根數(shù)，帶輪的直徑、寬度和軸孔直徑中心距、初拉力及作用在軸上之力的大小和方向。2.1選擇帶的型號根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》查表11-3得KA=，由式（11-1P根據(jù)Pc和n1=查圖11-72.2確定帶輪基準直徑、驗算帶速由圖11-1可知，小帶輪基準直徑的推薦值為dd1=mm~mm，由表驗算帶速：v介于5~25m/大帶輪基準直徑：d由表11-4取d實際傳動比、從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為：in從動輪轉(zhuǎn)速誤差率為δ在允許誤差范圍內(nèi)，符合要求。2.3確定帶長和中心距中心距a：由公式（11-15）0.7則初定中心距為a由式（11-16）得帶長為L查表11-5，按標準選帶的基準長度Ld由式（11-17）得，實際的中心距:a2.4驗算小帶輪上的包角由式11-19計算小帶輪的包角：α一般要求α1≥120°，小輪包角合適。QUOTEα1=180°2.5確定帶的根數(shù)根據(jù)帶型、小帶輪基準直徑、小帶輪轉(zhuǎn)速，查表11-6，插值法可得P根據(jù)帶型、小帶輪轉(zhuǎn)速和傳動比，查表11-7，插值法可得?根據(jù)小帶輪包角，查表11-8，插值法可得：K根據(jù)帶型和基準長度，查表11-5可得：K由式（11-22）得：V帶根數(shù)z為z向上取整，z2.6確定帶的預(yù)拉力查表11-2，得q由式（11-23）得單根V帶的預(yù)拉力F0F2.7計算V帶對軸的壓力由式（11-24）得：F

3齒輪的設(shè)計計算本減速箱采用一級齒輪傳動，工作平穩(wěn)，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)來計算，選用直齒圓柱齒輪，輸入轉(zhuǎn)速n2=r/min3.1選定齒輪材料、熱處理方式根據(jù)工作條件，一般用途的減速器可采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?。查?2-1得：小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)處理HBS大齒輪45鋼正火處理HBS兩齒輪齒面硬度差為××3.2確定材料許接觸接觸應(yīng)力查表12-6，兩試驗齒輪材料的接觸疲勞極限應(yīng)力分別為σσ查表12-7，接觸疲勞強度的最小安全系數(shù)SHlimσσ3.3按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由式（12-6）得：d式中，小齒輪的轉(zhuǎn)矩為T1實際為本方案中的T2，T2=查表12-3，取載荷系數(shù)K=；查表12-4，查取彈性系數(shù)ZE=MPa，取齒寬系數(shù)?d=1（閉傳動軟齒面），d3.4幾何尺寸計算齒數(shù)：采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，正常齒制，小齒輪數(shù)推薦值z1=20~40，取z1=×模數(shù)：m由表5-1，將m向上轉(zhuǎn)換為標準模數(shù)，取m=分度圓直徑：dd中心距：a齒寬：齒輪寬度系數(shù)中為大齒輪的齒寬，b2=?d小齒輪齒寬應(yīng)比大齒輪齒寬增大5?10mm，所以取3.5校核齒根彎曲疲勞強度根據(jù)齒根彎曲疲勞強度校核公式12-8σ式中，小齒輪的轉(zhuǎn)矩為T1實際為本方案中的T2，T2=N?z1=時，z2=時，查表12-6，兩試驗齒輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力分別為σσ查表12-7，彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)為SFlimσσ將上述參數(shù)分別代入校核公式（12-8），可得兩齒輪的齒根彎曲疲勞應(yīng)力分別為：σσ所以，兩齒輪齒根彎曲疲勞強度均足夠。3.6齒輪尺寸計算齒輪為直齒圓柱齒輪，正常齒制，所以?a?分度圓直徑：dd齒頂圓直徑：dd齒根圓直徑：dd中心距：a齒寬：bb齒輪圓周速度（這里n1為小齒輪轉(zhuǎn)速，本方案中為nv

4軸的設(shè)計計算4.1軸的材料和熱處理的選擇根據(jù)方案，本傳動為普通傳動，中小功率，選用45鋼正火處理。查表16-1，得σb=600MPa，查表4.2估算軸的最小直徑查表16-2取A=110，小齒輪軸、大齒輪軸所傳遞的功率分別是P2=KW，P3=KW，轉(zhuǎn)速分別是ndd考慮到小齒輪軸端安裝大帶輪，大齒輪軸端安裝聯(lián)軸器（選用承載能力較高的剛性聯(lián)軸器），均有一鍵槽，故將最小軸徑增大5%。d11=小齒輪軸最小直徑取標準直徑系列（表16-3），為d11大齒輪軸最小直徑考慮聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸，根據(jù)傳遞的扭矩T3=N?m，從《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》附錄7的表2，選用型號為××，其孔徑要求為4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（d11d12ddddddd圖3小齒輪軸結(jié)構(gòu)草圖參考一般減速器結(jié)構(gòu)，將小齒輪對稱分布在兩端軸承中部，齒輪用軸環(huán)、套筒軸向定位，用平鍵和過盈配合（H7/r6）作周向固定。右端軸承用軸肩和過渡配合（H7/k6）固定內(nèi)套圈；左端軸承用套筒和過渡配合（H7/k6）固定內(nèi)套圈；軸承外圈用軸承蓋定位。帶輪用平鍵、軸肩、軸承擋圈固定。因軸轉(zhuǎn)速較高，且只承受徑向載荷，故選取深溝球軸承。（2）大齒輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計dddddddd圖4大齒輪軸結(jié)構(gòu)草圖大齒輪對稱分布在兩端軸承中部，齒輪用軸環(huán)、套筒軸向定位，用平鍵和過盈配合（H7/r6）作周向固定。左端軸承用軸肩和過渡配合（H7/k6）固定內(nèi)套圈；右端軸承用套筒和過渡配合（H7/k6）固定內(nèi)套圈；軸承外圈用軸承蓋定位。聯(lián)軸器用平鍵、軸肩、軸承擋圈固定。同樣選取深溝球軸承。4.4確定軸的各段直徑（1）小齒輪軸各段直徑小齒輪軸兩軸承選同一型號，兩段直徑相同，軸做成階梯型。d軸肩處：d取為標準直徑d軸承段直徑應(yīng)比d12大，初步選用×××型d齒輪段軸徑應(yīng)為標準直徑，且比軸承段直徑大，取為：d軸環(huán)處直徑：d取為：d根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》附錄5的表5，確定：d（2）大齒輪軸各段直徑大齒輪軸兩軸承選同一型號，兩段直徑相同，軸做成階梯型。d軸肩處：d取為標準直徑：d軸承段直徑應(yīng)比d22大，初步選用×××型d齒輪段軸徑應(yīng)為標準直徑，且比軸承段直徑大，?。篸軸環(huán)處直徑：d取為：d根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》附錄5的表5，確定：d小齒輪軸各階梯軸直徑列表如下：名稱dddddd直徑mm大齒輪軸各階梯軸直徑列表如下：名稱dddddd直徑mm4.5確定軸的各段長度（1）小齒輪軸各段長度小齒輪采用整體式，其寬度為：b1L14應(yīng)比b1短?=1~3mm，取：L齒輪左右端面距離箱體應(yīng)為?1=10~15mm，取軸承外圈內(nèi)側(cè)距離箱體距離?2=5~10mm，取L軸承寬度B3=mm，右端軸承段軸的長度增加1mm，L13=?1+?2+設(shè)端蓋左右端面尺寸：δ=mm，帶輪右端面與端蓋間隙?3=10~15mmL帶輪采用整體式，根據(jù)帶輪根數(shù)和輪槽尺寸（表10-1），確定帶輪寬度：B2=L小齒輪軸各階梯軸長度列表如下：名稱LLLLLLL長度mm（2）大齒輪軸各段長度大齒輪采用整體式，其寬度為b2L24應(yīng)比b2短?=1~3mm，取L齒輪左右端面距離箱體應(yīng)為?1=10~15mm，軸承外圈內(nèi)側(cè)距離箱體距離?2=5~10mm，L軸承寬度B3=mm，左端軸承段軸的長度增加1mm，L23=?1+?2+設(shè)端蓋左右端面尺寸δ=mm，聯(lián)軸器左端面與端蓋間隙?3為10~15mm得：L聯(lián)軸器配合寬度B2=L大齒輪軸各階梯軸長度列表如下：名稱LLLLLLL長度mm小齒輪軸設(shè)計圖如下：大齒輪設(shè)計圖如下：

5軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇5.1軸承的選擇因軸轉(zhuǎn)速較高，且只承受徑向載荷，故選取深溝球軸承。根據(jù)初算軸徑，考慮軸上零件軸向定位和固定，估計初裝軸承處的軸徑并假設(shè)選用輕系列，查表定出滾動軸承型號列表如下：軸號軸承型號基本尺寸mmdDB12QUOTE????=????????????(?????????5.2.1小軸上的鍵（1）帶輪處的鍵查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》選用A型平鍵，根據(jù)軸的直徑d11=mm，帶輪寬度B2平鍵寬度b11=mm，高度?11=mm，標記為“鍵A××；GB/T1096-2003”；根據(jù)表13-11，確定鍵的許用應(yīng)力為σp11其中，鍵的工作長度：l11根據(jù)公式13-22進行強度校核：σ故帶輪處鍵符合強度要求。（2）小齒輪處的鍵查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》選用A型平鍵，根據(jù)軸的直徑d14=mm，小齒輪寬度b1平鍵寬度b14=mm，高度?14=mm，標記為“鍵A××；GB/T1096-2003”；根據(jù)表13-11，確定鍵的許用應(yīng)力為σp14其中，鍵的工作長度：l根據(jù)公式13-22進行強度校核：σ故小齒輪處鍵符合強度要求。5.2.2大軸上的鍵（1）帶輪處的鍵查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》選用A型平鍵，根據(jù)軸的直徑d21=mm，聯(lián)軸器寬度B2平鍵寬度b21=mm，高度?21=mm，標記為“鍵A××GB/T1096-2003”；根據(jù)表13-11，確定鍵的許用應(yīng)力為σp21其中，鍵的工作長度：l根據(jù)公式13-22進行強度校核：σ故聯(lián)軸器處鍵符合強度要求。（2）小齒輪處的鍵查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》選用A型平鍵，根據(jù)軸的直