二级渐开式圆柱斜齿轮减速器课程设计说明书

1、摘 要齿轮传动是现在机械中运用最广的一种传动形式。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器用于原动机和工作机或执行机构之间，起匹转速器和传递转矩的作用。齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简单，因而应用极为广泛。本设计讲述了二级圆柱斜齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键连接八大部分内容）。运用inventor软件进行齿轮减速器的绘制，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。关键词：电动机，齿轮，轴，轴承，联轴器Abstract gear drive is now

2、 the most widely used machine in the form of a transmission.The gear, shaft, bearing and a box body. The gear reducer for motor and implement mechanism between, on a speed and torque transmission function.The gear reducer is characterized by high efficiency, long service life, simple maintenance, wh

3、ich has a wide range of applications.The design tells the story of two stage cylindrical helical gear reducer design process.Firstly, the transmission scheme comment, and then the reducers design calculation (including the choice of motor, gear, shaft design structure design, selection and calculati

4、on of rolling bearing, selecting and checking coupling, checking flat key connection of eight parts). using Inventor software for gear reducer gear reducer drawing, complete 2D part drawing and assembly drawing.Key words : motor, gear, shaft, bearing, coupling目 录1 设计任务书 41.1 带式运输机工作原理41.2 工作情况：已知条件4

5、2 选择电动机 42.1 电动机容量42.2 电动机转速的选择53 计算传动装置的运动和动力参数 54 齿轮的设计计算 64.1 高速级传动齿轮的设计64.2 低速级传动齿轮的设计95 轴的设计计算 115.1 输入轴的设计115.2 输出轴的设计135.3 中间轴的设计156 滚动轴承的选择及计算166.1 输入轴滚动轴承计算166.2 输出轴滚动轴承计算177 键联接的选择及校核计算177.1 输入轴键计算177.2 中间轴键计算177.3 输出轴键计算188 联轴器的选择189 减速器附件的选择1910 设计小结20谢辞 21参考文献 211 设计任务书1.1 带式运输机的工作原理带式运

6、输机的传动示意图如图1、电动机2、带传动3、齿轮减速4、轴承5、联轴器、6、鼓轮7、运输带1.2 工作情况：已知条件1.工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35；2.使用折旧期；8年；3.检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4.动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；5.运输带速度容许误差：5%；6.制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。7.运输带工作拉力：4500F/N；运输带工作速度：1.3m/s；卷筒直径：340mm。2 选择电动机2.1 电动机容量(1)卷筒的输出功率(2)电动机输出功率传动装置的总效率式中、为

7、从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。由表查得：联轴器=0.99；滚动轴承=0.99；圆柱齿轮传动=0.95；滚动轴承=0.99；圆柱齿轮传动=0.95；滚动轴承=0.98；联轴器7=0.99；卷筒8=0.99；则=0.990.990.950.990.950.980.990.99=0.841故 =7.372kW2.2 电动机转速的选择由v=1.35m/s 求卷筒转速nwV =1.35 =112.101r/minnd（i1i2in）nw有该传动方案知，在该系统中只有减速器中存在二级传动比i1,i2，其他 传动比都等于1。圆柱齿轮传动比范围为35。所以 所以nd的范围是（896.808，672

8、6.06）r/min，初选为同步转速为1440r/min的电动机电动机型号额定功率/KW满载转速r/min起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132M-47.514402.22.23 计算传动装置的运动和动力参数（1）传动装置总传动比：（2）分配各级传动比：高速级齿轮传动比：低速级齿轮传动比：（3）各轴转速（轴号：电动机轴、输入轴（轴）、中间轴（轴）、输出轴（轴）、卷筒转轴）：电动机轴与输入轴之间的传动比=1，输出轴与卷筒转轴之间的传动比；（4）各轴的输入功率：为电动机轴与输入轴之间的传动效率，为输入轴与中间轴间的传动效率，为中间轴与输出轴间的传动效率，为输出轴与卷筒转轴间的传动效率。、kW（5

9、）各轴的输入转矩： 用公式计算运动和动力参数表项目电动机轴输入轴中间轴输出轴卷筒转轴转速(r/min62112.086112.086功率(kw)7.377.226.796.396.01转矩(N*m)48.8947.88190.9544.4512.1传动比114.243.031效率10.990.950.950.974 齿轮的设计计算4.1 高速级传动齿轮设计（齿轮1、2）（1）选定齿轮精度等级、材料及齿数1） 材料选择： 选择小齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢（正火），硬度为200HBS，二者硬度差为40HBS。2） 初选小齿轮1的齿数，

10、大齿轮2的齿数，v=4m/s。故（2）按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即计算接触疲劳许用应力，取失效率为1%，安全系数S=1（3）计算1） 计算载荷系数K ；。故载荷系数为：2） 试算小齿轮1的分度圆直径圆整为：计算模数计算中心距修正螺旋角因为两者相差不大，故。几何计算（4）按齿根弯曲强度校核1） 计算当量齿数2）查齿形系数3）取弯曲疲劳安全系数S=1.4，计算许用弯曲强度4）计算实际弯曲强度5） 计算实际圆周速度4.2 低速级传动齿轮设计（齿轮3、4）（1） 齿轮选材1）选定齿轮精度等级、材料及齿数低速级传动齿轮速度不高，故选用7级精度。大小齿轮的精度等级、材料与高速级齿轮相同。2

11、）初选小齿轮3的齿数，大齿轮4的齿数，v=2m/s。故（2）按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即1） 计算接触疲劳许用应力，取失效率为1%，安全系数S=12）计算载荷系数K ；。故载荷系数为：3） 试算小齿轮1的分度圆直径圆整为：计算模数计算中心距修正螺旋角因为两者相差不大，故。几何计算（3）按齿根弯曲强度校核 1）计算当量齿数2）查齿形系数3）取弯曲疲劳安全系数S=1.4，计算许用弯曲强度4）计算实际弯曲强度 5）计算实际圆周速度5 轴的设计计算5.1 输入轴的设计（拟定齿轮1的旋向为右旋）1）求输入轴上的功率、转速和转矩2）初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为

12、45钢（调质），取A=110，得。轴伸安装联轴器，考虑补偿轴的可能位移，选用弹性柱销联轴器。联轴器的计算转矩。查机械设计课程设计，综合以上选LH1型弹性柱销联轴器，半联轴器的孔径，即轴伸直径。3）确定齿轮和轴承的润滑因为齿轮圆周速度为v=3.269m/s故采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。4）轴的结构设计1.径向尺寸=20mm，起定位作用，=+2h=23.2mm，标准直径=23.6mm。与轴承内径配合，为便于安装，取=25mm，选定轴承型号为7205c。为便于装配，按标准直径系列，=28.0mm。起定位作用，由h=（0.070.1）d=2.3453.35mm，取h=25mm，=30.5mm。与轴承

13、配合，取=25mm。为轴承轴肩，查机械手册，取=28mm。2.轴向尺寸=（1.21.5）=33.642mm，取=40mm。取轴段=48mm。联轴器LH1J型轴孔=52mm，取轴段长=50mm。与轴承配合的轴段长度如，查轴承宽度为16mm。取挡油板厚为1mm，于是=17mm。3.其余尺寸一般情况，齿轮断面与壁销的距离=5mm；分箱面宽度与分箱面连接螺栓的装拆空间有关，分箱面宽l=5565mm。考虑轴承盖螺钉至联轴器距离=1015mm，初步取=55mm。=+2+20=42mm。轴环宽度=8mm。两轴承中心间的跨距L=100mm。轴的强度校核（1）分度圆直径的d=43.35mm转矩T=47.88齿轮

14、切向力=2T/d=2209N齿轮径向力=426N齿轮轴向力=429N（2）绘制弯矩图（3） 计算返承反力水平平面 垂直平面（4） 水平平面弯矩图b截面 分别校核a和b截面 考虑键槽，实际直径分别为20mm和35mm，强度足够，如所选轴承和键连接等计算后确认寿命和强度均满足，则无需修改。5.2 输出轴的设计（1）求输入轴上的功率、转速和转矩（2）初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），取A=110，得。轴伸安装联轴器，考虑补偿轴的可能位移，选用弹性柱销联轴器。联轴器的计算转矩。查机械设计课程设计，综合以上选LH4型弹性柱销联轴器，半联轴器的孔径，即轴伸直径。（3

15、）确定齿轮和轴承的润滑因为齿轮圆周速度为v=1.22m/s故采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。（4） 轴的结构设计 1）径向尺寸=42.5mm，起定位作用，=+2h=48.3mm，标准直径=50mm。与轴承内径配合，为便于安装，取=55mm，选定轴承型号为7211c。为便于装配，按标准直径系列，=56mm。起定位作用，由h=（0.070.1）d=3.925.6mm，取h=4mm，=64mm。与轴承配合，取=55mm。为轴承轴肩，查机械手册，取=57mm。 2）轴向尺寸=（1.21.5）=67.284mm，取=70mm。取轴段=68mm。联轴器LH4J型轴孔=84mm，取轴段长=82mm。与轴承配合

16、的轴段长度如，查轴承宽度为21mm。取挡油板厚为1mm，于是=22mm。3）其余尺寸一般情况，齿轮断面与壁销的距离=5mm；分箱面宽度与分箱面连接螺栓的装拆空间有关，分箱面宽l=5565mm。考虑轴承盖螺钉至联轴器距离=1015mm，初步取=55mm。=+2+20=42mm。轴环宽度=8mm。两轴承中心间的跨距L=130mm。轴的强度校核（1） 分度圆直径的d=68.84mm转矩T=544.4齿轮切向力=2T/d=15816N齿轮径向力=5859N齿轮轴向力=2997N（2）绘制弯矩图（5） 计算返承反力水平平面 垂直平面（6） 水平平面弯矩图b截面 分别校核a和b截面 考虑键槽，实际直径分别

17、为45mm和56mm，强度足够，如所选轴承和键连接等计算后确认寿命和强度均满足，则无需修改。5.3 中间轴的设计由于时间仓促，中间轴只设计，不进行校核。径向尺寸的确定轴向尺寸的确定6 滚动轴承的选择及计算6.1 输入轴滚动轴承计算对高速轴1上的两轴承进行校核，在前面进行轴的计算时轴承型号为7205C。其基本动载荷=16500N，基本静载荷为10500N。现对它们进行校核。由前面求得的两个轴承所受的载荷分别。可知，轴承1所受载荷大于轴承2，所以对轴承1进行校核。（1）求比值（2）计算当量动载荷（3）验算轴承寿命按轴承最短寿命为所以，所选轴承7205C满足要求。6.2 输出轴滚动轴承计算对低速轴3

18、上的两轴承进行校核，在前面进行轴的计算时轴承型号为7211C。其基本动载荷=52800N，基本静载荷为40500N。现对它们进行校核。由前面求得的两个轴承所受的载荷分别。可知，轴承2所受载荷大于轴承1，所以对轴承2进行校核。（1）求比值（2）计算当量动载荷（3）验算轴承寿命按轴承最短寿命为所以，所选轴承7211C满足要求。7 键联接的选择及校核计算7.1 输入轴键计算（1）对连接齿轮1与轴1的计算一般8以上的齿轮有定心精度要求，应选平键连接。由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A型）。d=28mm所以：b=10，h=8根据轮毂长度参考标准长度，取L=45mm（2）校核键连接的强度所选键满足要

19、求，标记为：键7.2 中间轴键计算（1）对连接齿轮2、3与轴2的计算一般8以上的齿轮有定心精度要求，应选平键连接。由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A型）。所以：根据轮毂长度参考标准长度，取（2）校核键连接的强度所选键满足要求，标记为：键7.3 输出轴键计算（1）对连接齿轮4与轴3的计算一般8以上的齿轮有定心精度要求，应选平键连接。由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A型）。d=56mm所以：b=16，h=10根据轮毂长度参考标准长度，取L=50mm（2）校核键连接的强度所选键满足要求，标记为：键8 联轴器的选择在轴的计算中已选定联轴器型号。输入轴选HL1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1

20、60N.m，半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度为27mm。输出轴选选HL4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250N.m，半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度L=112mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为84mm。9 减速器附件的选择由机械设计（机械设计基础）课程设计选定通气帽M12x1.25，圆形油标M12，外六角油塞及封油垫M14x1.5,箱座吊耳，吊环螺钉M8（GB/T825-88），启盖螺钉M8。箱体的主要尺寸：(1) 箱座壁厚，故取(2) 箱盖壁厚，故取(3) 箱盖凸缘厚度b1=1.5=1.58=12mm(4)箱座凸缘厚度b=1.5=1.58=12mm(5)箱座

21、底凸缘厚度b2=2.5=2.58=20(6)地脚螺钉直径df =0.036a+12=0.036150+12=15.4，故取M16(7)地脚螺钉数目n=4(因为a250)(8)轴承旁连接螺栓直径d1= 0.75df =0.7516= 12mm，故取M12(9)盖与座连接螺栓直径 d2=(0.5-0.6)df =0.5516=8.8mm，故取M8(10)连接螺栓d2的间距L=150-200mm(11)轴承端盖螺钉直d3=(0.4-0.5)df=0.4516=7.2mm，故取M8(12)检查孔盖螺钉d4=(0.3-0.4)df=0.3516=5.6mm，故取M6(13)定位销直径d=(0.7-0.8

22、)d2=0.810=8mm(14)df.d1.d2至外箱壁距离C1对(15) 至凸缘边缘距离：(16)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。(17)外箱壁至轴承座端面的距离:(18)大齿轮顶圆与内箱壁间的距离：，故取10mm(19)齿轮端面与内箱壁间的距离：，故取10mm(20)箱盖，箱座肋厚： (21)轴承端盖外径。D轴承外径对输入轴：对中间轴：对输出轴：(22)轴承旁连接螺栓距离：尽可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉为准，一般取SD2。10 设计小结这次关于带式运输机上的两级圆锥圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认