二级减速箱课程设计说明书

1、江南大学机 械 设 计 课 程 设 计计算说明书设计题目： 带式运输机传动装置（二级直齿轮展开式）学院：机械工程学院专业：机械工程及其自动化 班级：设计者：学号： 指导老师： 设计时间：2013年12月目录 一、设计任务书1 二、总体设计1 1.传动方案示意图1 2.电动机选择计算1 3.传动比2 4.运动动力参数2三、主要传动件的设计与计算4 1.高速级圆柱齿轮传动的设计计算4 2.低速级圆柱齿轮传动的设计计算7 四、链传动的设计12 1确定链轮齿数12 2确定计算功率12 3选择链条型号和节距12 4计算链节数和中心距12 5计算链速，确定润滑方式13 6计算压轴力13 7. 校核运输带的

2、传动比误差13 五、轴的设计和计算131.初步计算轴径132.轴的弯扭合成强度计算143.初步确定轴的最小直径154.求轴上的力和弯矩165.按弯扭合成应力校核轴的强度166.精确校核轴的疲劳强度16 六、轴承寿命校核19 七、键强度校核 19 八、联轴器的选择计算 20九、润滑和密封方式的选择 20十、设计小结 20 十一、参考文献 2121、 设计任务书：设计带式输送装置 原始数据：输送带牵引力；带速;鼓轮直径工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度为35；连续工作，不逆转；载荷为平稳；动力来源电力，三相交流，电压380/220V。中小批量生产， 一般机械工厂；检修间隔期 ，四年一次大修，两

3、年一次中修，半年一次小修；使用8年（每年工作日300天），每日工作2班；总传动比误差不超过±5%二、总体设计1.传动方案示意图：（二级斜齿轮展开式）整体设计计算：2.电动机选择计算（1） 传动装置的总效率 由手册表2-4查得 （2） 工作机所需的功率 （3） 电动机功率Pd 电动机型号Y132S-4 （4） 电动机转速n 滚筒工作转速 电动机转速 符合的有750r/min、1000r/min、1500r/min和3000 r/min 由P额 > Pd 取P额 =5.5KW 方案 电动机型号 额定功率 同步转速 满载转速 额定转矩 轴中心高1 Y160M2-8 5.5 750 7

4、20 2.0 1602 Y132M2-6 5.5 1000 960 2.0 1323 Y132S-4 5.5 1500 1440 2.2 1324 Y132S1-2 5.5 3000 2900 2.0 132 选取方案3 选n=1500 r/min 电动机轴直径38mm3. 传动比 1总传动比 2分配 取 则 4. 运动动力参数 1 各轴转速 满载时圆筒 2 各轴输入功率 轴 轴 轴 卷筒轴 轴输出功率=输入功率×轴承 =0.99×Pn 3 各轴输入扭矩（N·m） 电动机 轴 轴 轴 卷筒轴 输入扭矩 三、主要传动件的计算与设计 1、 齿轮传动的设计计算（1）第一

5、对齿轮 a）选择齿轮类型、精度等级、材料 选用直齿圆柱齿轮传动。 减速器为一般机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。 材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 选小齿轮齿数为，为了使各个相啮合齿对磨损均匀，传动平稳，应与互质，则取。 b）按齿面接触强度设计 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 2）计算小齿轮传递的力矩 3）由表10-7选取齿宽系数 4）由表10-6查得材料的弹性影响系数 5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲

6、劳强度极限。 6）计算应力循环次数 7）由图10-19取接触疲劳寿命系数 8）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为，安全系数 计算 1）计算小齿轮分度圆直径，代入中较小值 2）计算圆周速度 3）计算尺宽 4）计算尺宽与齿高之比 模数 齿高 5）计算载荷系数 根据，7级精度，查图10-8得动载荷系数 直齿轮， 由表10-2查得使用系数 由表10-4用插值法查得 由，查图10-13得 故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径 7）计算模数 c）按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为 确定公式内的各计算数值 1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。 2

7、）由图10-18取弯曲疲劳寿命。 3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 4）计算载荷系数 5）查取齿形系数 由表10-5查得 6）查取应力校正系数 由表10-5查得 7）计算大小齿轮的,并加以比较大齿轮的数值大。 设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度设计的模数m大于由弯曲疲劳强度设计的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强度算的模数1.3167并取圆整值1.5mm，按接触疲劳强度算的分度圆直径d1=48.03mm，算出小齿轮齿数，大齿轮齿数 取。这样设计出的齿轮传动，既满

8、足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并避免了材料的浪费。 d）几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 2）计算中心距 3）计算齿轮宽度 取 （2）第二对齿轮 a）选择齿轮类型、精度等级、材料 选用直齿圆柱齿轮传动。 减速器为一般机器，速度不高，故选用8级精度（GB10095-88）。 材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 选小齿轮齿数为，为了使各个相啮合齿对磨损均匀，传动平稳，应与互质，则取。 b）按齿面接触强度设计 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 2）计算小齿轮

9、传递的力矩 3）由表10-7选取齿宽系数 4）由表10-6查得材料的弹性影响系数 5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。 6）计算应力循环次数 7）由图10-19取接触疲劳寿命系数 8）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为，安全系数 计算 1）计算小齿轮分度圆直径，代入中较小值 2）计算圆周速度 3）计算尺宽 4）计算尺宽与齿高之比 模数 齿高 5）计算载荷系数 根据，8级精度，查图10-8得动载荷系数 直齿轮， 由表10-2查得使用系数 由表10-4用插值法查得 由，查图10-13得 故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径 7）计算

10、模数 c）按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为 确定公式内的各计算数值 1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。 2）由图10-18取弯曲疲劳寿命。 3）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 4）计算载荷系数 5）查取齿形系数 由表10-5查得 6）查取应力校正系数 由表10-5查得 7）计算大小齿轮的,并加以比较大齿轮的数值大。 设计计算 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度设计的模数m大于由弯曲疲劳强度设计的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯

11、曲强度算的模数1.9879并取圆整值2mm，按接触疲劳强度算的分度圆直径d1=81.44mm，算出小齿轮齿数，大齿轮齿数 取。这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并避免了材料的浪费。 d）几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 2）计算中心距 3）计算齿轮宽度 取 各齿轮参数列表如下齿轮IIIIIIIV分度圆直径/mm48262.582360模数/mm1.51.522传动比5.4754.38宽度/mm53488782中心/mm155.25221齿顶圆直径/mm51265.586364齿根圆直径/mm44.25258.7577355 四、链传动的设计 （1）选择链

12、轮齿数 小链轮齿数， 大链轮的齿数，取57。 （2）确定计算功率 由表9-6查得，由图9-13查得，单排链，则计算功 率为 （3） 选择链条型号和节距 根据，查图9-11，可选20A-1，查表9-1，链条节距 （4）计算链节数和中心距 初选中心距。 取，相应的链长节数为 取链长节数。 查表9-7得中心距计算系数，则链传动的最大中心距为 （5）计算链速，确定润滑方式 由和链号20A-1，查图9-14可知应采用滴油润滑。 （6）计算压轴力 有效圆周力为： 链轮水平布置时的压轴力系数，则压轴力为 （7）校核运输带的传动比误差 故满足要求。五、轴的设计和计算 1.初步计算轴径轴的材料选用常用的45钢当

13、轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式为： 1，3轴为外伸轴，初算轴径作为最小直径，应取较小的A值；2轴为非外伸轴，初算轴径作为最大直径，应取较大的A值；查表15-3，取A1=A3=110，A2=120。 对于直径小于100mm的轴，有两个键槽时，轴径应增大10%15%。因此， 查课本,选取 Y132S-4的轴直径为38mm选用联轴器孔径与之相适应LX3，许用转速4750r/min,许用转矩1250，计算转矩小于联轴器公称转矩, 所以轴的最小直径为=16.962mm. 2.轴的弯扭合成强度计算， ， 求作用在齿轮上的力齿

14、轮IV 初步确定轴的最小直径先按式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调制处理。根据表15-3，取=110，于是得 求轴上的力和弯矩按脉动循环应力考虑，取=0.62）按弯扭合成应力校核轴的强度由d=60mm，可得，轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1得，故安全。3. 精确校核轴的疲劳强度（1）判断危险截面截面B的左侧即受扭矩又受弯矩，B右侧至C只受弯矩，从受载的情况看，截面B上的应力最大，但轴环和套筒靠近齿轮截面处的应力集中严重。综上，该轴只需校核该截面左右两侧即可。（2）截面左侧 抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面左侧的弯矩M截面上的扭矩 截面上的弯曲应力 截面上的扭转

15、切应力 轴的材料为45号钢，调质处理，由表15-1查得。因 ， 查表3-2经插值后得 , 查图3-1可得轴的材料的敏性系数为 ， 故有效应力集中系数由附图3-2的尺寸系数；由附图3-3的扭转尺寸系数。按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为 轴未经表面强化处理，即，则： 碳钢的特性系数取0.1 取0.05；于是： （3）截面右侧 抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面右侧的弯矩M为 截面IV上的扭矩 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力过盈配合处的，由附表3-8用插值法求出，并取，于是得=3.5312， 轴的材料为45号钢，调质处理，由表15-1查得。轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量因素为。故得

16、综合系数为， 于是计算安全系数值，按式（15-6）（15-8）则得故该轴在截面右侧的强度也是足够的。综上，轴的设计，键的选择，轴承的选择都是合理的。六滚动轴承的选择计算 1.轴上的轴承的选择和寿命计算选择角接触球轴承的型号为7011AC，主要参数如下：d×D×B=55×90×18基本额定静载荷 Co=29.2kN基本额定动载荷 C =35.2 kN极限转速 Vmax=8000 r / min1） 径向力2） 轴向力3） 当量载荷，查表13-5，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为4） 轴承寿命的校核 故满足要求。七键强度的校核键、轴和轮毂的材料

17、都是钢，由表6-2查得许用挤压应力=150MPa。八小链轮上的键键的工作长度l=L-b/2，因为， 故所选键的强度满足要求。九联轴器的选择1) 型号选择根据计算转距，选择弹性柱销联轴器LX3型主要参数如下：公称扭距 （满足要求）许用转速 （满足要求）轴孔直径 轴孔长度 十润滑因为是展开式齿轮减速器，且其传动的圆周速度，故齿轮采用浸油润滑，取浸油深度h=12mm；大、小直齿圆柱齿轮采用飞溅润滑；润滑油使用50号机械润滑油。 采用油池浸油润滑，齿轮浸入油池一定深度，齿轮运转时就把油带到啮合区，同时也甩到箱壁上，借以散热。 轴承采用润滑脂润滑，因为轴承转速v<1500r /min，所以选择润滑

18、脂的填入量为轴承空隙体积的1/2。滚动轴承的装脂量一般以轴承内部空间溶剂的1/3-2/3为宜。且不易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长的一段时间。十一设计小结 通过这段时间的设计二级减速箱，我收到了意想不到的成果；首先，我一直以来的课程学习并没有让我有很多的关于机械方面的认知，如此的坚持下来，我应用所学和查找资料解决了一系列的问题，包括，轴承传动的效率不能忽略，对于齿轮强度的计算是本次设计的基础等等问题。其次，我在老师的指导同学的帮助下，我收获了对于自己的肯定，开始的艰难起步，到后来的渐进佳境，我信心增加的同时，也找到了设计的基本的流程，顺风顺水起来。 感谢这次的课程设计，我能够在坚持中，熟悉的使用CAD和WORD的各种功能，熟悉了齿轮的强度计算，轴的强度校核，各种参数的计算选择。每一步都与设计的好坏以及机械零件的