二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书

1、机械设计课程设计带式运输机传动装置（设计人：xxx 学号：xxx）一、设计题目：1二、传动装置总体设计1三、选择电机11计算电机所需功率12确定电机转速：2四、确定传动装置的总传动比和分配传动比：3五、计算传动装置的运动和动力参数：31各轴转速：32各轴输入功率43各轴输入转矩：4六、齿轮的设计：51高速级大小齿轮的设计：52)按齿面接触疲劳强度设计：53)按齿根弯曲强度设计：72低速级大小齿轮的设计：102)按齿面接触疲劳强度设计：103)按齿根弯曲强度设计：12七、减速器机体结构尺寸如下：14八、轴的设计：161高速轴设计：161)初步确定轴的最小直径：162)选择联轴器：163)各轴段直

2、径的确定：172中间轴的设计与校核：181)初步确定轴的最小直径：182)选择轴承：183)各轴段直径的确定：184)校核该轴和轴承：205)键的设计与校核：233低速轴的设计：231)初步确定轴的最小直径：232)选择联轴器：233)各轴段直径的确定：24九、润滑方式的确定：24十、参考资料：2627共28页一、 设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器1 要求：拟定传动关系：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。2 工作条件：（1）连续单向运转；（2）载荷较平稳；（3）两班制；（4）结构紧凑；（5）工作寿命5年。3 设计内容：（1）减速器装配图一张（0号图）；（2）零件图2-3张；（3）设计

3、说明书1份。4 已知条件：运输带卷筒转速， 减速箱输出轴功率二、 传动装置总体设计：1 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下（图2-1）：三、 选择电机1 计算电机所需功率： 查指导书9.1：联轴器的传动效率：0.99每对轴承传动效率：0.98圆柱齿轮的传动效率：0.98卷筒的传动效率：0.96说明：电机至工作机之间的传动装置的总效率：0.833 2 确定电机转速：查指导书14.1：取V带传动比i=24二级圆柱齿轮减速器传动比

4、i=840所以电动机转速的可选范围是：符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000根据电动机所需功率和转速查指导书14.1电动机型号综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，选用电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下：电动机型号额定功率同步转速r/min额定转速r/min重量总传动比Y132M1-64KW100096073Kg50.532.02.0型号HABCDEGKbY132M1-61322161788938803312280hAABBHA2101353156023818515四、 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：分配传动比： 考虑到润

5、滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取，故注：为高速级传动比，为低速级传动比。五、 计算传动装置的运动和动力参数：将传动装置各轴由高速到低速依次定为轴、轴、轴依次为电机与轴，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。1 各轴转速：轴：轴:轴:卷筒轴：2 各轴输入功率：轴：轴:轴:卷筒轴：3 各轴输入转矩：电动机轴的输出转矩为：轴：轴:轴:卷筒轴：运动和动力参数结果如下表：轴名功率P/KW转矩T/Nm转速r/min传动比效率电动机轴3.396010.99轴3.279604.30.96轴3.14223.33.060.96轴3.027310.97卷筒轴2.9373六、 齿轮的设计：1 高速级大小

6、齿轮的设计：1) .定齿轮传动类型、精度等级、材料及齿数（1）传动类型：所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动；（2）精度等级：工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）；（3）材料选择：高速级小齿轮选用40Cr(调质)，齿面硬度为280HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为240HBS，二者硬度差为40HBS；（4）齿数选择：选小齿轮齿数24，大齿轮齿数，取103.（5）选取螺旋角：初选螺旋角为。2) 按齿面接触疲劳强度设计：根据公式：试算（1） 确定公式内的各值： 试选； 由教材图10-30选取区域系数； 由教材图10-26查得，则； 计算小齿轮传递的转矩： 由教材表10

7、-7选取齿宽系数； 由教材表10-6查得材料的弹性影响系数； 由教材图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，达齿轮的接触疲劳极限； 计算应力循环次数： 由教材图10-19取接触疲劳寿命系数； 计算接触疲劳许用应力：取失效率为1%，安全系数s=1，故（2） 计算： 试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得： 计算圆周速度： 计算齿宽b及模数： 计算重合度： 计算载荷系数k：已知使用系数，根据v=1.9m/s，7级精度，由教材图10-8查得动载荷系数，由表10-4查得，由图10-13查得，由表10-3查得，故载荷系数： 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径： 计算模数：3) 按齿根弯曲强度设

8、计：由式：计算（1） 确定计算参数： 计算载荷系数：； 根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数； 计算当量齿数：； 查取齿形系数；由教材表10-5查得； 查取应力校正系数：由教材表10-5查得； 计算弯曲疲劳许用应力：由教材图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；由图10-18取弯曲疲劳寿命系数；取弯曲疲劳安全系数s=1.4，故； 计算大小齿轮的，并加以比较。大齿轮的数值较大。（2） 设计计算：对比计算结果，由齿面疲劳强度计算的法面模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数，于

9、是有取，则，取。（3） 几何尺寸的计算： 计算中心距：将中心距圆整为107mm； 按圆整后的中心距修正螺旋角： 计算大小齿轮的分度圆直径： 计算齿轮宽度：圆整后取； 结构设计：以大齿轮为标准，因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故选用腹板式结构为宜。2 低速级大小齿轮的设计：1) .定齿轮传动类型、精度等级、材料及齿数（1）传动类型：所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动；（2）精度等级：工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）；（3）材料选择：低速级小齿轮选用40Cr(调质)，齿面硬度为280HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为240HBS，二者硬度差为

10、40HBS；（4）齿数选择：选小齿轮齿数24，大齿轮齿数，取73.（5）选取螺旋角：初选螺旋角为。2) 按齿面接触疲劳强度设计：根据公式：试算（3） 确定公式内的各值： 试选； 由教材图10-30选取区域系数； 由教材图10-26查得，则； 计算小齿轮传递的转矩： 由教材表10-7选取齿宽系数； 由教材表10-6查得材料的弹性影响系数； 由教材图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，达齿轮的接触疲劳极限； 计算应力循环次数： 由教材图10-19取接触疲劳寿命系数； 计算接触疲劳许用应力：取失效率为1%，安全系数s=1，故（4） 计算： 试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得： 计算圆周

11、速度： 计算齿宽b及模数： 计算重合度： 计算载荷系数k：已知使用系数，根据v=0.74m/s，7级精度，由教材图10-8查得动载荷系数，由表10-4查得，由图10-13查得，由表10-3查得，故载荷系数： 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径： 计算模数：3) 按齿根弯曲强度设计：由式：计算（4） 确定计算参数： 计算载荷系数：； 根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数； 计算当量齿数：； 查取齿形系数；由教材表10-5查得； 查取应力校正系数：由教材表10-5查得； 计算弯曲疲劳许用应力：由教材图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；由图10-18取

12、弯曲疲劳寿命系数；取弯曲疲劳安全系数s=1.4，故； 计算大小齿轮的，并加以比较。大齿轮的数值较大。（5） 设计计算：对比计算结果，由齿面疲劳强度计算的法面模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数，于是有取，则，取。（6） 几何尺寸的计算： 计算中心距：将中心距圆整为134mm； 按圆整后的中心距修正螺旋角： 计算大小齿轮的分度圆直径： 计算齿轮宽度：圆整后取； 结构设计：以大齿轮为标准，因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故选用腹板式结构为宜。七、 减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式/mm结

13、果/mm箱座厚度一级8二级箱盖厚度一级8二级箱盖凸缘厚度8箱座凸缘厚度8箱座底凸缘厚度p20地脚螺钉直径M16地脚螺钉数目时，n=44轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M8轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）6视孔盖螺钉直径=（0.30.4）6定位销直径=（0.70.8）6，至外箱壁的距离查手册表112221813，至凸缘边缘距离查手册表112201611外箱壁至轴承端面距离=+（510）40大齿轮顶圆与内箱壁距离1.210齿轮端面与内箱壁距离9箱盖，箱座肋厚7轴承端盖外径+（55.5）82（轴）92（轴）110（轴）轴承旁联结螺栓距离82（轴）92（轴）110（轴）

14、八、 轴的设计：1 高速轴设计：已知轴的转速，功率，转矩1) 初步确定轴的最小直径：选取轴的材料为45号钢，调质处理。查教材表15-3取。根据教材公式15-2得：2) 选择联轴器：输入轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故须同时选择联轴器的型号。联轴器的计算转矩，查教材表14-1，考虑到转矩变化很小，故去，则：按照计算转矩应小于联轴器的公称转矩的条件，查手册表8-1，选用HL2型联轴器（）。其轴孔直径d=（2030）mm可满足电动机的轴径要求。故减速器高速轴轴伸出的直径d=20mm。联轴器轴承与端盖齿轮轴轴承3) 各轴段直径的确定：由上图可知，联轴器的

15、孔径d=20mm，长度=52mm，为了满足联轴器的轴向定位要求，-段需制出轴肩，故取段直径。查手册表6-7可选择圆锥滚子轴承，其型号为30205.，装配齿轮段直径，判断是不是作成齿轮轴： 查手册得：得：e=1.85mm3.75mm，故做成齿轮轴。段装配轴承所以，。2 中间轴的设计与校核：已知轴的转速，功率，转矩1) 初步确定轴的最小直径：选取轴的材料为45号钢，调质处理。查教材表15-3取。根据教材公式15-2得：mm2) 选择轴承：中间轴的最小直径显然是安装轴承处的直径。根据最小直径值查手册表6-7可选择圆锥滚子轴承，其型号为30206。3) 各轴段直径的确定：由上图可知，查手册表6-7可选

16、择圆锥滚子轴承，其型号为30205.故。，装配齿轮段直径， 段装配轴承所以，。轴承齿轮2齿轮3轴承105N.m166N.m21N.m14N.m56N.m23N.mMHMV107N.m106N.m167N.m134N.m175N.mMM4) 校核该轴和轴承：（1）轴的校核：已知大齿轮圆周力：径向力：轴向力：小齿轮圆周力：径向力：轴向力：中间轴的受力图如上所示：载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T=134N.m按弯扭合成家和该轴的强度进行校核时，通常只校核该轴上轴承受最大弯矩的扭矩 的截面（即危险截面C）的强度。根据教材式15-5以及表中数据及轴向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取。前

17、面已选择轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得。轴的计算应力故该轴符合要求。（2）轴承寿命的校核： 求轴承上受到的径向载荷和 求两轴承的计算轴向力和对于3000系列的轴承，按教材表13-7，轴承派生轴向力，其中，Y值由手册（GB/T297-1994）查得Y=1.6，故又故轴承2被压紧，轴承3被放松。 求轴承当量动载荷和由手册查得 验算轴承寿命：因为，故按轴承3的受力大小验算故所选轴承符合寿命要求。5) 键的设计与校核：已知大齿轮轴径，参考机械制图表6-16，由于所以取；小齿轮轴径，参考机械制图表6-16，由于所以取。因为齿轮材料为45钢。查教材得。取键长为， 根据挤压强度条件，键的校核为

18、：故键的强度符合要求。所以所选键为: 3 低速轴的设计：已知轴的转速，功率，转矩1) 初步确定轴的最小直径：选取轴的材料为45号钢，调质处理。查教材表15-3取。根据教材公式15-2得：由于该段轴上有键槽，将计算值加大3%，2) 选择联轴器：输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故须同时选择联轴器的型号。联轴器的计算转矩，查教材表14-1，考虑到转矩变化很小，故去，则：按照计算转矩应小于联轴器的公称转矩的条件，查手册表8-1，选用HL2型联轴器（）。其轴孔直径d=（2030）mm可满足电动机的轴径要求。联轴器轴承与端盖齿轮轴承故减速器高速轴轴伸出的直径d=20mm。3) 各轴段直径的确定：由上图可知，联轴器的孔径d=20mm，长