同轴式二级齿轮减速器设计说明书

1、燕山大学机械设计课程设计说明书题目： 带式输送机传动装置 目录一传动方案的拟定3二电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算31.原始数据32. 电动机的选择3三传动零件的设计计算71第一级圆柱齿轮设计72第二级圆柱齿轮设计11四轴的设计和计算及校核161.轴的计算162.轴的校核18五轴承的选择校核21六键的选择及校核221键的选择232键的强度计算23七联轴器的选择24八润滑和密封说明241.润滑说明242.密封说明24九拆装和调整的说明25十. 减速器附件25十一设计小结26十二参考资料26燕山大学课程设计说明书 设计及计算过程结果一传动方案的拟定由题目所知传动机构类型为：同轴式圆柱两级齿

2、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：共三根轴，每根轴直径依次增大，利用圆柱齿轮进行传动，考虑到输入轴和输出轴在同一轴线，则取两级的传动比基本一样。二电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算1.原始数据传输带牵引力F=1609N传输带工作速度V=0.62m/s滚筒直径D=0.25m2. 电动机的选择 确定电机容量 工作机的功率其中为卷筒效率；传动装置总效率a=(1)2×2× 3× (4)4式中1为联轴器的效率1=0.99（刚性联轴器），2为第一级圆柱齿轮传动效率（8级精度）2=0.97 , 3为第二级圆柱齿轮传动效率（8级精度）3=0.97

3、，4为轴承效率（滚动轴承）4=0.98；电动机计算公式和有关数据皆引自机械设计课程设计指导手册第9页第11页、第119页传输带牵引力F=16609N传输带工作速V=0.62m/s滚筒直径D=0.25m=1.22kW 设计及计算过程结果则有a=0.970.97=0.851故电动机输出功率 Pd=Pw / a=1.039/0.851=1.22kW 选电动机的转速工作机转速按推荐的传动比合理范围，二级同轴式圆柱齿轮减速器故电动机转速的可选范围为符合 这一范围的同步转速有750r/min 、1000r/min、1500r/min。综合考虑电动机和传动装置尺寸的重量、价格、功率等因素，决定选用同步转速为

4、940r/min的电动机，型号为Y100L-6。其额定功率P=1.5Kw>Pd，满载转速为940r/min。 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、卷筒轴，并设i1、i2为相邻两轴间的传动比，为相邻两轴间的传动效率。 总传动比分配由于所设计减速器为同轴式 则根据要求取 则i1=。 各轴转速：轴 设计及计算过程结果轴 轴 卷筒轴 各轴输入功率：轴 轴 轴 卷筒轴 各轴输入转矩：轴 轴 轴 卷筒轴 运动和动力参数计算结果整理于下表：结果轴号功率P/kw转矩T/（N·m）转速n/(r·min)传动比i效率电机轴1.5012.3994010

5、.99轴1.2112.279404.4780.98轴1.1551.90211.244.4780.97轴1.07219.5547.4710.97卷筒轴0.91213.0047.47三传动零件的设计计算运动和动力参数齿轮计算公式和有关数据皆引自机械设计第76页第98页z1=23z2=103i=4.458级精度 设计及计算过程结果1第一级圆柱齿轮设计 选择材料，精度及参数 选取齿轮的材料热处理方法及齿面硬度由表选择小齿轮材料为45钢，调质，硬度为240HBS，大齿轮选用45钢，正火，硬度为200HBS，二者材料硬度差为40HBS。合适 选取齿数选小齿轮齿数z1=23，大齿轮齿数z2=4.45

6、5;z1=102.35圆整为z2=103 精度等级：按GB/T10095，初选8级精度。 选取螺旋角，初选螺旋角齿宽系数=1.0，轴承相对齿轮不对称布置. 按齿面接触疲劳强度设计，有公式 确定载荷系数K使用系数KA=1估计圆周速度v=5m/svz1/100=1.15m/s动荷系数KV=1.08z1=23z2=103i=4.458级精度 设计及计算过程结果齿向载荷分布系数=1.09齿间载荷分配系数=1.45 节点区域系数=2.42重合度系数因>1取=1， 螺旋角系数 弹性系数=189.8 接触疲劳强度极限应力=590MPa =470MPa 设计及计算过程结果计算应力循环次数N1=60n2j

7、Ln=60211.24(63008)=2.19108N2= N1/u2=2.19108/4.45=4.89107寿命系数KHN1= 1.0KHN2=1.02计算接触疲劳许用应力, 取失效概率为1%,安全系数S=1取469.2MPa试算小齿轮分度圆直径由上列计算公式得 计算圆周速度修正载荷系数按vz1/100=0.5379×23/100=0.1241查得=1.01校正 计算法向模数 设计及计算过程结果 取 计算中心距圆整取a=165mm按圆整后的中心距修正螺旋角值改变不多，故、等值不必修正。计算分度圆直径计算齿轮宽度圆整取 校核齿根弯曲疲劳强度 重合度系数=0.25+0.75/=0.2

8、5+0.75/1.71=0.69 螺旋角系数=1-=a=165mmd1=60.24d2=269.76 设计及计算过程结果 计算当量齿数 查取齿形系数，查取应力修正系数 查得，计算弯曲疲劳极限应力及寿命系数寿命系数按，分别查得计算弯曲疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数SH=1计算弯曲应力该方案合理 设计及计算过程结果 2.第二级圆柱齿轮设计 a 对于第二对齿轮材料，精度及参数和第一对齿轮相同 取 大齿轮宽度为 b3=2/3b=40mm 则b4=46mm b 校核齿根弯曲疲劳强度 计算弯曲疲劳极限应力及寿命系数寿命系数按，分别查得计算弯曲疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数SH=1计算弯

9、曲应力 设计及计算过程结果e. 校核齿面接触疲劳强度 该方案合理。四轴的设计和计算及校核1.轴的计算 高速轴1的计算.估算轴径d1,参考式（10-2），取C=112（假设轴材料为45号钢），.绘出高速轴1的结构轮廓，小齿轮的分度圆直径60mm，齿根圆直径57.7mm，联接联轴器的轴径22mm，小齿轮的根径小，采用齿轮轴结构。.齿轮轴有轴向力，采用角接触轴承7006C。综合考 虑联轴器、轴承与轴的定位，轴承与小齿轮之间的轴径采用37mm。左轴承内圈用轴用轴节端面定位。轴2的计算 .估算轴径d2,参考式（10-2），取C=108（假设轴材料为45号钢），.绘出小斜圆柱齿轮、大斜齿圆柱齿轮的结构轮廓

10、。小斜齿轮分度圆直径60.24mm，齿顶圆直径64.23mm，安装轴承处的轴直径最小30mm，齿轮根径小，采用齿轮轴结构。大圆柱斜齿轮采用平键，轮毂长度取40mm，采用轴承加套筒定位。.斜齿轮有轴向力，拟采用7006C型角接触轴承，结构尺寸见图。综合考虑定位要求，轴承内径30mm,轴承与大斜齿轮之间用套筒定位，套筒内径30mm。为了定位准确，大斜齿轮的端面超出轴的端面2mm 图1 轴1结构图 轴的计算公式和有关数据皆引自机械设计第142页第156页 设计及计算过程结果图2 轴2结构图输出轴的计算.估算轴径d3,参考式（10-2），取C=112（假设轴材料为45号钢），.绘出大斜齿圆柱齿轮的结构

11、轮廓。斜齿轮分度圆直径269.76mm，齿顶圆直径274.00mm，轴径45mm，采用齿轮和轴分开的结构。斜齿轮采用模锻，轮毂长度60mm。.拟采用7008C型角接触轴承，结构尺寸见图。综合考虑定位要求，轴承内径40mm,轴承与斜齿轮之间用套筒定位。为了定位准确，斜齿轮的端面超出轴的端面3mm。 设计及计算过程结果图3 输出轴结构图2.轴的校核 求作用在齿轮上的力，轴上的弯距、扭距，并作图，齿轮上的作用力：转矩T3=219.55N·m圆周力径向力轴向力受力图如下 设计及计算过程结果(2)计算轴承支反力水平面 垂直面 (3)截面最大弯矩处为危险截面，对此截面进行校核轴的材料选用45钢调

12、质，由表10-5所列公式可求的疲劳极限由式得0.11，求截面的应力中 ， 设计及计算过程结果 .求截面的有效应力集中系数 因在此截面处有轴直径的变化，过渡圆角半径r=2mm，其应力集中可由表10-9查得D/d=50/45=1.11，r/d=2/45=0.044由查得， e.求表面状态系数及尺寸系数 由表10-13查得0.92由表10-14查得，求安全系数 因此轴的强度满足要求五轴承的选择校核 轴承为GB/T 292-1994 7008C C=19000 C0=14500 n=53001）寿命计算，计算内部轴向力轴承计算公式和有关数据皆引自机械设计第159页第181页 设计及计算过程结果 S=F

13、r/2Y 由表11-4知7008C （e=0.4）S=0.4Fr ，则轴承被压紧，轴承被放松计算当量动载荷由表11-7 取f=1.2，由表11-6 ，计算寿命，取中较大的值代入寿命计算公式 选用的该轴承符合要求 六键的选择及校核Lh10=283995h 设计及计算过程结果1键的选择.轴键槽轮毂处部分的轴径为45mm，选择普通圆头平键,键.联轴器轴段轴颈为30mm，选择普通圆头平键键2键的强度计算假定载荷在键工作面上均匀分布，普通平键联接强度条件为 查表6-2得，钢材料在静载荷下的许用挤压应力为125150MPa，所以取(1)1键的强度计算 所以 满足强度条件(2)2键的强度计算键14×

14、;50键10×50 设计及计算过程结果所以 满足强度条件七联轴器的选择1.高速轴轴端联轴器的选择高速轴轴端直径选择R为22mm，采用刚性固定式联轴器（GB/T 5843-2003），型号为GYS2，材料为钢，轴孔长度38mm，额定转矩T为63N·m，许用转速10000r/min。2.输出轴轴端联轴器的选择输出轴轴端直径30mm，由于载荷平稳，选用刚性联轴器(GB/T 5843-2003)，型号为GYS4，轴孔直径30mm，材料为钢，轴孔长度为56mm，额定转矩T 为224 N·m，许用转速为9000r/min。八润滑和密封说明1.润滑说明此减速器最大圆周速度较大因

15、此整体采用油雾润滑。2.密封说明 设计及计算过程结果在试运转过程中，所有联接面及轴伸密封处都不允许漏油。剖分面允许涂以密封胶或水玻璃，不允许使用任何垫片。轴伸处密封应涂上润滑脂。橡胶油封应注意按图纸所示位置安装。九拆装和调整的说明1.装配前，所有零件用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，机体内不许有任何杂质存在，内壁涂上不被机油侵蚀的涂料两次；2.啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16m，铅丝不得大于侧隙的四倍3.用途色法检验斑点。按齿高接触斑点55%；按齿长接触斑点为50%。必要时可用研磨或刮后研磨以便改善接触情况；4.轴承端盖应与轴承外端面留有0.25-0.4mm的轴承间隙；5.检查减速器剖分面、各接

16、触面及密封处，均不许漏油。剖分面允许涂密封油漆或水玻璃，不允许使用任何额填料；6.机座内装HJ-50润滑油至规定高度;7.表面涂灰色油漆。十. 减速器附件1.为了拆卸和搬运，箱盖上铸有吊钩。2.减速器箱顶部开窥视孔，以便检查传动件的啮合情况，并有足够大小以便手能深入操作。3.放油孔在油池最低处，安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，放油孔处的箱壁外侧铸有凸台，用螺塞塞住，并加封油圈密封。4.油标尺放置于便于观察减速器油面之处，油孔位置在油面以上，以免油溢出。 设计及计算过程结果5.在箱盖顶部装有通气器，由于减速器在室内使用，选用带孔螺钉制成，使箱壁内热膨胀气体自由溢出，以保证箱体内外压力平衡，提

17、高箱体的密封性能。6.选用型号为GB/T 5782-2000型号的螺栓作为起盖螺栓，螺纹长度大于机盖联接凸缘的厚度。7.为了保证剖分式箱体的轴承座孔的加工及装配精度，在箱体联接凸缘的两端各安装一个圆锥定位销，其厚度大于减速器箱体凸缘的总厚度以便于拆卸。十一设计小结在此次机械设计课程设计里，是我在大学所学到的知识得到了充分的应用，在实践中，我对理论知识更加深刻同时我也体会到，这些知识的应用方法，同时我也充分体会到自己在以前学习的不足，没有将知识与实际充分的结合，是我学习的一大不足。经过这次课程设计，材料力学、机械原理、互换性、画法几何与机械制图等都得到了充分的应用，使我对这些知识加深了理解。同时

18、也让我对机械产生更加浓厚的兴趣。课程设计虽然很辛苦，但同时也夹杂着许多的快乐，每天从上午到晚上，虽然任务繁重，但是非常的充实与满足，当设计完成时，心里非常的开心与激动。同时在此次设计中我也学到了不少的东西，了解到设计的大概过程，也让我对一些制图软件应用的更加熟练。总之，在此次机械设计的课程设计中我受益匪浅。十二参考资料1. 机械设计课程设计指导手册 韩晓娟 主编 北京：中国标准出版社 20092. 机械设计手册 成大先 主编 北京：化学工业出版社 20083. 机械原理 安子君 主编 北京：国防工业出版社 2009 设计及计算过程结果4. 机械设计 周玉林 许立忠主编 北京：中国标准出版社 20095. 画法几何与机械制图 贾春玉 郑长民 主编 北京：中国标准出版