二级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书.doc-资料库

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目录一课程设计书二设计要求三设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计 V 带和带轮 6. 齿轮的设计 7. 滚动轴承和传动轴的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构的设计 10.润滑密封设计 11.联轴器设计四设计小结五参考资料一. 课程设计书设计课题: 2 2 2 3 4 5 5 6 8 19 26 27 30 30 31 32 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大, 空载起动,卷筒效率为 0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限 8 年(300 天/年),两班制工作,运输容许速度误差为 5%,车间有三相交流,电压 380/220V 1

题号表一: 参数运输带工作拉力（kN）运输带工作速度（m/s）卷筒直径（mm）二. 设计要求 1 2 3 4 5 2.5 2.3 2.1 1.9 1.8 1.0 250 1.1 250 1.2 250 1.3 300 1.4 300 1.减速器装配图一张(A1)。 2.CAD 绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。 3.设计说明书一份。三. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 齿轮的设计 6. 滚动轴承和传动轴的设计 7. 键联接设计 8. 箱体结构设计 9. 润滑密封设计 10. 联轴器设计 1.传动装置总体设计方案: 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： 2

I η2 η3 η1 II η5 Pd Pw III η4 IV 图一:(传动装置总体设计图) 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 3 2 3 1 2 4 ＝0.96× 398.0 × 295.0 ×0.97×0.96＝0.759；选择 V 带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。传动装置的总效率 a  a 5 1 为 V 带的效率, 1 为第一对轴承的效率， 3 为第二对轴承的效率， 4 为第三对轴承的效率， 5 为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为 7 级精度，油脂润滑. 因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。 2.电动机的选择电动机所需工作功率为： P ＝P /η ＝1900×1.3/1000×0.759＝3.25kW, 执行机构的曲柄转速为 n＝ 60v 1000  D =82.76r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比 i ＝2～4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比 i ＝8～40，则总传动比合理范围为 i ＝16～160，电动机转速的可选范围为 n ＝i ×n＝（16～160）×82.76 ＝1324.16～13241.6r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为 Y112M—4 的三相异步电动机，额定功率为 4.0 额定电流 8.8A，满载转速 mn 1440 r/min，同步转速 1500r/min。 3

方案电动机额定型号功率 P ed kw 1 Y112M-4 4 电动机转速 r min 同步满载转速 1440 转速 1500 电动机参考传动装置的传动比重量 N 价格元 470 230 总传动比 16.15 V 带传动 2.3 减速器 7.02 中心高外型尺寸底脚安装尺 L×（AC/2+AD）×HD 寸 A×B 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 D×E 装键部位尺寸 F×GD 132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 3.确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比由选定的电动机满载转速 n 和工作机主动轴转速 n，可得传动装置总传动比为 ai ＝n /n＝ 1440/82.76＝17.40 （2）分配传动装置传动比 ai ＝ 0i ×i 0,i i 分别为带传动和减速器的传动比。式中 1 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取 0i ＝2.3，则减速器传动比为i ＝ 0/ i ia ＝17.40/2.3＝ 7.57 根据各原则，查图得高速级传动比为 1i ＝3.24，则 2i ＝ 1/ i i ＝2.33 4.计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速 nm ＝1440/2.3＝626.09r/min 0/ i n ＝ n ＝626.09/3.24＝193.24r/min 1/ 　� i �n ＝ 2i ＝193.24/2.33=82.93 r/min �n ＝ �n / 4

�n = �n =82.93 r/min （2）各轴输入功率 �P ＝ dp × 1 ＝3.25×0.96＝3.12kW �P ＝ �p ×η2× 3 ＝3.12×0.98×0.95＝2.90kW �P ＝ �P ×η2× 3 ＝2.97×0.98×0.95＝2.70kW �P ＝ �P ×η2×η4=2.77×0.98×0.97＝2.57kW 则各轴的输出功率： �P ＝ �P ×0.98=3.06 kW  �P ＝ �P ×0.98=2.84 kW �P ＝ �P ×0.98=2.65kW �P ＝ �P ×0.98=2.52 kW （3）各轴输入转矩    1T = dT × 0i × 1 N·m 电动机轴的输出转矩 dT =9550 d P =9550×3.25/1440=21.55 N· n m 所以: �T ＝ dT × 0i × 1 =21.55×2.3×0.96=47.58 N·m �T ＝ �T × 1i × 1 × 2 =47.58×3.24×0.98×0.95=143.53 N·m �T ＝ �T × 2i × 2 × 3 =143.53×2.33×0.98×0.95=311.35N·m �T = �T × 3 × 4 =311.35×0.95×0.97=286.91 N·m 输出转矩：  �T ＝ �T ×0.98=140.66 N·m �T ＝ �T ×0.98=305.12N·m �T ＝ �T ×0.98=281.17 N·m �T ＝ �T ×0.98=46.63 N·m    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 输入输出输入输出电动机轴 3.25 21.55 1440 1 轴 2 轴 3 轴 4 轴 3.12 3.06 47.58 46.63 626.09 2.90 2.84 143.53 140.66 193.24 2.70 2.65 311.35 305.12 82.93 2.57 2.52 286.91 281.17 82.93 6.齿轮的设计 5

（一）高速级齿轮传动的设计计算１．齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮（1）齿轮材料及热处理 ① 材料：高速级小齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数 1Z =24 高速级大齿轮选用 45 钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS Z 2 =i×Z 1 =3.24×24=77.76 取 Z 2 =78. ② 齿轮精度按 GB/T10095－1998，选择 7 级，齿根喷丸强化。２．初步设计齿轮传动的主要尺寸 2 ) 1 t 按齿面接触强度设计 (1    d u 3 E ] ZZ H [  H 2 TK 1 t   d  u 确定各参数的值: ①试选 tK =1.6 查课本 215P 图 10-30 选取区域系数 Z H =2.433 由课本 214P 图 10-26  1  78.0  78.0 82.0 2  82.0 6.1 则  ②由课本 202P 公式 10-13 计算应力值环数 N 1 =60n 1 j hL =60×626.09×1×（2×8×300×8） =1.4425×10 9 h N 2 = =4.45×10 8 h #(3.25 为齿数比,即 3.25= ③查课本 203P ④齿轮的疲劳强度极限 10-19 图得：K 1 =0.93 K 2 =0.96 2 Z ) Z 1 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用 202P 公式 10-12 得: [ H ] 1= K HN 1 H S lim 1 =0.93×550=511.5 MPa [ H ] 2 = K HN 2 H S lim 2 =0.96×450=432 MPa 许用接触应力 ] [  H ([  H ] 1   [  H 2/)] 2  511( 5.  432 2/)  471 75. MPa ⑤查课本由 198P 表 10-6 得： EZ =189.8MP a 由 201P 表 10-7 得: d =1 6

T=95.5×10 5 × 1 / nP 1 =95.5×10 5 ×3.19/626.09 =4.86×10 4 N.m 3.设计计算 ①小齿轮的分度圆直径 d t1 3 d 1 t  2 TK 1 t   d u   u (1  ZZ H [  H E ] 2 ) 3 = 86.46.12   6.11  ②计算圆周速度 nd t 1 1 1000 60 　     4 10  24.4 25.3 .2(  8. 433 189  75. 471 2 )  mm53.49 14.3  626 53.49  60  1000  09.  62.1 sm / ③计算齿宽 b 和模数 ntm 计算齿宽 b b= d1 d t 计算摸数 m n =49.53mm 初选螺旋角=14   d t 1 ntm = cos Z 1 53.49  cos 14  00.2 mm  24 b ④计算齿宽与高之比 h 齿高 h=2.25 53.49 b =11.01 = ntm =2.25×2.00=4.50 mm h 5.4  .0 318 1  24  tan 14 =1.903 1 d ⑤计算纵向重合度 tan  =0.318 ⑥计算载荷系数 K 使用系数 AK =1 / sm 根据 62.1 v ,7 级精度, 查课本由 192P 表 10-8 得动载系数 K V =1.07, 查课本由 194P 表 10-4 得 K H 的计算公式: K H = 12.1  6.01(18.0 d 2 ) 2 d +0.23×10 3 ×b =1.12+0.18(1+0.61) ×1+0.23×10 3 ×49.53=1.42 查课本由 195P 表 10-13 得: K F =1.35 查课本由 193P 表 10-3 得: K H = 故载荷系数: FK =1.2 K＝K K K H K H =1×1.07×1.2×1.42=1.82 ⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径 3 d 1=d t1 tKK / =49.53× 82.13 6.1 =51.73 mm 7

⑧计算模数 nm d 1 nm = cos Z 1   73.51 cos 14  09.2 mm  24 4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式 3 2 nm ≥ cos YKT 1  2 Z  a 1 d 2  ( YY F  [  F S  ] ) ⑴ 确定公式内各计算数值 ① 小齿轮传递的转矩＝48.6kN·m 确定齿数 z 因为是硬齿面，故取 z ＝24，z ＝i 传动比误差 i＝u＝z / z ＝78/24＝3.25 Δi＝0.032％ 5％，允许 ② 计算当量齿数 z ＝3.24×24＝77.76 z ＝z /cos ＝24/ cos 3 14  z ＝z /cos ＝78/ cos 3 14  ＝26.27 ＝85.43 ③ 初选齿宽系数按对称布置，由表查得＝1 ④ 初选螺旋角初定螺旋角＝14 ⑤ 载荷系数 K K＝K K K K =1×1.07×1.2×1.35＝1.73 ⑥ 查取齿形系数 Y 和应力校正系数 Y 查课本由 197P 表 10-5 得: 齿形系数 Y ＝2.592 Y ＝2.211 应力校正系数 Y ＝1.596 Y ＝1.774 ⑦ 重合度系数 Y 端面重合度近似为＝[1.88-3.2×（ 1 Z 1 ＝1.655  ）] cos ＝[1.88－3.2×（1/24＋1/78）]×cos14  1 Z 2 ＝arctg（tg /cos ）＝arctg（tg20 /cos14  ）＝20.64690 ＝14.07609 因为＝ /cos ，则重合度系数为 Y ＝0.25+0.75 cos / ＝0.673 8

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