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1、机械设计（论文）说明书题 目：二级直齿圆柱齿轮减速器系 别： XXX 系专 业： 学生姓名：学 号：指导教师：职 称：二零一二年五月一日目 录第一部分 课程设计任务书-3第二部分 传动装置总体设计方案-3第三部分 电动机的选择-4第四部分 计算传动装置的运动和动力参数-7第五部分 齿轮的设计-8第六部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计-17第七部分 键连接的选择及校核计算-20第八部分 减速器及其附件的设计-22第九部分 润滑与密封-24设计小结-25参考文献-25第一部分 课程设计任务书一、设计课题：设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱直齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起
2、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 10 年(300 天/年),1 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。二. 设计要求:1.减速器装配图一张(A1 或 A0)。2.CAD 绘制轴、齿轮零件图各一张(A3 或 A2)。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. 润滑密封设计第二部分 传动装置总体设计方案1.组成：传动装置
3、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：考虑到总传动比不大，确定其传动方案如下：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。选择二级圆柱直齿轮减速器（展开式） 。计算传动装置的总效率 a:a=0.9830.9720.9920.96=0.831 为轴承的效率, 2 为齿轮啮合传动的效率, 3 为联轴器的效率, 4 为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率） 。第三部分 电动机的选择1 电动机的选择皮带速度 v:v=0.9m/s工作机的功率 pw:pw= 1.8 KWFV1000
4、= 20000.91000 =电动机所需工作功率为:pd= 2.17 KWp a = 1.80.83 =执行机构的曲柄转速为:n = 57.3 r/min601000V D = 6010000.9 300 =经查表按推荐的传动比合理范围，二级圆柱斜齿轮减速器传动比 ia=840，电动机转速的可选范围为 nd = ian = (840)57.3 = 458.42292r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，选定型号为Y132S-8 的三相异步电动机，额定功率为 2.2KW,满载转速 nm=710r/min，同步转速 750r/min。2 确定传动装置的总传动比和分
5、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:ia=nm/n=710/57.3=12.4（2）分配传动装置传动比:取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:i12 = 1.3ia = 1.312.4 = 4.01则低速级的传动比为:i23 = 3.09iai12 = 12.44.01 =第四部分 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:nI = nm = 710 = 710 r/minnII = nI/i12 = 710/4.01 = 177.1 r/minnIII = nII/i23 = 177.1/3.09 = 57.3 r/minnI
6、V = nIII = 57.3 r/min（2)各轴输入功率:PI = Pd = 2.170.99 = 2.15 KWPII = PI = 2.150.980.97 = 2.04 KWPIII = PII = 2.040.980.97 = 1.94 KWPIV = PIII = 1.940.980.99 = 2.04 KW则各轴的输出功率：PI = PI0.98 = 2.11 KWPII = PII0.98 = 2 KWPIII = PIII0.98 = 1.9 KWPIV = PIV0.98 = 2 KW(3)各轴输入转矩:TI = Td电动机轴的输出转矩:Td = = 29.2 Nm955
7、0pn 95502.17710 =所以：TI = Td = 29.20.99 = 28.9 NmTII = TIi12 = 28.94.010.980.97 = 110.2 NmTIII = TIIi23 = 110.23.090.980.97 = 323.7 NmTIV = TIII = 323.70.980.99 = 314.1 Nm输出转矩为：TI = TI0.98 = 28.3 NmTII = TII0.98 = 108 NmTIII = TIII0.98 = 317.2 NmTIV = TIV0.98 = 307.8 Nm第六部分 齿轮的设计（一） 高速级齿轮传动的设计计算1 齿轮材
8、料、热处理及精度：考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故选用二级展开式圆柱直齿轮减速器，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面。材料：高速级小齿轮选用 45 号钢调质，齿面硬度为小齿轮：250HBS。高速级大齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为大齿轮：200HBS。取小齿齿数：Z 1 = 21，则：Z2 = i12Z1 = 4.0121 = 84.21 取：Z 2 = 842 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：d 32KT u1u (ZZ )确定各参数的值:1) 试选 Kt = 1.22) T1 = 28.9 Nm3) 选取齿宽系数 d = 14) 由表 8-5 查得材料的弹性影响系数
9、ZE = 189.8 MPa5) 由图 8-15 查得节点区域系数 ZH = 2.56) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限: Hlim1 = 610 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限: Hlim2 = 560 MPa。7) 计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N 1 = 60nkth = 6071011030018 = 1.02齿轮应力循环次数：N 2 = 60nkth = N1/u = 1.02109/4.01 = 2.551088) 由图 8-19 查得接触疲劳寿命系数:K HN1 = 0.88,KHN2 = 0.919) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为 1%,安全系数 S=1,得:H1
10、 = = 0.88610 = 536.8 MPaKSH2 = = 0.91560 = 509.6 MPaKS许用接触应力:H = (H1+H2)/2 = (536.8+509.6)/2 = 523.2 MPa3 设计计算:小齿轮的分度圆直径:d 1t:d 32KT u1u (ZZ )= = 53 mm322.528.910001 4.01+14.01 (2.5189.8523.2 )4 修正计算结果：1) 确定模数：mn = = = 2.52 mmdZ 5321取为标准值:3 mm。2) 中心距：a = = = 157.5 mm(Z+Z)m2 (21+84)323) 计算齿轮参数：d1 = Z
11、1mn = 213 = 63 mmd2 = Z2mn = 843 = 252 mmb = dd 1 = 63 mmb 圆整为整数为：b = 63 mm。4) 计算圆周速度 v:v = = = 2.34 m/s dn601000 3.1463710601000由表 8-8 选取齿轮精度等级为 9 级。5 校核齿根弯曲疲劳强度：(1) 确定公式内各计算数值：1) 由表 8-3 查得齿间载荷分配系数：K H = 1.1，K F = 1.1；齿轮宽高比为：= = = 9.33bh b(2hs(*,a)+cs(*,)m 63(21+0.25)3求得:K H = 1.09+0.26d2+0.3310-3b
12、 = 1.09+0.260.82+0.3310-363 = 1.37，由图 8-12 查得：K F = 1.342) K = KAKVKFKF = 11.11.11.34 = 1.623) 由图 8-17、8-18 查得齿形系数和应力修正系数：齿形系数:Y Fa1 = 2.73 YFa2 = 2.23应力校正系数:Y Sa1 = 1.57 YSa2 = 1.774) 由图 8-22c 按齿面硬度查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为：Flim1 = 245 MPa Flim2 = 220 MPa5) 同例 8-2：小齿轮应力循环次数:N 1 = 1.02齿轮应力循环次数:N 2 = 2.551086
13、) 由图 8-20 查得弯曲疲劳寿命系数为：KFN1 = 0.85 KFN2 = 0.877) 计算弯曲疲劳许用应力，取 S=1.3，由式 8-15 得：F1 = = = 160.2KS 0.852451.3F2 = = = 147.2KS 0.872201.3= = 0.02675YY 2.731.57160.2= = 0.02681YY 2.231.77147.2大齿轮数值大选用。(2) 按式 8-23 校核齿根弯曲疲劳强度：mn32KT ZYY = = 1.79 mm321.6228.910000.026811211.793 所以强度足够。(3) 各齿轮参数如下：大小齿轮分度圆直径：d1
14、 = 63 mmd2 = 252 mmb = dd1 = 63 mmb 圆整为整数为：b = 63 mm圆整的大小齿轮宽度为：b 1 = 68 mm b2 = 63 mm中心距：a = 157.5 mm，模数：m = 3 mm（二） 低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，故选用二级展开式圆柱直齿轮减速器，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面。材料：高速级小齿轮选用 45 号钢调质，齿面硬度为小齿轮：250HBS。高速级大齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为大齿轮：200HBS。取小齿齿数：Z 3 = 24，则：Z4 = i23Z3 = 3.0924 = 74.16 取：Z 4 = 742 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：d 32KT u1u
