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1、重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计1论文题目同轴二级圆柱齿轮减速器的设计（硬齿面）作 者： 李彪 吴小勇 学 院： 机电与汽车工程学院 专 业： 工程机械二班 学 号： 09120403 09120231 指导教师： 尹力 论文成绩： 日 期： 2012 年 5 月 2 日 重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计2设计任务书设计题目：二级同轴圆柱斜齿轮减速器设计要求：1.运输带工作压力 F=6KN；2.运输带工作速度 v=1.3m/s；（允许运输带速度误差为5%）3.滚筒的直径 D=400mm；4.滚筒效率 j=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；5.工作情况 两班制，连续单向运
2、作，载荷焦平稳；6使用折旧期 8y；7.工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度 35；8.动力来源 电力，三相交流点，电压 380/220V;9.检修间隔 四年一大修，两年一次中修，半年一次小修；10.制造条件及生产批量 一般机械厂制造，小批量生产11.齿面为硬式齿面设计进度要求：第一周：熟悉题目，收集资料，理解题目，借取一些工具书。第二周：完成减速器的设计及整理计算的数据，为下步图形的绘制做准备。第三周：完成了减速器的设计及整理计算的数据。第四周：按照上一阶段所计算的数据，完成零部件的 CAD 的绘制。第五周：根据设计和图形绘制过程中的心得体会撰写论文，完成了论文的撰写。第六周：修改、打印论
3、文，完成。重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计3摘 要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是： 瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力； 适用的功率和速度范围广； 传动效率高，=0.92-0.98； 工作可靠、使用寿命长； 外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用。齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛。齿轮减速器按减速齿轮的级数可分为单级、二级、三级和多级减速器几种；按轴在空间的相互配置方式可分为立式和卧式减速器两种；按运动简
4、图的特点可分为展开式、同轴式和分流式减速器等。单级圆柱齿轮减速器的最大传动比一般为 810，作此限制主要为避免外廓尺寸过大。若要求 i10 时，就应采用二级圆柱齿轮减速器。二级圆柱齿轮减速器应用于 i：850 及高、低速级的中心距总和为 250400mmm 的情况下。本设计讲述了带式运输机的传动装置二级圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容） 。运用 AutoCAD 软件进行齿轮减速器的二维平面
5、设计，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。关键词：齿轮啮合 轴传动 传动比 传动效率重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计4目 录摘要 .31.1 传动简图 .51.2 选择电动机 .61.4 确定传动装置的总传动比及其分配 .71.5 计算传动装置的运动及动力参数 .82 设计计算传动零件 .92.1 高速齿轮组的设计与强度校核 .92.3 低速齿轮组的设计与强度校核 .133 设计计算轴 .173.1 低速轴的设计与计算 .173.3 高速轴的设计与计算 .254.0 箱体的设计 .3041 齿轮的润滑 .3242 滚动轴承的润滑 .3243 润滑油的选择 .3244 密封方
6、法的选取 .33结 论 .33致 谢 .34参考文献 .35重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计51.1 传动简图绘制传动简图如下：从带的拉力、带的速度、卷筒直径、齿轮的工作寿命等多方面因素考虑，选择并确定传动简图。1-1 传动简图重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计6一、电机的选择：（1） 、选择电动机类型：按已知条工作要求和条件，选用 Y 型全封闭笼型三相异步电动机。（2） 、选择电动机功率：工作机所需的电机输出功率为：wdP10vdF所以： vdwP由电动机至工作机之间的总效率为： 24w式中 分别为联轴器、齿轮、轴承、滚筒的机械效率取、 、1234=.0.96、 09、 、
7、则总效率为： 22321.x.8x096=.3所以： d69.400.8vFPKW(3)、确定电动机的转速：卷筒轴的转速为： wx10x1.3=62r/minvnD由于二级圆柱齿轮减速器传动比i=840, 所以电动机的可选范围为：d(840)73.(9.84)r/iwi符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min 由查表知（三相异步电动机JB3074-82摘录） 。额定功率 电动机转速(r/min) 堵转转矩方案 电动机型号 kw同步转速 满载转速 额定转矩重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计71 Y 80L11 750 730 2.02 Y 611
8、1000 970 2.03 4M11 1500 1460 2.2综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，比较三个方案可知：方案1电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，价格较高，虽然传动比不大，但因电动机转速低，导致传动装置尺寸较大。方案3电动机转速较高，但总传动比大传动装置尺寸大。方案2比较合适。因此选定电动机型号为Y ，所选电机的额定功率为 =11KW，满载转速为 =970r/min总传动160LedPnm比适中，传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示：中心高（H）安装尺寸 轴伸尺寸 平键尺寸 外形尺寸A B DxE FxGD L HD AC/2 AD 地脚螺丝160254
9、 254 42x110 12x8 645 385 162.5 255 15(4)、计算总传动比和分配传动比由选定电动机的满载转速 和工作机主动轴的转速 ，可得传动装置的总传动比为：nmwn，所以: mwnimn970=15.62wi同轴式双级圆柱齿轮传动比为： 12ii从而推出： 124i传动装置的实际传动比要由选定的齿轮齿数或齿轮基准直径准确计算，因而很可能与设定的传动比之间有误差，一般允许工作机实际转速与设定转速之间的相对误差为 。%（ 35）（5）计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算应首先推算出各轴的转速、功率和转矩。一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和
10、动力参数。（1） 、各轴的转速：I轴转速： 0=97/minInri电 机轴转速： I124.5r/ii轴转速： 2n60.r/in i重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计8卷筒轴： n卷 = n =60.6r/min（2）、各轴的输入功率I轴: 019.4x.3IdPKWII轴： 280=9IIIII轴： 3.6.7II卷筒轴： 2=7x8IPK卷 筒(3)、各轴的输入转矩电机轴： 9.49502.570ddmTNmngI轴： .31.6IIPII轴： 8.9950x=425IITNngIII轴: .37160IIPm卷筒轴： .8=95=240nTNg卷 筒卷 筒 卷 筒运动和动力参
11、数的计算结果如下：参数 电动机轴 I轴 II轴 III轴 卷筒轴转速（ r/min）970 970 242.5 60.6 60.6输入功率（KW）9.4 9.3 8.9 8.37 7.87输入转矩（Nm）92.5 91.56 346 1319 1240重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计9二、传动零件的设计计算斜齿传动齿轮计算（1） 、选择齿轮材料及精度等级大、小齿轮选用 40Cr 钢调质，硬度为 4855HRC；选 7 级精度.据安装设计要求，选择左旋斜齿传动，初选螺旋角 = 。14。（2） 、按齿面接触疲劳强度设计1） 、载荷系数 K查载荷系数表知：取 K=1.42） 、小齿轮转矩
12、TI小 齿 轮2=950346PTNmnI小 齿 轮3） 、齿数 和齿宽系数1Zd考虑到此设计为同轴式减速器，故选小齿轮的齿数仍为 =25；则大齿轮齿数为1Z；2=0由【齿宽系数表】查得齿宽度系数为 =0.9d查表【弹性系数 】知： =189.8EZEaMP4)、许用接触应力 H【 】查【试验齿轮的接触疲劳极限】图知： ，lim3=80alim480HMPa查【安全系数 】表知： 。HSF和 1.2HS应力循环次数为： 83h60njLx6(x)1.396N874.90=3.49i齿 2查【接触疲劳寿命系数 】图知： ； 。NTZ.NT0.NTZ5） 、计算齿面接触疲劳许用应力【 】H3lim0.x1 =852.MPaNTHS重庆交通大学 2009 级机械设计课程设计103lim40.96x1 =80MPa2
