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1、课 程 设 计 说 明 书设计题目 双级圆柱齿轮减速器 机械科学与工程学院机械设计制造及其自动化专业 200802 班学 生 姓 名 完 成 日 期 2011-7-6 指导老师（签字） 第 1 页设计计算与说明 主要结果一、设计任务书设计 带式运输机 传动装置中的 双级圆柱齿轮减速器（外传动件为带传动）设计数据及工作条件：F= 2800 牛、V= 0.7 米/秒、D= 405 毫米；生产规模：小批量 ；传动比误差i2% 4%；工作环境：室内 ；载荷特性：稍有冲击 ；工作年限：5 年，2 班制二、总体方案设计1.传动方案的拟定带式运输机的滚筒转速: 601/()601.7/(405)3.1/mi
2、nwnvDr选择展开式双级圆柱齿轮减速器图 1 带式运输机传动方案3.01/minwr 第 2 页设计计算与说明 主要结果带传动放置在高速级，两对齿轮传动均采用斜齿轮传动，为了平衡中间轴的轴向力，所以中间轴上的两个斜齿轮旋向相同，且高速轴斜齿轮为左旋。2.电动机的选择（1）电动机类型的选择电动机的类型根据动力源和工作条件，选用 Y 系列三相异步电动机。（2）电动机功率的选择工作机所需要的有效功率为 /10280wPFvkW为了计算电动机的所需功率，先要确定从电动机到工作之间的总效率 。设 、 、 、 、 分别为 V 带传动、闭式齿轮传12345动（设齿轮精度为 8 级） 、滚动轴承、弹性联轴器
3、、滚筒的效率，由参考资料【1】表 2-2 查得 =0.95, =0.97, =0.99, 123=0.99, =0.96,则传动装置的总效率为4524 24135=0.9.70.9.60.81电动机所需功率为 /1.6/.82.4dwPpkW由参考资料【1】表 16-1 选取电动机的额定功率为 3 。（3）电动机型号的确定査参考资料【1】表 16-1 可知，电动机型号为 Y100L2-4 和Y132S-6。此两种电动机的数据和总传动比列于表 1。1.96wPkW=0.81602.40dPkW 第 3 页设计计算与说明 主要结果表 1 电动机的数据及总传动比方案号电动机型号额定功率/kW同步转速
4、/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比轴外伸轴径/mm轴外伸长度/mm1 Y100L2-4 3.0 1500 1430 43.32 28 602 Y132S-6 3.0 1000 960 29.08 38 80由表 1 可知，方案 1 虽然转速高、价格低。但总传动比大。为了能合理地分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案 2，即电动机型号为 Y132S-6。査参考资料【1 】表 16-2 可知，该电动机的中心高 H=132mm，轴外伸轴径为 38mm,轴外伸长度为 80mm。3.传动比的分配根据参考资料【1】表 2-3，取 V 带传动比 ，则减速器的总12i传动比为 29.08/
5、14.5i双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为 21.3.376ii低速级的传动比为 32/4.5/.4ii4.传动装置的运动和动力参数计算（1）各轴的转速计算： 1/960/248/minmni rI2.37610.46/inrII3/.312i II.01innrIV（2）各轴的输入功率计算： 12.40.952.819dPI kW24.376i3.i480/minrI1.6I32/irI.0nIV2.819PIkW 第 4 页设计计算与说明 主要结果23.8190.7.92.13PII kW304II34.6IVI（3）各轴的输入转矩计算：950/9502.819/405.40TPn NI
6、 II m/.3.6189I II /2.7I II 950/9502.64.05TPn NIVIVI将上述计算结果列于表 2表 2 各轴的运动及动力参数轴号 转速 n/(r/min) 功率 P/kW 转矩 T/(N m)传动比 iI 480 2.2819 45.4004.3476II 110.406 2.1913 189.5453.3444III 33.012 2.1043 608.750IV 33.012 2.0624 596.6291三、传动零件设计计算1.V 带传动设计（1）计算设计功率 cP由参考资料【2】表 5-6 查得 ，故1.3AK.240.26cAdkW（2）选择带型2.19
7、3PIkW04I.6IV45.0TNI189I6.7I52TNIV3.126cPkW 第 5 页设计计算与说明 主要结果根据 ，小带轮转速 ，由参考资料【2】3.126cPkW1960/minnr图 5-7 初步选用 A 型带。（3）选取带轮基准直径 和1d2参考参考资料【1】表 19-2，由于小带轮孔径为 38mm,故取，得2dm21()1(0.2)19.52ddi m由参考资料【2】表 5-7 取直径系列值 24dm（4）验算带速 v119605.3/60dnv s在 范围内，带速合适。52/ms（5）确定中心距 和带的基准长度adL初选中心距 ，符合0412012.7()()d d得带长
8、 221001202()2()4() =4+() 135.6dddLaam由参考资料【2】表 5-8 对选用基准长度 ，中心距计算：1430dLm12()430(2)=+25.488ddLA m2221()(1)56dB12dm24d5.630/vms1430dLm 第 6 页设计计算与说明 主要结果2 2=5.5.16847.0aAB m取 。450m（6）验算小带轮包角 121 2418057.38057.3010da 在要求的范围以上，包角合适。（7）确定带的根数 z因 ， ，12dm21242.04()1(.)di5.630/vs查参考资料【2】表 5-2 得 0P=.6kW查参考资料
9、【2】表 5-3 得 94因 ，查参考资料 【2 】表 5-4 得 165.74 0.63K因 ，查参考资料【2】表 5-5 得 30dLmL得 00()3.1262.685(1.694).93ccLPPzK取 根。3z（8）确定初拉力 0F450am1根3z 第 7 页设计计算与说明 主要结果单根普通 V 带的初拉力 20 2(2.5)(.0.963).1650.5631.7cKPFqvzN（9）计算压轴力 QF压轴力为 10 165.742sin2sin89.2672QFzN2.高速级齿轮传动设计（1）使用要求分析传递功率： 2.819PI kW主动轮转速： 40/minnrI传动比： 2
10、.376i转矩： 5TNI 圆周速度：估计 /vs属轻载中速齿轮传动。（2）选择齿轮材料及热处理方式小齿轮：45 号钢，调质处理，软齿面，硬度为 230 255HBS；大齿轮：45 号钢，正火处理，软齿面，硬度为 190 217HBS。（3）确定许用应力015.7FN897.26QFN 第 8 页设计计算与说明 主要结果a.确定极限应力 和 limHliF齿面硬度：小齿轮按 230HBS，大齿轮按 190HBS。査参考资料【2】图 3-16，得 ， ；査参考资料【2 】图lim1580HaMPlim250HaMP3-17，得 ， 。li2Fli1Fb.计算应力循环次数 ，确定寿命系数 、NNZ
11、Y81160480536).9120Nant822/.91/.7.5i査参考资料【2】图 3-18 得， ；12NZ査参考资料【2】图 3-19 得， 。1Yc.计算许用应力由参考资料【2】表 3-4 取 ， 。lim.HSlim1.5FS得 li11li5801.HNPZ=27.3MPalim22li1.HPHSli11lim.5FNPY=46.7Pali22li 1.FFPS0M（4）选择齿轮精度等级按估计的圆周速度，初步选用 8 级精度。（5）初选齿轮参数1HP527.3Ma01FP46.2a 第 9 页设计计算与说明 主要结果初选： ， ， ，15127z2174.361zi，20x.
12、8d（6）初步计算齿轮的主要尺寸因电动机驱动，载荷特性为稍有冲击，查参考资料【2】表 3-1，得；因齿轮速度为中速，取 ；因非对称布置，轴的刚1.5AK 1.vK性较小，取 ， ，则1.21.25.2.98AvK由参考资料【2】图 3-11，查得 ；查参考资料【2】表43HZ3-2，得 ；取 。又 18.9EZMPa0.85coscs5.92 按接解除疲劳强度计算齿轮分度圆直径 、 法面模数1dnm2231 323()2.418.905.981.9845.014.761( )5.7HEPdZKTidmI1cos54.79cos15.922nd mz按参考资料【2】表 3-7，取标准模数， ，则
13、nm12()(2716)48.02coscos15nmaz圆整后取： 。502nm150a第 10 页设计计算与说明 主要结果修改螺旋角： 12()2(716)arcosarcos734250nmz1176.43css342nd m1805.1.2/606v sI与估计值相近。 1.85.435.1db m取 ，245m2(0)50b（7）校核轮齿弯曲疲劳强度条件当量齿数： 11332731.62coscs14vz22336.872vz査参考资料【2】图 3-14，得 ，1.5FaY2.1FaY査参考资料【2】图 3-15，得 ，63S 8S取 ，0.7Y0.9弯曲应力： 111 312.9845.02.51.630.7.962.3FFaSnFPKTYbdmIMa1734256.dm/vs150bm24第 11 页设计计算与说明 主要结果22112.18.29.345638.5FaSFFPYM齿轮满足强度条件。高速级齿轮传动参数列于表 3表 3
