二级圆柱齿轮减速器的设计

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1、第 1 页 共 42 页目 录一 设计任务书二 传动系统的方案设计三 电动机的选择1.电动机的容量选择2.电动机的转速选择四 传动比的分配五 传动系统的运动和动力参数计算六 加速器传动零件的设计计算1.高速级斜齿圆柱齿轮的传动设计计算2.低速级直齿圆柱齿轮的传动设计计算七 轴的设计1.绘制轴的布置简图和初定跨距2.高速轴的设计3.中间轴的设计4.低速轴的设计第 2 页 共 42 页八 滚动轴承的选择1.高速轴上滚动轴承的选择2.轴上滚动轴承的选择3. 速轴上滚动轴承的选择九 键连接和联轴器的选择1.高速轴上键连接和联轴器的选择2.中间轴上键连接的选择3 低速轴上键连接和联轴器的选择十 减速器箱

2、体及附件的设计1.箱体2.减速器附件十一 设计小结及参考文献第 3 页 共 42 页一、一、 设计任务书设计任务书设计任务1设计带式输送机的传动系统，采用两级圆柱齿轮减速器。原始数据 2输送带有效拉力 F = 8000 N输送带工作速度 v = 0.4m/s输送带滚筒直径 d = 530mm减速器设计寿命为 5 年工作条件 3两班制工作，空载起动，载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为 380/220 V。二、传动系统方案的拟定二、传动系统方案的拟定带式输送机传动系统方案如下图。第 4 页 共 42 页计 算 及 说 明结果带式输送机由电动机驱动。电动机 1 通过

3、联轴器 2 将动力传入减速器 3，再经联轴器 4 将动力传至输送机滚筒 5，带动输送带 6 工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对于轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级为斜齿圆柱齿轮传动，低速级为直齿圆柱齿轮传动。三、电动机的选择三、电动机的选择（1）电动机的功率由已知条件可以计算出工作机所需的功率P = = =3.2KWw1000Fv 10004.0*8000工作机所需电动机功率P = = = 4KWr 总wP 079982 . 3（2）电动机转速的选择输送机滚筒轴的工作转速n = = =14.42r/minwdv 60000 40014. 34 .

4、060000考虑到整个传动系统分为三级减速，总传动比可适当大一些，选同步转速 n = 1440 r/min 的电机为宜。sP =3.2KWwP =4KWr第 5 页 共 42 页计 算 及 说 明结果（3）电动机型号的选择根据工作条件：工作环境多尘、单向运转、两班制连续工作，工作机所需功率 P =4KW 及电动机的同步转速 n = 1440 r/minrs等，选用 Y 系列三相异步电机，卧式封闭结构，型号为 Y112M2-4，其主要性能数据如下：电动机额定功率 P = 4.0KWm电动机满载转速 n = 1440r/minm电动机轴伸直径 D = 28 mm电动机轴伸长度 E = 60 mm四

5、、四、 传动比的分布传动比的分布带式输送机传动系统的总传动比= = = 99.86iwm nn 42.141440由传动系统方案知= 1 ； = 1i01i34计算可得两级圆柱齿轮减速器的总传动比= = = =19.97ii12i3443401iiii5*1199.86 为便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两对齿轮的配对材料相同、齿面硬度 350、齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动比Y112M2-4P = 4.0 KWmn =1440r/minm第 6 页 共 42 页计 算 及 说 明结果= = 5.095i12i 3 . 1低速级传动比 = = 3.92i23

6、 12ii传动系统的各传动比为：= 1 ， = 5.095， = 3.92， = 1i01i12i23i34五、传动系统的运动和动力参数计算五、传动系统的运动和动力参数计算传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下：0 轴（电动机轴）：n = n = 1440r/min0mP = P = 4kw0rT = 9550 = 9550 = 26.53 Nm0 00 nP144041 轴（减速器高速轴）：n = = 1440 r/min1 010 inP = P = 4 0.99 = 3.96 KW0001T = T = 19.90 1 0.99= 26.26 Nm100101i2 轴（减速器中间轴）：n

7、 = = = 282.63 r/min2 121 in 112. 51440P = = 3.96 0.96 =3.803KW 2121PT = = 128.48Nm212121iT=5.095i12= 3.92i23n =1440 r/min0P =4KW0T = 26.53 Nm0n =1440 r/min1P =3.96 kw0T =26.26n.m1n =282.63 r/min2第 7 页 共 42 页计 算 及 说 明结果3 轴（减速器低速轴）：n = = 72.1 r/min3 232 inP = = 3.652 KW3232PT = = 483.65 Nm323232iT4 轴（

8、输出轴）：n = = 72.1 r/min4 343 inP4 = 343P=3.579 KW T = = 474.03 Nm434343iT上述计算结果和传动比及传动效率汇总如下：轴 号电动机两级圆柱齿轮减速器开式圆 柱齿轮工作机0 轴1 轴2 轴3 轴4 轴5 轴转速(r/min)14401440282.6372.172.136.05功率 P （kW）3.753.963.8033.6523.5793.367转矩 T （Nm）26.5326.26128.48483.65474.032229两轴联接件、传动件联轴器齿轮齿轮联轴器齿轮传动比 i15.0953.9215传动效率0.990.9603

9、0.96030.98010.9405P = 3.803 KW2T = 128.48 Nm2n =72.1 r/min3P =3.652KW3T =483.65 Nm3n = 72.1r/min4P4 =3.579KWT =474.03 Nm4第 8 页 共 42 页计 算 及 说 明结果第 9 页 共 42 页六、减速器传动零件的设计计算六、减速器传动零件的设计计算（1）高速级斜齿轮传动的设计计算1、高速级斜齿轮材料及热处理方法小齿轮选用 45 钢，调质处理 HBS = 2292861大齿轮选用 45 钢，正火处理 HBS = 16921722、按齿面接触强度条件计算中心距 a1已知 大齿轮转

10、矩 T = 128.48 Nm2齿数比 u = =5.095i12选取齿宽系数 = 0.4a初设螺旋角 = 10o初设载荷系数 K = 1.75由表 3-9 查得弹性系数 Z = 189.8 3EMPa初取节点区域系数 Z= 2.475H初取重合度系数 Z = 0.85 初取螺旋角系数 Z = 0.992由图 3-29（c）和图 3-29（b）查得3= 550MPa1limH= 475MPa2limH相应得到小、大齿轮的许用接触应力为= 508.75MPa1HP= 463.125MPa2HP=508.75MPa1HP=463.12MPa2HP计 算 及 说 明结果第 10 页 共 42 页由式

11、 3-40 得3a 1322EZ4 .221 KT uZZZuHPH =3235. 0128.4875. 163.1254*095. 5992. 08 . 0475. 29 .1894 .221095. 5=122.1316mm取标准中心距 a = 125mm13、确定主要参数和计算主要尺寸（1）模数 mn按经验公式，m =（0.010.02）a=1.252.5mm ，按文献 中n3表 3-2，取标准模数 m = 2mm。n（2）齿数 z 和 z12z = = 20.197011cos2umanz = z u = 102.903721经圆整后取 z = 20， z =10312实际传动比i =

12、 u = =5.1512 21 zz传动比误差= -1.08%-0.5%uuu 螺旋角a = 125mm1m = 2mmnz =20 z =10312计 算 及 说 明结果第 11 页 共 42 页cos= = 0.979 azzmn 221= 10.2631（3）分度圆直径 d 和 d12d = =40.6504 mm1cos1zmnd = = 209.3496 mm2cos2zmn（3）齿宽 b 和 b21b =b = a =53.6504 mm2a取齿宽 b = 55mm2b = b +（510）= 5060 mm12取齿宽 b = 58mm1(6) 载荷系数 K按文献中表 3-6 ，取

13、使用系数 K =1.13a根据齿轮圆周速度v = =3.06 m/s10006011 nd按 中表 3-6 ，取齿轮精度为 8 级。按文献中图 3-3310（b）得动态载荷系数 K = 1.1v按 中图 3-15 齿向载荷分配系数 K =1.073按 中式 3-5 算得3端面重合度 =1.6619a纵向重合度 =1.2767= 10.2631od =40.6504mm1d =209.3496mm2b = 58 mm1b = 55mm2计 算 及 说 明结果第 12 页 共 42 页按 中图 3-16，当总重合度=+=2.9386 时3a齿间载荷分配系数 K =1.41a载荷系数K= K K K

14、 K = 1.8255vaA（7）节点区域系数 ZH按 中图 3-28， = 10.56 时3oZ = 2.47H（8）重合度系数 Z按 中式 3-34 得3Z = = 0.776 a1（9）螺旋角系数 Z按 中式 3-36 得3Z = = 0.992cos由上述（6）（9）可知K（Z Z Z ） S八、八、 滚动轴承的选择滚动轴承的选择（1）高速轴（1 轴）上滚动轴承的选择采用两端固定式轴承组合方式，轴承类型为深沟球轴承，轴承寿命取 L = 24000 hh有以上计算结果 F = 1139.12N，F =326.1Nran=1440 r/min初选滚动轴承 306GB27682 按中表 6-

15、1， 6C =27000N C =15200Nror计 算 及 说 明结果第 31 页 共 42 页F /C = 0.021 e= 0.205arF / F = 0.286 earX= 0.56 Y= 2.145按 中表 8-9 f =1.53pp = （X F +Y F ）f =2006.09NrrapC = p= 25581.46 Njsr1 L因 C 2m/s故采用油润滑。(c) 为防止在轴外伸处箱内润滑油流失，以及外部灰沙，异物进入箱内，在轴端盖与轴之间装密封件，采用毡圈密封。(d) 为防止螺塞处漏油，采用封油垫密封。在上下箱体部分面上涂有密封用的水玻璃及密封胶十一、十一、 设计小结及个人成长感悟设计小结及个人成长感悟1、通过本学期的两次设计任务，自己在设计的过程中体会到了很多，使自己从原来对自主设计的生疏变得对设计方法的逐渐掌握,同时在设计的过程中学到了很多，也逐渐的学会掌握以前学过的知识。（1） 、 从整体上,这次设计的过程使我深刻认识到了从事机械设计工作的艰巨性和挑战性,也让我进一步熟悉了机械设计的基本流程.从事机械设计并不是一件简单的工作,而是一件复杂和细致的