二级同轴式减速箱设计

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1、0机械设计课程设计机械设计课程设计 计算说明书计算说明书设计题目设计题目 二级同轴式圆柱齿轮减速器二级同轴式圆柱齿轮减速器 机电工程机电工程 院院(系系) AP05 班班设计者设计者 指导老师指导老师 _2008_年年 9 月月 18 日日1目目 录录一、机械设计课程设计任务书一、机械设计课程设计任务书1（一）总体布置简图1（二）设计要求1（三）原始技术数据1二、机械装置的总体方案设计二、机械装置的总体方案设计1（一）电动机选择1（二）分配传动比2（三）运动和动力参数计算3三、主要零部件的设计计算三、主要零部件的设计计算4（一）带传动的设计计算4（二）齿轮传动设计计算6（三）轴的设计计算9（四

2、）滚动轴承的选择及计算17（五）键连接的选择及校核计算18（六）联轴器的选择18四、减速器箱体及附件的设计选择四、减速器箱体及附件的设计选择（一）减速器附件的选2择19（二）润滑与密封19五、参考文五、参考文献献20一、机械设计课程设计任务书一、机械设计课程设计任务书题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器（一）总体布置简图（一）总体布置简图（二）设计要求（二）设计要求（1）设计用于带式运输机的传动装置 （2）连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，运输带允许速度误差为 5%。 （3）使用期限为 10 年，小批量生产，两班制工作。（三）原始技术数据（三）原始技术数据（1）同轴

3、式二级圆柱齿轮减速器简图如右图所示。 （2）同轴式二级圆柱齿轮减速器设计原始数据3运输机工作轴转矩1250TN mg 运输带工作速度1.5/vm s 卷筒直径440Dmm二、机械装置的总体方案设计二、机械装置的总体方案设计（一）电动机选择（一）电动机选择（1）选择电动机类型 按工作要求选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压 380V。 （2）选择电动机容量工作轴转矩1250()TN mg工作速度1.5/vm s 卷筒直径440Dmm则卷筒轴工作转速60 100060 1000 1.565.14 /min440wvnrD根据，有9550wwPTn1250 65.148.53()95

4、509550w wTnPkw传动装置的总效率为42 12345 各部份效率为：V 带传动效率为：，滚动轴承效率（一对），10.9620.99闭式齿轮传动效率，联轴器效率，卷筒效率，代入30.9740.9950.96得420.96 0.990.970.99 0.960.825所需电动机功率为8.5310.34()0.825w dPPkw因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可，参考 Y 系列电动机技术数据，edPdP选电动机的额定功率为 11kw。edP（3）确定电动机转速卷筒轴工作转速65.14 /minwnr通常，V 带传动的传动比常用范围，二级圆柱齿轮减速器为12 4i 28 40i ，则总传

5、动比的范围为，故电动机转速的可选范围为16 160i 4(16 160) 65.141042.2 10422 /mindwninr根据计算出的容量，由表查出有两种适用的电动机型号，其技术参数比较情况 见下表： 方 案电动机型号额定功率/Kw同步转速 (r/min)满载转速 (r/min) 1Y161M1-211300029302Y160M-41115001460综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比， 可知方案 1 比较适合。因此选定电动机型号为 Y160M-4，所选电动机的额定功 率 P = 11kw，满载转速 n= 1460r/min 。（二）分配传动比（二）分配传

6、动比（1）总传动比146022.41365.14m a wnin（2）分配传动装置各级传动比取 V 带传动的传动比，则减速器的传动比 i 为02.5i 022.4138.9652.5aiii由于减速箱是同轴式布置，所以1223ii近似取，则9i 12233ii速度偏差为 0.4%5%，所以可行（三）运动和动力参数计算（三）运动和动力参数计算电动机轴010.34dPPkw01460 /minmnnr0 0 010.349550955067.63()1460PTN mng高速轴10110.34 0.969.93()PPkw50 1 11460584( /min)2.5nnri1 1 19.9395

7、509550162.38()584PTN mng中间轴21239.93 0.99 0.979.54()PPkw 1 2 12584194.67( /min)3nnri2 2 29.5495509550468()194.67PTN mng低速轴32239.54 0.99 0.979.16()PPkw 2 3 23194.6764.89( /min)3nnri3 3 39.16955095501348.09()64.89PTN mng卷筒轴43249.16 0.99 0.998.98()PPkw 3 4 3464.8964.89( /min)1nnri4 4 48.98955095501321.6

8、()64.89PTN mng各轴转速、输入功率、输入转矩 功率 P（kw）转矩 T（Nm）轴名 输入输出输入输出转速 （r/min）传动比 i效率 电动机轴 高速轴 中间轴 低速轴 卷筒轴9.93 9.54 9.16 8.9810.34 9.73 9.44 9.07 8.89162.4 468 1348.1 1321.667.63 160.8 463.3 1361.7 1308.41460 584 194.67 64.89 64.892.5 3 3 10.96 0.96 0.96 0.986三、主要零部件的设计计算三、主要零部件的设计计算（一）带传动的设计计算（一）带传动的设计计算1、确定计算

9、功率caP带式运输机空载起动，两班制工作，由机械设计表 8-7 查得工作情况系数KA=1.3，故1.3 1114.3()caAPK Pkw2、选择 V 带的带型根据，n1由机械设计图 8-11 选用 B 型。caP3、确定带轮的基准直径并验算带速 vdd（1）初选小带轮的基准直径。由机械设计表 8-6 和表 8-8，取小带轮的1dd基准直径1150ddmm（2）验算带速 v1 13.14 150 146011.46(/ )60 10060 100dd nvm s 因为，故带速合适。5/30/m svm s （2）计算大齿轮的基准直径大齿轮基准直径212.5 150375()dddidmm4、确

10、定 V 带的中心距 a 和基准长度 Ld（1）根据机械设计式（8-20） ，初定中心距0700amm（2）根据机械设计式（8-22）计算带所需的基准长度2 21 0012 02()2()243.14(375 150)2 700(150375)2242()24 700dd dddddLaddamm由机械设计表 8-2 选带的基准长度为 Ld=2240mm. （3）按机械设计式（8-23）计算实际中心距0 022402242800799()22ddLLaamm5、验算小带轮上的包角112157.357.3180()180(375 150)16490799ddddaoo oooo76、计算 V 带的

11、根数（1）计算单根 V 带的额定功率rP由和，查机械设计表 8-4a，得1150ddmm01460 /minnr0P3.262kw根据，和 B 型带，查机械设计表 8-4b，得01460 /minnr2.5i 0P0.46kw查机械设计表 8-5 和表 8-2，分别得0.958,0.906LKK于是，00P()(0.2620.46) 0.958 0.9063.23rLPPKK gg（2）计算 V 带的根数 z，取整数 5 根r13.2/3.234.08PcaPz 7，单根 V 带的初拉力的最小值0min()F由机械设计表 8-3 查得 B 型带的单位质量为 0.18kg/m，所以2 0min2

12、(2.5)()500(2.50.958)5000.18 11.46209()0.958 5 11.46cacaKPFqvK zvPN 8、计算压轴力pF压轴力的最小值为pFmin0min164()2 ()sin2 5 209 sin2069.66()22pFz FN o（二）齿轮传动设计计算（二）齿轮传动设计计算（以下图表、公式均查自机械设计第八版） 1、选精度等级、材料及齿数 （1）选用直齿齿轮传动； （2）材料及热处理； 选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢 （调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 （3）精度等级选用

13、7 级精度；（4）试选小齿轮齿数，大齿轮齿数；1z =242z =3 24=722、按齿面接触强度设计 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算8按式（109a）进行试算，即 21t1d2.32tEdHK TZu ug确定公式内的各计算数值 （1）试选 Kt1.3 （2）T=468N mg （3）由表 107 选取尺宽系数 d1（4）由表 106 查得材料的弹性影响系数1 2 EZ =189.8Mpa（5）由图 1021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；lim1600MPaH大齿轮的解除疲劳强度极限lim2550MPaH（6）由式（1013）计算应力循环次数N1

14、60n1jLh60194.671（2830010）95.606 10N2N1/391.869 10（7）由图 1019 查得接触疲劳寿命系数 KHN10.90；KHN20.95 （8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数 S1，由式（1012）得0.90600MPa540MPa1lim1 1HN HK S0.95550MPa522.5MPa 2lim2 2HN HK S2）计算 （1）试算小齿轮分度圆直径 d1t 21t1d2.32tEdHK TZu ug3231.3 468 104 189.82.3211013 522.5mmmm（2）计算圆周速度v=10006021 ndt110 194.71.12/60 1000m s（3）计算齿宽 b 及模数 mtb=dd1t=111