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1、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题目：二级齿轮减速器题目：二级齿轮减速器班级：班级：12 机械电子工程机械电子工程 1 班班学号：学号：2012330300010设计者：包设计者：包 XX指导老师：竺志超指导老师：竺志超一.题目及总体分析题目及总体分析题目：设计一个带式运输机的减速器给定条件：输送带的牵引力，运输带速度，运输机滚筒直径为kNF2.4smv/8.1，滚筒效率。mm500D 96. 0工作情况：连续单向运转，载荷较平稳，两班制，每班 8 小时；使用年限为八年；检修间隔期：四年一 大修，两年一次中修；动力来源：电力三相电流，电压 380/220V。 减速器类型选
2、择：选用展开式二级齿轮展开式圆柱直齿轮减速器。 特点及应用：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。高速级齿轮布置 在远离转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形可部分地互相 抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。高速级与低速级均为斜齿。 整体布置如下：图示：5 为电动机，4 为联轴器，为减速器，2 为链传动，1 为输送机滚筒，6 为低速级 齿轮传动，7 为高速级齿轮传动， 。 辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。2.各主要部件选择各主要部件选择部件因素选择动
3、力源电动机齿轮斜齿传动平稳高低速级做成直齿轴承深沟球轴承联轴器结构简单，耐久性好弹性联轴器三三.电动机的选择电动机的选择目的过程分析结论类型根据一般带式输送机选用的电动机选择选用 Y 系列封闭式 三相异步电动机功率圆柱齿轮传动(7 级精度)效率(两对)为 10.97 2 滚动轴承传动效率(三对)为 20.99 3弹性联轴器（两对）传动效率 3299. 0输送机滚筒滑动轴承效率为 40.96 从电动机至工作机主动轴之间的效率86. 096. 099. 099. 097. 0232 4321电动机输出有效功率为kwkwPwd79.886.08.12.4P电动机输出功率为kwd92. 9P 型号根据
4、输出功率，选取额定功率kwPed11工作机卷筒轴的转速min/69min/5008.1100060100060rrDvnw 单级圆柱齿轮传动比，两级圆柱齿轮减速器总传动比63i 则电动机转速可选范围为 369i min/2484621rinnw可见同步转速为、的电动机均符合。min/750 r min/1000rmin/1500r 对这三种电动机进行比较，如下表选用 型号 Y160L-6 封闭 式三相异步电动机型号额定功率（kw) 同步转速（r/min) 满载转速（r/min）质量（kg) 总传动比 Y160M-4111500146012327.04 Y160L-611100097014717
5、.96 Y180L-81175073012.5213.52 由表中数据可知三个方案均可行，但方案 2 的传动比较小，传动装置结构 尺寸较小，因此，可采用方案 2，选定电动机的型号为 Y160L-6。四四.分配传动比分配传动比目的过程分析结论分配传动比传动系统的总传动比其中 i 是传动系统的总传动比，多级串联传wm nni 动系统的总传动等于各级传动比的连乘积；nm是电动机的满载转速，r/min；nw 为工作机输入轴的转速，r/min。计算如下, min/970rnm min/54rnw08.1469970iwm nn按展开式取 ，则21i15.1i50.302.408.14 iii21i：总传
6、动比 ：高速级齿轮传动比 ：低速级齿轮传动比1i2i08.41i 02.4i150.3i2五五.传动系统的运动和动力参数计算传动系统的运动和动力参数计算目的过程分析结论传动系统的运动和动力参数计算设：从电动机到运输机卷筒轴分别为 1 轴、2 轴、3 轴、4 轴；对应于各轴的转速分别为、 、 、 ；对应各轴的输入功率分别为、 、 、 ；对应名轴的输入转矩分别为、 、 、 ；相邻两轴间的传动比分别为、 、 ；相邻两轴间的传动效率分别为、 、 。电动机两级圆柱减速器轴号1 轴2 轴3 轴转速 n(r/min)n0=970n1=970n2=243n3=69功率 P(kw)P=11P1=10.82P2=
7、10.78P3=10.35转矩T(Nm)T1=108.30T2=424.53T3=1432.5两轴联接联轴器齿轮齿轮联轴器传动比 ii01=1i12=4.02i23=3.50i34=1传动效率01=0.9912=0.9623=0.9634=0.99六、高速级齿轮的设计六、高速级齿轮的设计1选精度等级、材料及齿数，齿型1）确定齿轮类型两齿轮均为标准圆柱斜齿轮2）材料选择小齿轮材料为 40（调质） ，硬度为 280，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。3）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度 4）选小齿轮齿数 Z122，大齿轮齿数 Z
8、2Z11224.00=88,取 Z2=88。i2按齿面接触强度设计按式（1021）试算，132 1 1 ()21）确定公式内的各计算数值（1）试选3.1tHK（2）由图 10-20，选取区域系数5.2HZ（3）由式（10-9）计算接触疲劳强度用重合度系数 Z=22cos20/(22+21)=30.5281= cos 11/(1+ 2) 1=88cos20/(88+21)=23.2472= cos 12/(2+ 2) 1=z1(tana1 tan )+ z2(tana2 tan )/2=22(tan30.528-tan20)+88（tan23.247- tan20）/2 =1.709Z =0.8
9、744 34 1.709 3（4）计算小齿轮传递的转矩T0=9.55106P/n0=9.5510611/970=1.08105 N mm（5）由表 10-7 选取齿宽系数1d（6）由表 10-5 查得材料的弹性影响系数2/18 .189 MPaZE（7）由图 10-25d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿MPaH6001lim轮的接触疲劳强度极限lim2550HMPa（8）由式 10-15 应力循环次数9 16060 970 1 (2 8 8 365)2.72 10hNnjL N2=N1/u=2.72109/4.00=0.68109（9）由图 10-23 查得接触疲劳强度寿命系数1
10、0.90HNK20.95HNK（10）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为 1%全系数为 S=1，由式 10-141lim1 10.90 600540HNH HKMPaMPaS2lim2 20.95 550522.5HNH HKMPaMPaS取1和2中的较小者作为该齿轮副的解除疲劳许用应力，即=2=523MPa 2）计算（1）试算小齿轮分度圆直径td1=60.432mm132 1 1 ()232 1.3 1.08 105 14 + 1 4(2.5 189.8 0.874523)2（2）计算圆周速度v=d1tn1/(601000)=60.432970/(601000)m/s=3.1m/s （3）
11、计算齿宽 b 及模数ntm=d1t=160.432=60.432mmb（5）计算实际载荷系数 KH。查表 10-2 得使用系数1AK根据 v=3.1m/s，7 级精度，由图 10-8 查得动载荷系数1.11VK Ft1=2T1/d1t=21.083105/60.432 N=3.5843N 10KA Ft1/b=13.5843/60.432 N/mm=59.31N/mm100 N/mm 10查表 10-3 得齿间载荷分配系数 KH=1.2由表 10-4 查得1.42HK故载荷系数 KH=KAKvKHKH=11.111.21.42=1.89（6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式 10-
12、12 得d1= d1tmm 3K= 60.43231.89 1.3= 68.46（7）计算模数 m=3.11mm =11= 68.46/223按齿根弯曲强度设计 （1）由式 10-7 试算模数，即32 11 2FSFdFt tYYZYTKm1） 确定计算参数 试选 KFt=1.3。 由式（10-5）计算弯曲疲劳强度用重合度系数。Y =0.25+0.75/=0.25+0.75/0.709=0.689 计算。FSFYY 由图 10-17 查得齿形系数=2.75、=2.231FY2FY由图 10-18 查得齿形系数= 1.57、=1.771SY2SY由图 10-24c 查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲
13、劳强度极限分别是、1= 500.。2= 380由图 10-22 查得弯曲疲劳寿命系数、。1= 0.852= 0.88取弯曲疲劳安全系数 S1.4，由式 10-14 得1=303.57MpaF11=0.85 500 1.42=238.86MpaF22=0.88 380 1.4=0.0142111 FSFYY 2.75 1.57 303.57=222 FSFYY 2.23 1.77 238.86= 0.0165因为大齿轮的大于小齿轮，所以取FSFYY =0.0165FSFYY 2）试算模数=32 11 2FSFdFt tYY ZYTKm32 1.3 1.083 105 0.6891 2220.01
14、65 = 1.877（2）调整齿轮模数1）计算实际载荷系数前的数据准备。 圆周速度 v。d1=m1z1=1.87722=41.294mmv=d1tn1/(601000)=41.294970/(601000)m/s=2.10m/s 齿宽 b。=d1t=141.294=41.294mmb 高比 b/h。h=(2 + ) =(2 1 + 0.25) 1.877 = 4.22 =41.294 4.22= 9.792)计算实际载荷系数 KF。 根据 v= 2.10m/s，7 级精度，由图 10-8 查得动载荷系数 Kv=1.08。 由 Ft1=2TI/d3=21.083105/41.294N=5.245, 1031 = 1 5.245 10341.294 = 127 100/查表 10-3，得齿间载荷分配系数 KFa=1.0 由表 10-4 用插值法查得 KH=1.417，结合 =9.79，查图 1.-13 得=1.35 K则，载荷系数为
