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1、Harbin Institute of Technology机械设计课程设计说明书 题 目： 二级齿轮减速器 院 系： 机械制造及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2014.1.7 哈尔滨工业大学目录一、传动装置的总体设计4(一)设计题目41.设计数据及要求：42.传动装置简图：4（二）选择电动机41.选择电动机的类型42.选择电动机的容量43.确定电动机转速5（三）、计算传动装置的总传动比51.总传动比为：52分配传动比：5（四）计算传动装置各轴的运动和动力参数51.各轴的转速52.各轴的输入功率63.各轴的输出转矩6二.传动零件的设计计算7（一）、高速齿轮传动7
2、1选择材料、热处理方式及精度等级72.初步计算传动主要尺寸73.计算传动尺寸9（二）、低速速齿轮传动（二级传动）111选择材料、热处理方式及精度等级112.初步计算传动主要尺寸113.计算传动尺寸13（三）验证两个大齿轮润滑的合理性15（四）根据所选齿数修订减速器运动学和动力学参数。16三.轴的设计计算16(一)高速轴(即轴)的设计计算161. 轴的基本参数-轴：162.选择轴的材料163.初算轴径174.轴承部件的结构设计175.轴上键校核设计186轴的强度校核187.校核轴承寿命20(二)中间轴(即轴)的设计计算211. 轴的基本参数-轴：212.选择轴的材料213.初算轴径214.轴承部
3、件的结构设计225.轴上键校核226轴的受力分析237.校核轴承寿命25(三)输出轴(即轴)的设计计算261. 轴的基本参数-轴：262.选择轴的材料263.初算轴径264.轴承部件的结构设计275.轴上键校核276.轴的强度校核287.校核轴承寿命31(四)整体结构的的最初设计311.轴承的选择312.轴承润滑方式及密封方式323.确定轴承端盖的结构形式324确定减速器机体的结构方案并确定有关尺寸32四.设计参考文献:33一、传动装置的总体设计(一)设计题目课程设计题目为：带式运输机传送装置1.设计数据及要求：设计的原始数据要求：F=1800N；d=300mm；v=1.2m/s机器年产量：大
4、批；机器工作环境：清洁；机器载荷特性：微振；机器最短工作年限：6年2班。2.传动装置简图：（二）选择电动机1.选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机。全封闭自扇冷式结构，电压为380V。2.选择电动机的容量工作机的有效功率为：从原动机到工作机的总效率：0.960.8504式中，联轴器传动效率，由参考文献1表9.1，； 轴承传动效率， 齿轮啮合效率，； 卷筒传动效率，。则所需电动机功率：3.确定电动机转速按表9.1推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比，而工作机卷筒轴的转速为：所以电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/
5、min、1500 r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机，另需要其中电机工作所需工作功率：。根据电动机类型、容量和转速，由本书的表14.1或有关手册选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kW满载转速/(r/min)起动转矩 额定转矩最大转矩 额定转矩Y132S-63.09602.02.0电动机的主要安装尺寸及外形尺寸如下：型号HABCDEFGDGY132S-613221614089388010833bb1b2hAABBHAL1K280210135315602001847
6、512（三）、计算传动装置的总传动比1.总传动比为：2分配传动比：考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相接近，取，故：（四）计算传动装置各轴的运动和动力参数1.各轴的转速轴轴轴卷筒轴2.各轴的输入功率轴轴轴卷筒轴3.各轴的输出转矩电动机轴的输出转矩为所以： 轴轴轴卷筒轴将上述计算结果汇总于下表得:轴名功率kW转矩 T/(Nmm)转速 n/(r/min)传动比i效率电机轴2.5496010.99轴2.519604.20.99轴2.41228.63.00.97轴2.3176.2卷筒轴2.2676.210.96二.传动零件的设计计算2.1 选择材料、热处理方式及精度等级考虑到卷筒机为一般机械，且该齿轮传
7、动为闭式传动。2.1.1 齿轮材料及热处理方式和精度等级 材料：大，小齿轮均采用45号钢，软齿面，由参考文献1表8.2查得，小齿轮调制处理，齿面硬度为217-255HBW,平均硬度为236HBW；大齿轮正火处理，齿面硬度为162-217HBW，平均硬度为190HBW。大，小齿轮齿面平均硬度差为46HBW，在30-50HBW范围内。按GB/T100951998，均选择8级精度2.1.2根据所选齿数重新修订减速器运动学和动力学参数。选2.2 高速级齿轮，初定齿轮传动及齿轮主要尺寸因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度设计齿轮传动： 式中各参数为：小齿轮传递的转矩， 设计时，因v值未知，K不能确
8、定，初取=1.4。由参考文献1表6.6取齿宽系数=1.1初选螺旋角=12。由参考文献1表6.5查得弹性系数。由图6.14选取区域系数 Z=2.46 齿数由参考文献1式6.1，端面重合度：由参考文献1式6.2，轴面重合度：由参考文献1图6.15查得：=0.780。由图6.24查得螺旋角系数=0.99许用接触应力,由参考文献1图6.28（e）得接触疲劳极限应力=570MPa =390MPa 小齿轮1与大齿轮2的应力循环次数分别为N=60na =60960（282506）=1.38210hN= h 由参考文献1图6.30查得寿命系数：=1.0, =1.13。由参考文献6.7，取安全系数= 故取 初算
9、小齿轮1的分度圆直径，得=确定传动尺寸：（1） 计算载荷系数KK=1.01.131.111.2=1.505。式中，使用系数。由参考文献1表6.3，原动机和工作机工作特性均是均匀平稳，故取 动载系数。分度圆上的速度为故由参考文献1图6.7查得Kv=1.13。 齿向载荷分布系数。由参考文献1图6.11，因为小齿轮是非对称布置的，故查得齿向载荷分布系数K =1.11。 齿间载荷分配系数。由参考文献1表6.4，未经表面硬化的8级精度斜齿轮取 K =1.2。对进行修正。d=d=37.50=38.41确定模数= 取=2 mm计算传动尺寸中心距： a=112.2 圆整为112mm。螺旋角= 其它传动尺寸：
10、取47mm。 =+（510）mm， 取=54mm。4. 齿根弯曲疲劳强度校核 K、T、同上 K=1.505、T=2.50Nmm、 计算当量齿数由参考文献1,图6.19查得=2.68，=2.21由参考文献1由图6.20查得=1.56，=1.79 由参考文献1由图6.21查得重合度系数 =0.71 由参考文献1由图6.26查得螺旋角系数 =0.91 由参考文献1由图6.28查得弯曲疲劳极限应力， 小齿轮 大齿轮由参考文献1图6.30查得得弯曲疲劳寿命系数:.Y=1.0 Y=1.0由参考文献1表6.7 查得弯曲疲劳安全系数 S=1.25(1%失效概率)=MPa=结论：满足齿根弯曲疲劳强度。高速级齿轮
11、参数列表法向模数分度圆直径(mm)齿宽齿数螺旋角中心距a(mm)小齿轮242.765421112大齿轮181.2347892.3 低速级齿轮，初定齿轮传动及齿轮主要尺寸因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度设计齿轮传动： 按齿面接触疲劳强度设计：式中各参数为：小齿轮传递的转矩，=设计时，因v值未知，K不能确定，初取=1.3。由参考文献1表6.6取齿宽系数=1由参考文献1表6.5查得弹性系数。由参考文献1图6.14选取区域系数 Z=2.5齿数由参考文献1式8.1，端面重合度：由参考文献1图6.15查得：由参考文献1式6.26，许用接触应力,由参考文献1图6.28得接触疲劳极限应力=570MP
12、a =390MPa 小齿轮1与大齿轮2的应力循环次数分别为h 由参考文献1图6.29查得寿命系数：, （允许局部点蚀）。由参考文献1表6.7，取安全系数=1.13570=644.1 =1.20390=468.0 故取 初算小齿轮3的分度圆直径，得=确定传动尺寸：计算载荷系数KK=1.01.051.081.1=1.25。式中，使用系数。由参考文献1表6.3，原动机和工作机工作特性均是均匀平稳，故取 动载系数。分度圆上的速度为故由参考文献1图6.7查得 K=1.05。 齿向载荷分布系数。由参考文献1图6.12，查得齿向载荷分布系数K =1.08。 齿间载荷分配系数。由参考文献1表6.4，取 K =1.1。对进行修正。=65.07=确定模数= 取=3mm计算传动尺寸中心距： a=138 其它传动尺寸： =+（510）mm， 取=75mm。低速级齿轮参数列表法向模数分度圆直径(mm)齿宽齿数中心距a(mm)
