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1、 机械设计课程设计说明书设计题目： 两级圆柱齿轮减速器 目 录1 设计任务书12 两级圆柱齿轮减速器设计32.1 传动方案的拟定及说明32.2 电动机的选择42.3 计算传动装置的运动和动力参数62.4 传动件的设计计算92.5 轴的设计计算232.6 滚动轴承的选择及计算392.7 键联接的选择及校核计算432.8 箱体设计计算462.9 润滑与密封473 设计小结491 设计任务书1.原始条件和数据：铸工车间碾砂机。单班工作，每班工作8小时。连续单向运转，载荷平稳，空载启动，室外工作，有粉尘；工作期限10年（每年工作300天）。立轴的速度允许误差为5%。开式锥齿轮的传动比i锥=4，小批生产
2、。其载荷变化图如下： 图1.1 载荷变化图2.立轴工作所需转矩：1100Nm，立轴转速：30r/min3.方案 图1.2 方案 4.传动方案的拟定和说明 由题目所知传动机构类型为：两级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：共三根轴，每根轴直径依次增大，利用圆柱齿轮进行传动，载荷变动。2 两级圆柱齿轮减速器设计设计计算及说明结果2.1 传动方案的拟定及说明选择二级展开式援助直齿-斜齿轮减速器。整体如图所示：传动装置总体设计简图：图2.1 传动方案 设计计算及说明结果2.2 电动机的选择1 选择电动机类型和结构型式由电动机工作电源,工作条件和载荷特点选择三相异步电动机
3、。2 选择电动机的容量标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机额定功率应等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；容量过大，则增大成本，并且由于效率和功率因数低而造成浪费。由工作所给的运输链工作拉力T=1100，转速n=30r/min,得工作机所需功率为：电动机至工作机之间传动装置的总效率为： 所需电动机的功率为：圆柱齿轮传动0.97 开式圆锥齿轮传动0.94 滚动轴承0.98 弹性联轴器0.99查机械设计手册，选设计计算及说明结果 查课程设计手册表2-2得两级圆柱齿轮传动比范围为i=860，电机的转速范围可选同步转速为15
4、00或3000的电机，现就两种电机方案进行比较，列表如下：电动机型号额定功率（KW）满载转速（r/min)同步转速（r/min)质量传动装置的传动比双级减速器传动比Y132S1-25.5290030006424.117Y132S-45.5144015006812表 两种电动机方案选取电动机型号：由表中数据可知两个方案均可行，但方案2的传动比较小，传动装置尺寸较小，故采用方案2，选择电动机型号Y132S-4。设计计算及说明结果2.3 计算传动装置的运动和动力参数1.确定电动机的转速，总传动比与各级传动比传动装置的总传动比为：式中：电动机的满载转速，r/min；工作机的转速，r/min。二级传动中
5、，总传动比应为：，链传动的传动比3，则减速器的传动比为： 分配各级的传动比： 式中：高速级齿轮的传动比；低速级齿轮的传动比。 设计计算及说明结果 2. 计算传动装置的运动和运动参数1）各轴转速：传动装置从电动机到工作机有三轴，依次为1、2、3轴，则： 、分别为1、2、3轴的转速，r/min；1轴为高速轴，3轴为低速机。 2）各轴效率： 3)各轴转矩：设计计算及说明结果计算结果汇总列表备用，如下：项目电动机轴高速轴中间轴低速轴转速r/min14401440360120功率KW5.55.4455.1764.92转矩Nm36.47636.11137.31391.55传动比1243效率0.990.95
6、060.9506表 各轴参数号设计计算及说明结果2.4 传动件的设计计算1. 高速级圆柱齿轮传动的设计计算 1)选定齿轮的类型精度等级、材料及齿数：（1）选择材料及热处理 小圆柱齿轮选用40Cr，调质处理，调质硬度为280HBS，大圆柱齿轮选用45钢，调质处理，调质硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（2）选齿轮 选择斜齿轮，小齿轮选，大齿轮选，大小圆柱斜齿轮选用7级精度。（3）压力角，初选 2)按齿面接触疲劳强度计算 1）定公式内的各计算数值（1）计算小圆柱斜齿轮传递的转矩（2）查表10-7齿轮传动的齿宽系数，试选； 设计计算及说明结果（3）从表10-5查得材料的弹性影响系数；查
7、图10-20得由式（10-21）计算接触疲劳强度用重合度系数；由式（10-23）可得螺旋角系数；（4） 由图10-25d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限 计算应力的循环次数：（5）设计计算及说明结果 （6）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，取接触疲劳寿命系数，。 由式（10-12）得：取较小者，即该齿轮副的接触疲劳应力 2）试算小齿轮分度圆直径并代入中较小的值 3)调整小齿轮的分度圆直径 计算齿轮平均分度圆处的圆周速度为： 齿宽b: 计算实际载荷系数设计计算及说明结果（1）查表10-2得（2）V=2.58m/s,7级精度，查图10-8得（3）
8、齿轮的圆周力， ，查表10-3得齿间载荷分配系数。 查表10-4用插值法查的7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，得 5)计算模数 3)按齿面的弯曲疲劳强度计算 1)定公式内的各计算数值（1）（2）由式（10-19)，可得计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数设计计算及说明结果 (4)计算 (5）由查图10-17，得齿形系数由图10-18查的应力修正系数 由图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限， 大齿轮的弯曲疲劳强度极限；由图10-22查得(6) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由（10-14）得 计算大小齿轮的并加以比较 设计计算及说明结果 因为大齿轮的大于小齿轮的，所以取 2
9、)试计算齿轮模数 3）调整齿轮模数（1）圆周速度v （2）齿宽b （3）齿高与齿宽之比b/h 4）计算实际载荷系数（1）由表10-2查得，根据,7级精度，由图10-8查得（2）由圆周力设计计算及说明结果 查10-3，得（3）由表10-4用插值法查得，结合，查图10-13，得由式（10-13）可得实际载荷系数算得的齿轮模数对比计算结果，从满足弯曲疲劳强度出发，从标准中就近取m=1.5mm,为同时满足接触疲劳强度，,4）几何尺寸计算(1)计算中心距考虑模数从1.210增大圆整至1.5mm，为此将中心距减小圆整为100mm。(2)按圆整后的中心距修正螺旋角(3)计算小、大齿轮的分度圆直径设计计算及说
10、明结果 (4)计算齿轮宽度,取 2.低速级圆柱齿轮传动的设计计算1) 选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数（1） 选择材料及热处理： 小圆柱选用40cr，调质硬度为280HBS，大圆柱齿轮选用 45钢，调质硬度为240HBS（2） 定齿数：小圆柱选，大齿轮选，（3） 选7级精度.压力角为。2) 按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-11）进行试算即，1) 确定公式内各计算数值：(1) 试选载荷系数;(2) 由图10-20查得区域系数(3) 小齿轮传递的转矩；(4) 由表10-7选取齿宽系数；设计计算及说明结果 (5) 由表10-6查得材料的弹性影响系数；(6) 由式10-9计算接触疲劳强度用重
11、合度系数 (7)由图10-25d按齿轮硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限；(8)由式10-15计算应力循环次数：(8)由图10-23查得接触疲劳寿命系数：，(9)计算接触疲劳许用应力：取失效概率为10%，安全系数S=1，由式（10-14）得设计计算及说明结果取小的许用应力值 2)试算小齿轮分度圆直径 3)调整小齿轮分度圆直径圆周速度v(2)齿宽b 4)计算实际载荷系数(1查表10-2得(2)V=1.344m/s,7级精度，查图10-8得(3）齿轮的圆周力，查表10-3得齿间载荷分配系数。设计计算及说明结果（4）查表10-4用插值法查的7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，则载荷系数为：由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径：(5)计算模数3)按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为：1) 确定公式的各计算数值：（1）试取（2）由式（10-5)
