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1、机械设计课程设计说明书设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器 设计者：第四维指导教师：刘博士2011年12月23日 / 目录一、设计题目 3二、传动装置总体设计 3三、选择电动机 3四、确定传动装置传动比分配5五、计算传动装置运动和动力参数5六、齿轮的设计6七、减速机机体结构设计13八、轴的设计14九、联轴器的选择23十、减速器各部位附属零件设计 23十一、润滑方式的确定24一.设计题目设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。轻微震动，单向运转，在室内常温下长期连续工作。卷筒直径D=220mm,运输带的有效拉力F=1500N,运输带速度,电源380V,三相交流.二.传动装置总体设计1. 组成
2、：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下：三选择电动机1.选择电动机类型： 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压380V，Y型。2.选择电动机的容量 电动机所需的功率为： 所以 由电动机到运输带的传动总功率为 联轴器效率：0.99滚动轴承的传动效率：0.98圆柱齿轮的传动效率：0.97卷筒的传动效率：0.96则：所以 3.确定电动机转速卷筒的工作转速为 二级圆柱齿轮减速器传动比所以电动机转速可选范围为 符合这
3、一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。根据容量和转速，由书本表14.1或有关手册选定电动机型号为Y100L-4。其主要性能如下表：电动机型号额定功率KW同步转速r/min额定转速r/minY100L1-4 2.2150014202.22.2综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为Y100L1-4，其主要参数如下；四.确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比： 分配传动比：，取，经计算注： 为高速级传动比，为低速级传动比。五.计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴；
4、，依次为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的的传动效率。1.各轴转速： =2.各轴输入功率： 3.各轴输入转矩： 1-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘轴承传动效率0.99。运动和动力参数结果如下表：功率P/KW转矩T/(Nmm)转速n/(r/min)传动比i效率电动机轴2.0214201轴2.00142010.992轴1.90312.14.550.953轴1.81963.250.95卷筒轴1.769610.97六.齿轮的设计.高速级大小齿轮的设计1材料选择,由表10-1选择小齿轮材料为40Cr,硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HB
5、S2 选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取3按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1）确定公式内内的各计算数值1）试选载荷系数2）计算小齿轮的传递转矩3）由表10-7选取齿宽系数4）由表10-6查的材料的弹性系数5）由图10-21d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。6）由式计算应力循环次数。7)由图10-19取接触疲劳寿命系数,.8)计算疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式得（2）计算1）试算小齿轮的分度圆直径，代入中较小的值。2）计算圆周速度v.3)计算齿宽b。4)计算齿宽与齿高之比。 模数 齿高 5）计算载荷系数。根据v=2.44m/s，7级
6、精度，由图10-8查得动载系数，直齿轮，,由表10-2查得使用系数由表10-4用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，由查图10-13得,故载荷系数6)按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式得7）计算模数。4. 按齿根弯曲强度设计由式得弯曲强度的设计公式为(1)确定公式内的各计算数值1）由式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2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数,3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数,由式得4)计算载荷系数K。5)查取齿形系数。由表10-5查得 ，6）查取应力校正系数。由表10-5查得 ，7）计算大小齿轮的并加以比较。大齿轮的数值大。（2
7、）设计计算对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数1.03并就近圆整为标准值m=2.5mm,按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数大齿轮齿数 ，取5几何尺寸计算（1）计算分度圆直径(2) 计算中心距(3) 计算齿轮宽度取,.低速级大小齿轮的设计：1. 材料选择.由表10-1选择小齿轮材料为40Cr,硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢硬度为240HBS，二者材料硬度差40HBS。2. 选小齿轮齿数，大齿轮齿数3.按齿面
8、接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数2）计算小齿轮的传功转矩3）由表10-7选取齿宽系数4）由表10-6查得材料的弹性影响系数5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限6）由式计算应力循环次数7）由图10-19取接触疲劳寿命系数,8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式得（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值2）计算圆周速度v3）计算齿宽b4）计算齿宽与齿高之比模数 齿高 5）计算载荷系数。根据v=0.87m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数直齿轮，由表10-2查得使用
9、系数由表10-4用差值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时由,查图10-13得,故载荷系数6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，有式得7）计算模数m4. 按齿根弯曲强度设计由式得弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的各计算数值1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲强度极限 2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数, 3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式得4）计算载荷系数K5）查取齿形系数由表10-5查得 , 6）查取应力校正系数。由表10-5查得 , 7）计算大小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大（2）设计计算对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计
10、算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度做决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数1.65并就近圆整为标准值m=2，按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数大齿轮齿数 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑。避免浪费5. 几何尺寸计算（1）几何分度圆直径（2）计算中心距（3）计算齿轮宽度取， 七减速器机体结构尺寸如下名称符号计算公式结果机座厚度10机盖厚度10机盖凸缘厚度15机座凸缘厚度15机座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M16地脚螺钉数目4轴承旁
11、联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）8视孔盖螺钉直径=（0.30.4）5定位销直径=（0.70.8）8，至外箱壁的距离查手册表112342218，至凸缘边缘距离查手册表1122816外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离1.215齿轮端面与内箱壁距离16箱盖，箱座肋厚77轴承端盖外径轴承孔直径+（55.5）72（I 轴）77（II 轴）97（III轴）轴承旁联结螺栓距离72（I 轴）77（II 轴）97（III轴）八轴的设计 轴的设计轴是减速器的主要零件之一，轴的结构决定轴上零件的位置和有关尺寸。1中间轴图4-1
12、 轴的材料选用45钢，调质处理。按文献【一】表15-3，取A0=110mm。于是，取。输出轴最小直径显然是安装轴承处直径，由文献【二】表12.1，根据轴最小直径是30mm，轴承可选圆柱滚子轴承N205E型，其基本尺寸为dDB=255215mm,故此处轴的直径为25mm，即段上的直径d1=25mm。此段长度l1=15mm。 段轴直径取,段处轴肩的高度h=（0.070.1）d1=2.13mm。因为该轴肩不承受轴向力，故取h=2mm，此处有键，直径增大5%，则此处轴的直径d3=35mm。又因为此处与齿轮配合，故其长度应略小于齿宽，取l3=32mm。段，齿轮的定位轴肩高度h=（0.070.1）d2=2.53.4
