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1、河北工程大学机械设计课程设计说明书展开式二级圆柱齿轮减速器设计第一章概述2第二章电动机选择32.1 电动机选型和结构形式32.2 电动机功率的选择3第三章 运动和动力参数计算53.1传动比计算与分配53.2计算传动装置和运动参数和动力参数5第四章传动零件的设计计算和结构设计74.1带传动的设计74.2高速级齿轮传动设计计算104.3低速级齿轮传动设计计算15第五章轴的设计205.1输出轴设计205.2中间轴结构设计255.3 输入轴结构设计26第六章轴承选择与校核28第七章联轴器选择、键选择与校核307.1联轴器选择307.2键选择与校核30第八章箱体设计31第九章 润滑油及其润滑方式选择32
2、参考文献32- 1 -第一章概述一、设计任务书一章概述题目：展开式二级圆柱齿轮减速器设计1. 总体布置简图：1.已知条件 (1)带式运输机数据：见数据表。(2)工作条件：单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微冲击。运输带速度允许速度误差为5%。(3)使用期限：工作期限为十年，大修期为三年。 (4)生产批量及加工条件：小批量生产。设计进度 2. 设计过程 1) 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2) 第二阶段：轴与轴系零件的设计3) 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4) 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写3.原始数据：运输机工作轴转矩:500 Nm ；带工
3、作速:1.2 m s-1；卷筒直径:360 mm4.设计任务:1)选择电机型号；2)设计带传动；3)设计减速器；4)选择联轴器及其它附件。5. 、工作量1)减速器装配图一张（0号图）；2)零件工作图三张（电机皮带轮、输出轴、输出轴上大齿轮）；3)设计说明书一份（做好设计记录，交设计记录本）。4、数据表方 案1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-10运输机工作轴转矩T(Nm)600550490470430400560500450420带工作速v(m s-1)11.11.21.31.31.41.31.21.31.4卷筒直径D/mm300300320320380360320360
4、370360二、传动方案的拟定及说明：由题目所知传动机构类型为：展开式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴承受载荷大、刚度差，中间轴承润滑较困难。第二章电动机选择2.1 电动机选型和结构形式工业上一般选用系列三相异步电动机。这类电动机属于全封闭自扇冷式电动机，其结构简单、工作可靠、启动性能好、价格低廉、维护方便。适用于非易燃、非易爆、无腐蚀性和无特殊要求的机械上。2.2 电动机功率的选择2.1工作机输出功率工作机输出功率为P （21）式中T为运输机滚筒60工作轴转矩，T=450N
5、m；为滚筒转速；由（21）得：2.2传动装置总功率为带传动效率，取2.3所需电动机功率因为其电动机额定功率可查表的以下两种电动机型号额定功率转速Y132S125.52900Y132S45.51440故选用Y系列三相异步电动机Y132S4第三章 运动和动力参数计算3.1传动比计算与分配1传动系统总传动2确定V带传动的传动比取故减速器的传动比3分配各级减速器的传动比 3.2计算传动装置和运动参数和动力参数1各轴都 转速2各轴的功率3各轴的转矩 轴名参数电动机轴1轴2轴3轴转速14401107.6239.1267.13功率3.793.643.423.18扭距25.1331.3816.593452.3
6、9传动比1.34.6323.562效率0.960.970.97第四章传动零件的设计计算和结构设计4.1带传动的设计1确定计算功率由表8-7查的工作情况系数 2选择V带带型根据 、由图8-10选用A型3确定带轮的基准直径并验算带速1） 初选小带轮的基准直径由表8-6和表8-8取小带轮的基准直径2） 验算带速按式8-13验算带的速度因为故带速适合3） 计算大带轮的基准直径根据式（8-15a）计算大带轮的基准直径根据表8-8圆整为4确定v带的中心距和基准长度1） 根据式（8-20）初定中心距2） 由式（8-22）计算带所需基准长度由表8-2选带的基准长度3） 按式（8-23）计算实际中心距中心距变化
7、范围5验算小带轮上的包角6计算带的根数1） 计算单根V带额定功率由查表8-4a得根据和A型带查表8-4b得查表8-5得查表8-2得于是2） 计算V带根数取4根7计算单根V带的初拉力的最小值由表8-3得A型带的单位长度质量所以 应使带的实际初拉力8计算压轴力压轴力的最小值为9带轮结构设计4.2高速级齿轮传动设计计算1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 选用斜齿轮圆柱齿轮传动2） 运输机为一般工作机器速度不高故选用8级精度3） 材料选择。由表10-1选择小齿数材料为（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。4） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数
8、为5） 选取螺旋角初选螺旋角2按齿面接触强度设计按式（10-21）计算即（1） 确定公式内的各计算值1） 试选2） 计算小齿轮传递转矩3） 由表10-7选取齿宽系数4） 由表10-6查的材料的弹性影响系数5） 由图10-21按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮接触疲劳强度极限6） 由式10-13计算应力循环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安全系数由式（10-12）得 9） 由图10-31选取区域系数10） 由图10-26 则（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径由公式得2） 计算圆周速度3） 计算齿宽b及模数齿高之比4） 计算纵向重合度5）
9、 计算载荷系数K已知使用系数根据8级精度由表10-8查的由表10-4用插值法查的8度精度想，小齿轮相对支承对称布置时，由查得10-13得,由表10-3查得,故载荷系数6） 按实际的载荷系数校正所得分度圆直径由式（10-10a）得7） 计算模数3按齿根弯曲强度设计由式（10-17）（1） 确定计算参数1） 计算载荷系数2） 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3） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数 4） 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数由式（10-12）得5） 查取齿形系数由表10-15查得6） 查表应力校正系数，由表10-5查得7） 计算大小齿轮的并加以比较
10、 大齿轮的数值大（2） 设计计算由公式取则去整为4几何尺寸计算1） 计算中心距将中心距圆整为1252） 按圆整后的中心距修正螺旋角3）计算大小齿轮的分度圆直径4）计算齿轮宽度取4.3低速级齿轮传动设计计算1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 选用斜齿圆柱齿轮传动2） 运输机为一般工作机器、速度不高、故选用8级精度3） 材料选择由表10-1选用小齿轮材料为40r（调质）硬度为2404） 选小齿轮齿数 大齿轮齿数2按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-9a）进行计算即（1） 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮传递转矩3） 由表10-7选取宽度系数4） 由表10-6查的材
11、料的弹性影响系数5） 由图10-21d按齿面硬度查的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10-13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安全系数由式（10-12）得 9） 由图10-26查得 即10） 由图10-30选取区域系数（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径中较小的值2）计算圆周速度 3）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8级精度 由图10-8查得动载系数由表10-4查得的值与直齿轮相同故由图10-13查得由表10-3查得6） 计算纵向重合度7） 按实际的载荷系数校正所算得分度圆直
12、径由式（10-10a）得8） 计算模数3按齿根弯曲强度设计由式（10-17）（1） 强度计算参数1） 计算载荷系数2） 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3） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数4） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数由式（10-12）得5） 查取齿轮系数由表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） 设计计算对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算的描述m大于由齿根弯曲疲劳强度计算模数由于齿轮模数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反与齿轮直径有关，可取
13、由弯曲强度算的模数2.72并就近圆整为标准值按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数故取整大齿轮齿数故取整4几何尺寸计算（1） 计算中心距将中心距圆整为175mm（2） 按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不多，故参数等不必修正（3） 计算分度圆直径 （4） 计算齿轮宽度 圆整取第五章轴的设计5.1输出轴设计1求输出轴的功率转速和转矩 2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为圆周力径向力轴向力3初步确定轴的在校直径先按式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理根据15-3取于是得因最小直径在装齿轮此处有一键槽故轴应增大输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径（图15-26）为了使选的直径与联轴器的孔径相适应故需同时选取联轴器型号联轴器的计算转矩按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查标准或手册选用HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为630000N.mm半联轴器的孔径因最小直径在装齿轮此处有一键槽故轴应增大故取半联轴器长度半联轴器与轴配合的轂孔长度4轴的结构设计（1）拟定轴上零件的的装配方案如下图所示
