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1、 机械设计课程设计阐明书设计题目： 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 传动方案的拟定及阐明32.2 电动机的选择42.3 计算传动装置的运动和动力参数72.4 传动件的设计计算92.5 轴的设计计算322.6 轴承校核442.7 键联接的选择及校核452.8 低速轴联轴器的选择472.9 润滑方式的拟定472.10 减速器机体构造尺寸483 设计小结501 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。持续单向运转，载荷平稳，空载启动，室外工作，有粉尘；工作期限（每年工作300天）。立轴的速度容许误差为5%。开式锥齿轮的传动
2、比i锥=4，小批生产。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.传动方案的拟定和阐明 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，运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阐明成果2.1 传动方案的拟定及阐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 设计计算及阐明成果2.2 电动机的选择1电动机类型和构造形式选择按工作规定，可选一般用途的Y系列三相
3、异步交流电动机，为卧式封闭构造。2选择电动机容量（1）工作机所需功率 （2）电动机的输出功率由课程设计指引书P7页，表2-4查取圆柱斜齿轮，圆锥齿轮，联轴器，滚动轴承的传动效率分别为0.95，0.93，0.99，0.98，则传动装置总效率：故= 3.选择电动机的转速由机械设计课程设计表22中查得，两级圆柱齿轮减速器的传动比范畴为i=8-6，从表2-1中查得圆锥齿轮传动比为i=2-3，故可得电机的输出转速范畴为：设计计算及阐明成果N=(860)*（23）*36=（5766480）r/min 初选同步转速为1000r/min和1500r/min的电动机拟定电动机的型号是：Y132m-4，根据课程设
4、计指引书P13表2-5，可得具体方案为表1 表1电动机参数的选择方案故= 3.选择电动机的转速由机械设计课程设计表22中查得，两级圆柱齿轮减速器的传动比范畴为i=8-6，从表2-1中查得圆锥齿轮传动比为i=2-3，故可得电机的输出转速范畴为：N=(860)*（23）*36=（5766480）r/min 初选同步转速为1000r/min和1500r/min的电动机拟定电动机的型号是：Y132m-4，根据课程设计指引书P13表2-5，可得具体方案为表1设计计算及阐明成果表1电动机参数的选择方案方案电机型号额定功率(kw)满载转速(r/min)堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩质量1Y132M1-
5、649602.02.2732Y112M1-4414402.22.3433Y132S1-2428902.22.345由表格数据可得，三个方案均符合规定。方案2的转速为1440r/min，较一般，价格便宜，其传动比也不大，传动装置构造紧凑，且质量也比较轻。型号为Y112m-4，可列出具体参数如表2表2Y112m-4 电机的重要技术数据系列代号机座中心高长度代号极数额定功率满载转速质量外型Y系列三相异步电机112 M4 4144043笼型封闭自扇冷式设计计算及阐明成果2.3计算传动装置总传动比和各级传动比（1）总传动比 （2）分派各级传动比：总的传动比等于各传动比之积。在此方案中共有3级传动比，即高
6、速级传动比，低速级传动比，圆锥传动比=4参照课程设计指引书可知，对于两级圆柱齿轮减速器，为使两级的大齿轮有相近的浸油限度，高速传动比和低速传动比可按下列方案分派：一般取=（1.11.5）则=3.53 =2.83实际转速为：立轴的速度误差： 因此，数据选择合理。（四）计算传动装置的运动参数1.各轴转速：电动机轴、减速器高速轴，减速器低速轴。，2各轴的输入功率P设计计算及阐明成果3各轴的转矩T，将计算成果汇总列表得项目电机轴高速轴中间轴低速轴转速（r/min）14401440408144功率（kg）43.963.6873.432转矩（KN.M）26.52262686.30277.61传动比13.5
7、32.834效率0.990.92160.92160.92072.4 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级别、材料及齿数：（1）选择材料及热解决 小圆柱齿轮选用40Cr，调质解决，调质硬度为280HBS，大圆柱齿轮选用45钢，调质解决，调质硬度为240HBS，两者材料硬度差为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、按齿面接触强度计算 按式（10-24）试算（机械设计第九版 P2191）拟定式中各值(1) 试取载荷系数为Kt=1.3(2) 计算小齿传递的扭矩为 (3) 由机械设计 图10-2
8、0取区域系数=2.433(4) 由表10-7取齿宽系数=1.设计计算及阐明成果(5) 由表10-5查得材料弹性影响系数=189.8.(6) 由式（10-21）计算接触疲劳强度用重叠度系数由式（10-23）可得螺旋角系数 (7) 由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa.大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa.(8) 应力循环次数由10-19取接触疲劳寿命系数接触疲劳许用应力: 设计计算及阐明成果取失效概率为1%.安全系数为 S=1.由 式 取两者中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即：2）计算(1)小齿轮分度圆直径.(2)计算圆周速度(3)齿宽b及模数(5)计算
9、载荷系数K由表10-2得使用系数根据v=2.637m/s,七级精度级别由图10-8查的动载系数，(6)齿轮的圆周力设计计算及阐明成果因此查表10-3得载荷分派系数（7）由表10-4查的，由图10-13查的，(6)按实际载荷系数下的校正分度圆直径(7)计算模数m3.按齿根弯曲强度设计由式（10-17）(1) 拟定参数1)试选载荷系数 2）由式(10-8),可得计算疲劳强度的重叠度系数设计计算及阐明成果3) 由式（10-19），可计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数 4) 计算由当量齿数 由图10-17查得齿形系数为 由图10-18查得应力校正系数: 由图10-24C查得小齿轮弯曲疲劳强度 查得大齿轮弯曲
10、疲劳强度 由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数取设计计算及阐明成果计算弯曲疲劳许用应力，取S=1.4，由式（10-14）得计算用为大齿轮的不小于小齿轮，因此取：=0.01685)试算模数 （2）调节齿轮模数计算实际载荷系数前的数据准备1) 圆周速度v设计计算及阐明成果 齿宽b 3）尺高h及齿宽高比b/h （6）计算实际载荷系数1) 根据v=1.823m/s，7级精度，由图10-8查得系数由查表10-3得齿间载荷分布系数2) 由表10-4用插值法查得结合b/h=9.087查图10-13得则载荷系数为（7）由试（10-13），可得按实际载荷系数得的齿轮模数 设计计算及阐明成果对比计算成果，由齿面接触
11、疲劳强度计算的法面模数不小于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，从满足弯曲疲劳强度出发，从原则值中就近取，为了同步满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度计算分度圆直径来计算小齿轮，即 取为22取为784几何尺寸的计算 （1）计算几何中心距圆整后取中心距a102mm（2）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）计算齿轮宽度设计计算及阐明成果5.圆整中心距后的强度校核 齿轮副的中心距在圆整后，和，等均发生变化，应重新校核齿轮强度，以明确齿轮的工作能力。（1） 尺面接触疲劳强度校核 按前面措施计算以上数据得将以上数据代入得因此齿面接触疲劳满足规定2）齿根弯曲疲劳强度校核按前面的措施计算出数据，得设计计算及阐明成果因此因此：满足齿根弯曲疲劳，且小齿轮的抗弯曲破坏能力不小于大齿轮设计计算及阐明成果6.结论如下表齿数齿宽螺旋角精度压力角中心距Z1=22 Z2=78b1=45mm b2=50mm7a=129mm(二)低速级齿轮设计计算1、选择精度级别，材料和齿轮齿数 1）材料：由机械设计表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调质解决)硬度为270-290HBS. 大齿轮材料为45钢(调质解决)硬度为230-250HBS,硬度差为40HBS.2）由于碾
