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1、机械设计（论文）说明书 题 目：二级斜齿圆柱齿轮减速器 系 别： XXX系 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称：目 录第一部分 课程设计任务书-3第二部分 传动装置总体设计方案-3第三部分 电动机的选择-4第四部分 计算传动装置的运动和动力参数-7第五部分 齿轮的设计-8第六部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计-17第七部分 键连接的选择及校核计算-20第八部分 减速器及其附件的设计-22第九部分 润滑与密封-24设计小结-25参考文献-25第一部分 课程设计任务书一、设计课题： 设计两级展开式圆柱齿轮减速器,使用期限8年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车
2、间有三相交流,电压380/220V。二. 设计要求:1.减速器装配图一张(A1或A0)。2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤:1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计第二部分 传动装置总体设计方案1.组成：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
3、：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：图一: 传动装置总体设计图初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。计算传动装置的总效率ha:ha=h1h23h32h4h5=0.960.9830.9720.990.96=0.81h1为V带的效率,h2为轴承的效率,h3为齿轮啮合传动的效率,h4为联轴器的效率,h5为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率）。第三部分 电动机的选择1 电动机的选择皮带速度v:v=1.4m/s工作机的功率pw:pw= 7.7 KW电动机所需工作功率为:pd= 9.51 KW执行机构的曲柄转速为
4、:n = 59.4 r/min 经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1=24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i2=840，则总传动比合理范围为ia=16160，电动机转速的可选范围为nd = ian = (16160)59.4 = 950.49504r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y160M1-2的三相异步电动机，额定功率为11KW,满载转速nm=2930r/min，同步转速3000r/min。2 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比： 由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:ia=n
5、m/n=2930/59.4=49.3（2）分配传动装置传动比:ia=i0i 式中i0,i1分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0=3，则减速器传动比为:i=ia/i0=49.3/3=16.4取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:i12 = 则低速级的传动比为:i23 = 3.55第四部分 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:nI = nm/i0 = 2930/3 = 976.7 r/minnII = nI/i12 = 976.7/4.62 = 211.4 r/minnIII = nII/i23 = 211.4/3.55 = 59.5 r/minnIV =
6、 nIII = 59.5 r/min（2)各轴输入功率:PI = Pdh1 = 9.510.96 = 9.13 KWPII = PIh2h3 = 9.130.980.97 = 8.68 KWPIII = PIIh2h3 = 8.680.980.97 = 8.25 KWPIV = PIIIh2h4 = 8.250.980.99 = 8 KW 则各轴的输出功率：PI = PI0.98 = 8.95 KWPII = PII0.98 = 8.51 KWPIII = PIII0.98 = 8.08 KWPIV = PIV0.98 = 7.84 KW(3)各轴输入转矩:TI = Tdi0h1 电动机轴的输
7、出转矩:Td = = 31 Nm 所以：TI = Tdi0h1 = 3130.96 = 89.3 NmTII = TIi12h2h3 = 89.34.620.980.97 = 392.2 NmTIII = TIIi23h2h3 = 392.23.550.980.97 = 1323.5 NmTIV = TIIIh2h4 = 1323.50.980.99 = 1284.1 Nm 输出转矩为：TI = TI0.98 = 87.5 NmTII = TII0.98 = 384.4 NmTIII = TIII0.98 = 1297 NmTIV = TIV0.98 = 1258.4 Nm第五部分 V带的设计
8、1 选择普通V带型号 计算功率Pc:Pc = KAPd = 1.19.51 = 10.46 KW 根据手册查得知其交点在A型交界线范围内，故选用A型V带。2 确定带轮的基准直径，并验算带速 取小带轮直径为d1 = 100 mm,则：d2 = n1d1(1-e)/n2 = i0d1(1-e) = 3100(1-0.02) = 294 mm 由手册选取d2 = 300 mm。 带速验算：V = nmd1/(601000)= 2930100/(601000) = 15.33 m/s介于525m/s范围内，故合适。3 确定带长和中心距a0.7(d1+d2)a02(d1+d2)0.7(100+300)a
9、02(100+300)280a0800 初定中心距a0 = 540 mm，则带长为:L0 = 2a0+(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4a0)= 2540+(100+300)/2+(300-100)2/(4540)=1727 mm 由表9-3选用Ld = 1800 mm，确定实际中心距为：a = a0+(Ld-L0)/2 = 540+(1800-1727)/2 = 576.5 mm4 验算小带轮上的包角a1:a1 = 1800-(d2-d1)57.30/a= 1800-(300-100)57.30/576.5 = 160.1012005 确定带的根数：Z = Pc/(P0+DP0)KL
10、Ka)= 10.46/(2.11+0.37)1.010.95) = 4.4故要取Z = 5根A型V带。6 计算轴上的压力： 由初拉力公式有：F0 = 500Pc(2.5/Ka-1)/(ZV)+qV2= 50010.46(2.5/0.95-1)/(515.33)+0.1015.332 = 134.8 N 作用在轴上的压力：FQ = 2ZF0sin(a1/2)= 25134.8sin(160.1/2) = 1327.6 N第六部分 齿轮的设计（一） 高速级齿轮传动的设计计算1 齿轮材料、热处理及精度： 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用渐开线斜齿轮。 1） 材料：高速级小齿轮选用
11、40Cr钢调质，齿面硬度为小齿轮：274286HBW。高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮：225255HBW。取小齿齿数：Z1 = 25，则：Z2 = i12Z1 = 4.6225 = 115.5 取：Z2 = 116 2） 初选螺旋角:b = 13.50。2 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：确定各参数的值: 1) 试选Kt = 1.6 2) T1 = 89.3 Nm 3) 选取齿宽系数yd = 1 4) 由表8-5查得材料的弹性影响系数ZE = 189.8 5) 由图8-15查得节点区域系数ZH = 2.44 6) 由式8-3得：ea = 1.88-3.2(1/Z1
12、+1/Z2)cosb = 1.88-3.2(1/25+1/116)cos13.50 = 1.677 7) 由式8-4得：eb = 0.318ydZ1tanb = 0.318125tan13.50 = 1.91 8) 由式8-19得:Ze = = = = 0.772 9) 由式8-21得：Zb = = = 0.99 10) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim1 = 650 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim2 = 530 MPa。 11) 计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N1 = 60nkth = 60976.71830028 = 2.25109大齿轮应力循环次数：N2 = 60nkth = N1/u = 2.25109/4.62 = 4.87108 12) 由图8-19查得接触疲劳寿命系数:KHN1 = 0.87,KHN2 = 0.9 13) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:sH1 = = 0.87650 = 565.5 MPasH2 = = 0.9530 = 477 MPa许用接触应力:sH = (sH1+sH2)/2 = (565.5+477)/2 = 521.25 MPa3 设计计算:小齿轮的分度圆直径:d1t:= = 54.7 mm
