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1、机械设计课程设计双级圆柱齿轮减速器一、 设计任务书 设计题目：设计一带式传输机传动装置中的双级斜齿圆柱齿轮减速器。（附简图）设计数据及工作条件： F=6000N; V=1.3m/s; D=400毫米；滚筒效率=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）；设计注意事项： 生产规模：中小批量； 工作环境：有灰尘； 载荷特性：载荷平稳，连续单向运转；工作情况：两班制，连续单项运转，载荷较平稳；使用折旧期：8years工作环境：室内，灰尘较大，环境温度上限35；动力来源：电力，三相交流，电压380/220V;检修间隔期：四年一大修，二年一中修，半年一小修；制造条件及成产批量：一般机械厂制造，小批量生产。设计
2、由减速器或其它机械传动装配图1张。零件图2张，及设计计算说明书一份组成。设计中所有标准均按我国标准采用。二传动方案的分析与拟定Nw=601000V/D=62.1 r/min一般选用同步转速为1000r/min或者1500r/min的电动机作原动机，则可估算出传动装置的总传动比i约为70或47。根据这个传动比及工作条件可有三种方案，对这三种传动方案进行分析比较可知：选择链传动，减速器的尺寸小，链传动的尺寸较紧凑。三、电动机的选择3.1.电动机类型的选择根据工作条件及工作环境，选用卧式封闭型Y(IP44)系列三相交流异步电动机。3.2.电动机容量1)工作所需功率Pw=FVnw/9550=60001
3、.3/9550=8.125Kw2)电动机输出功率Pd 为了计算电动机所需功率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总功率。设、分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为8级）、滚动轴承、开式滚子链传动、滚筒的效率，由表查的： =0.99； =0.97； =0.99； =0.92； =0.96则传动装置的总效率为 电动机所需功率为 Pd= Pw/=(8.1/0.7745)Kw=10.46Kw由表选取电动机的额定功率为11 Kw。3.3.电动机转速 传动比 i=i链i高i低=（23）（35）2=1875nd=nw（1875）=9183825（r/min） 选择常用的同步转速为1500r/min和1
4、000r/min两种。3.4.电动机型号根据电动机所需功率和同步转速，查表可知，电动机的型号为Y112M-4和Y132M1-6。根据电动机满载转速Nm和滚筒转速Nw可算出总传动比。现将此两种电动机数据和总传动比列于下表中： 表3-1 电动机的数据及总传动比方案号电动机型号额定功率/Kw同步转速 /（r/min）满载转速/(r/min)总传动比轴外伸轴径/mm轴外伸长度/mm1Y112M-44.01500144058.0628602Y132M1-64.0 1000 96038.71 38 80 由上表可知，方案中虽然电动机转速高、价格低，但总传动比大。为了能合理地分配传动比，使传动装置结构紧凑，
5、决定选用方案2，即电动机型号为Y132M1-6。3.5.电动机外型简图及安装尺寸BCLEACCCABBHHDHABCEABACHD1322161788980280270315四、传动装置的运动和运动参数计算4.1总传动比的确定及各级传动比的分配4.1.1.理论总传动比i=Nm/Nw=960/21.2=38.714.1.2.各级传动比分配 根据表可知，取链传动的传动比=3，则减速器的总传动比为 =38.71/3=12.9 双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比 = = =4.095 低速级的传动比 4.2 各轴的转速计算： 4.3 各轴的输入功率计算：各轴功率：轴：=8.99x0.99kw=10.36
6、kw,轴：=10.36*0.97*0.99=9.95kw,轴： =9.95*0.97*0.99=9.55kw,卷筒轴： =9.55*0.99*0.99=9.36kw； 4.4各轴的输入转矩计算：=9550*/=9550*10.36/960=103.06(KNm)=9550*/=9550*9.95/234.43=405.38(KNm)=9550*/=9550*9.55/74.42=1225.51(KNm) =9550*/=9550*9.36/74.42=1201.13 (KNm) 将上述计算器结果列于下表中，以供查用： IV 表2-2 各轴的运动及动力参数轴号转速n/(r/min)功率P/KW转
7、矩T/(KN)传动比i960 10.36 103.064.0953.1501233.01 9.95 405.38 74.429.55 1225.51 74.429.36 1201.13五、传动零件的设计计算 5.1减速器外部传动零件的设计计算链传动： 已知传递的功率=9.36KW，小链轮转速=74.42r/min，大链轮转速=21.2r/min，载荷平稳，链传动中心距的距离可调整且应大于（450/2）=225mm。（1） 选择链轮齿数传动比= / =74.42/21.2=3.51。根据链轮齿数取奇数原则，并由表2-11（1P38）选小链轮齿数=29。大链轮齿数，取=103120，合适。（2）
8、初定中心距，确定链节数 由，初定中心距，根据式2-27（1P39），则链节数为 =149.47节 圆整成偶数，则取=150节。（3） 计算所需的额定功率、确定链的型号和节距根据式（2-26）（1P37），已知链传动工作平稳，电动机驱动，由表2-9（1P38）选=1.0； 初选单排链，由表2-10（1P38）查得多排链系数=1.0； 先假设选型点位于功率曲线顶部的左侧，则 齿轮系数： 链长系数： 因此，得单排链所需的额定功率为 根据、，查图2-14（1P36），选择滚子链型号为12A，由表2-8（1P33）知，其节距P=19.05mm。选型点落在功率曲线定点的左侧，与假设相符。（4） 计算链长L
9、和中心距a 计算链长得根据式（2-28）（1P39），中心距由于中心距是可调整的，其调整量一般为 则由式（2-29）（1P39）得实际安装中心距 故符合设计要求。（5） 计算平均链速V和压轴力计算得平均链速得 根据式（2-30）（1P39），压轴力,取，则 （6） 选择润滑方式 根据V=0.685m/s，链节距P=19.05mm，根据图2-15（1P37），链传动选择人工定期润滑或滴油润滑。（7） 设计结果： 滚子链型号为12A-1*150GB1243.11983，节距P=19.05mm，单排链，链节数=150节，链轮齿数=29，=103，实际安装中心距=729.2mm。5.2 减速器内部传动
10、零件的设计计算（齿轮传动）1）高速级圆柱齿轮传动 高速级主动轮输入功率=10.36KW，转速=960r/min，齿数比，单向运转，载荷中等冲击，每天工作16小时，预期寿命5年，可靠性要求一般，轴的刚性较小，动机驱动。（1） 选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力A 选择齿轮材料、热处理方式 按使用条件，属中速、中载，重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿面齿轮，且小齿轮硬度比大齿轮大3050HBS。由表3-1（1P50）具体选用如下： 小齿轮：45钢，调质处理，硬度为217255HBS; 大齿轮：45钢，正火处理，硬度为169217HBS。 取小齿轮齿面硬度为230HBS，大齿轮为200HB
11、S。 B. 确定许用应力 极限应力和 按齿面硬度查图3-6（1P51）得，=580，=550，查图3-8（1P53）得=220，=210。 计算应力循环次数N，确定寿命系数、 查图3-7（1P52），=1； 查图3-9（1P53），=1。 计算许用应力 由表3-2（1P51）取=1，=1.4 由式（3-1）（1P50）得 由式（3-2）（1P52）得 （2） 分析失效形式，确定设计准则由于设计的是软齿面闭式齿轮传动，其主要失效是齿面疲劳点蚀，若模数过小，也可能发生轮齿疲劳折断。因此，该齿轮传动应按齿面接触疲劳强度进行设计，确定主要参数，然后再校核轮齿的弯曲疲劳强度。（3） 初步确定齿轮的基本参
12、数和主要尺寸1. 计算小齿轮的名义转矩 =9.55*10.36/960 =103060.42(Nmm)2. 选择齿轮类型预估齿轮的圆周速度。根据齿轮传动的工作条件（中速、中载、等），可选用斜齿圆柱齿轮传动。 3. 选择齿轮传动的精度等级按预估的圆周速度，由表3-3（1P54）初步选用7级精度。4. 初选参数初选：，由表3-6（1P70）取。5. 初步计算齿轮的主要尺寸 用式（3-14）（1P67）设计计算时，需首先确定系数、。 因电动机驱动，载荷中等冲击，齿轮速度不高，非对称布置，轴的刚性较小。取。由图3-15（1P60）查得；查表3-5（1P58）得；取，。 由式（3-14）（1P67），可初步计算出齿轮的分度圆直径，模数、中心距a等主要参数和几何尺寸： 按表3-7（1P71），取标准模数，则中心距
