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1、二级直齿圆柱齿轮减速器课程设计 仅供参考一. 课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V表一: 题号 参数 1 2 3 4 5运输带工作拉力（kN） 2.5 2.3 2.1 1.9 1.8运输带工作速度（m/s） 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4卷筒直径（mm） 250 250 250 300 300二. 设计要求1.减速器装配图一张(A1)。2.CA
2、D绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。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1.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：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
3、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）。传动装置的总效率 0.96 0.970.960.759； 为V带的效率, 为第一对轴承的效率， 为第二对轴承的效率， 为第三对轴承的效率， 为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为7级精度，油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。2.电动机的选择电动机所需工作功率为： P P / 19001.3/10000.7593.25kW, 执行机构的曲柄转速为n =82.76r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i 24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i 840，则总传动比合理范围为i 1616
4、0，电动机转速的可选范围为n i n（16160）82.761324.1613241.6r/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Y112M4的三相异步电动机，额定功率为4.0额定电流8.8A，满载转速 1440 r/min，同步转速1500r/min。 方案 电动机型号 额定功率P kw 电动机转速 电动机重量N 参考价格元 传动装置的传动比 同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3 7.02中心高 外型尺寸L（AC/2+AD）HD 底脚安装尺寸AB 地脚螺栓孔
5、直径K 轴伸尺寸DE 装键部位尺寸FGD132 515 345 315 216 178 12 36 80 10 413.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 n /n1440/82.7617.40（2） 分配传动装置传动比 式中 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 2.3，则减速器传动比为 17.40/2.37.57根据各原则，查图得高速级传动比为 3.24，则 2.334.计算传动装置的运动和动力参数（1） 各轴转速 1440/2.3626.09r/min 626.09/3.2
6、4193.24r/min / 193.24/2.33=82.93 r/min = =82.93 r/min（2） 各轴输入功率 3.250.963.12kW 2 3.120.980.952.90kW 2 2.970.980.952.70kW 24=2.770.980.972.57kW则各轴的输出功率： 0.98=3.06 kW 0.98=2.84 kW 0.98=2.65kW 0.98=2.52 kW（3） 各轴输入转矩 = N?m电动机轴的输出转矩 =9550 =95503.25/1440=21.55 N?所以: =21.552.30.96=47.58 N?m =47.583.240.980
7、.95=143.53 N?m =143.532.330.980.95=311.35N?m = =311.350.950.97=286.91 N?m输出转矩： 0.98=46.63 N?m 0.98=140.66 N?m 0.98=305.12N?m 0.98=281.17 N?m运动和动力参数结果如下表轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min 输入 输出 输入 输出 电动机轴 3.25 21.55 14401轴 3.12 3.06 47.58 46.63 626.092轴 2.90 2.84 143.53 140.66 193.243轴 2.70 2.65 311.35 305.12
8、82.934轴 2.57 2.52 286.91 281.17 82.936.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，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮（1） 齿轮材料及热处理 材料：高速级小齿轮选用 钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数 =24高速级大齿轮选用 钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS Z =iZ =3.2424=77.76 取Z =78. 齿轮精度按GB/T100951998，选择7级，齿根喷丸强化。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:试选 =1.6查课本 图10-30 选
9、取区域系数 Z =2.433 由课本 图10-26 则 由课本 公式10-13计算应力值环数N =60n j =60626.091（283008）=1.442510 hN = =4.4510 h #(3.25为齿数比,即3.25= )查课本 10-19图得：K =0.93 K =0.96齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用 公式10-12得: = =0.93550=511.5 = =0.96450=432 许用接触应力 查课本由 表10-6得： =189.8MP 由 表10-7得: =1T=95.510 =95.510 3.19/626.09=4.8610 N.m3.设计计
10、算小齿轮的分度圆直径d = 计算圆周速度 计算齿宽b和模数 计算齿宽b b= =49.53mm计算摸数m 初选螺旋角 =14 = 计算齿宽与高之比 齿高h=2.25 =2.252.00=4.50 = =11.01计算纵向重合度 =0.318 =1.903计算载荷系数K使用系数 =1根据 ,7级精度, 查课本由 表10-8得动载系数K =1.07,查课本由 表10-4得K 的计算公式:K = +0.2310 b =1.12+0.18(1+0.6 1) 1+0.2310 49.53=1.42查课本由 表10-13得: K =1.35查课本由 表10-3 得: K = =1.2故载荷系数:KK K
11、K K =11.071.21.42=1.82按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d =d =49.53 =51.73 计算模数 = 4. 齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式 确定公式内各计算数值 小齿轮传递的转矩 48.6kN?m 确定齿数z因为是硬齿面，故取z 24，z i z 3.242477.76传动比误差 iuz / z 78/243.25i0.032 5，允许 计算当量齿数z z /cos 24/ cos 14 26.27 z z /cos 78/ cos 14 85.43 初选齿宽系数 按对称布置，由表查得 1 初选螺旋角 初定螺旋角 14 载荷系数KKK K K K =11
12、.071.21.351.73 查取齿形系数Y 和应力校正系数Y 查课本由 表10-5得:齿形系数Y 2.592 Y 2.211 应力校正系数Y 1.596 Y 1.774 重合度系数Y 端面重合度近似为 1.88-3.2（ ） 1.883.2（1/241/78）cos14 1.655 arctg（tg /cos ）arctg（tg20 /cos14 ）20.64690 14.07609 因为 /cos ，则重合度系数为Y 0.25+0.75 cos / 0.673 螺旋角系数Y 轴向重合度 1.825,Y 1 0.78 计算大小齿轮的 安全系数由表查得S 1.25工作寿命两班制，8年，每年工作300天小齿轮应力循环次数N160nkt 60271.4718300286.25510 大齿轮应力循环次数N2N1/u6.25510 /3.241.930510 查课本由 表10-20c得到弯曲疲劳强度极限 小齿轮 大齿轮 查课本由 表10-18得弯曲疲劳寿命系数:K =0.86 K =0.93 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4 = = 大齿轮的数值大.选用. 设计计算 计算模数 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m =2mm但
