用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器

1、目 录设计任务书1传动方案的拟定及说明4电动机的选择4计算传动装置的运动和动力参数5传动件的设计计算5轴的设计计算8滚动轴承的选择及计算14键联接的选择及校核计算16连轴器的选择16减速器附件的选择17润滑与密封18设计小结18参考资料目录18机械设计课程设计任务书题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器一 总体布置简图 1电动机；2联轴器；3齿轮减速器；4带式运输机；5鼓轮；6联轴器 二 工作情况：载荷平稳、单向旋转三 原始数据鼓轮的扭矩t（nm）：1058鼓轮的直径d（mm）：230运输带速度v（m/s）：1带速允许偏差（）：5使用年限（年）：5四 设计内容1电动机的

2、选择与运动参数计算；2齿轮传动设计计算3轴的设计4滚动轴承的选择5键和连轴器的选择与校核；6装配图、零件图的绘制7设计计算说明书的编写五 设计任务1减速器总装配图一张2齿轮、轴零件图各一张3设计说明书一份六 设计进度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传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：同轴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，中间轴较长、刚度差，中

3、间轴承润滑较困难。电动机的选择1 电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式y（ip44）系列的电动机。2 电动机容量的选择1） 工作机所需功率pw pw2.3kw2） 电动机的输出功率 pw/ 0.886 pd2.59kw3 电动机转速的选择 nd（i1i2in）nw 初选为同步转速为1440r/min的电动机4 电动机型号的确。电机的额定功率要大于2.59kw，故选3kw，考虑转速原因，由表201查出电动机型号为yl100 l2-4,其额定功率为3kw，满载转速1430r/min。 计算传动装置的运动和动力参数传动装置的总传动比及其分配1 计算总

4、传动比由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为： =41.539i34.812 合理分配各级传动比由于减速器是同轴式的二级减速器，故。所以，=5.9速度偏差为0.5%5%，所以可行。各轴转速、输入功率、输入转矩项 目电动机轴高速轴i中间轴ii低速轴iii鼓 轮转速（r/min）143014302424141功率（kw）32.562.462.352.35转矩（nm）2017.1101573538传动比115.95.91效率10.990.970.970.97传动件设计计算1 选精度等级、材料及齿数1） 材料及热处理；选择小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280h

5、bs，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240hbs，要求小齿轮硬度比大齿轮大。2） 精度等级选用8级精度；3） 试选小齿轮齿数z120，大齿轮齿数z2118的；4） 选取螺旋角。初选螺旋角142 按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 即 1） 确定公式内的各计算数值（1） 试选kt1.6（2） 由图1030选取区域系数zh2.433（3） 由表107选取尺宽系数d1（4） 由图1026查得0.75，0.90，则1.65.（5） 由表106查得材料的弹性影响系数ze189.8mpa（6） 由图1021d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限hlim1

6、540mpa；大齿轮的解除疲劳强度极限hlim2500mpa；（7） 由式1013计算应力循环次数60nj60101（283005）1.45 （8） 由图1019查得接触疲劳寿命系数；计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1，安全系数s1，由式（1012）得 0.95540mpa486mpa 0.98500mpa475mpa （）/2480.5mpa2） 计算（1） 试算小齿轮分度圆直径d1t=59.60（2） 计算圆周速度v=0.755m/s（3） 计算齿宽b及模数mntb=d=159.60mm=59.60mm=2.89h=2.25=2.252.89mm=6.50mmb/h=59.60/6.50

7、=9.20（4） 计算纵向重合度=0.3181tan14=1.59（5） 计算载荷系数k 已知载荷平稳，所以取ka=1根据v=0.755m/s,7级精度，由图108查得动载系数=1.11；由表104查的的计算公式和直齿轮的相同，故 =1.12+0.18(1+0.61)11+0.2310=1.417由表103查得=1.4。故载荷系数 k=11.111.41.417=2.97（6） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（1010a）得 =mm=73.2mm（7） 计算模数mn mn =mm=3.553 按齿根弯曲强度设计由式(1017) mn1） 确定计算参数（1） 计算载荷系数 k=11.

8、111.41.417=2.97（2） 根据纵向重合度，从图1028查得螺旋角影响系数 0。88（3） 计算当量齿数/cos=20/cos14=21.89 /cos=118/cos14=109.47（4） 查取齿型系数由表105查得yfa1=2.724；yfa2=2.172（5） 查取应力校正系数由表105查得ysa1=1.569；ysa2=1.798（6） 计算f=540mpa=500mpa=0.90=0.95f1=347.14mpaf2=339.29mpa（7） 计算大、小齿轮的并加以比较=0.0124=0.114 大齿轮的数值大。2） 设计计算=2.24mn=2.54 几何尺寸计算1） 计

9、算中心距=28.4，取z1=29z2=171.1a=258.9mm2） 按圆整后的中心距修正螺旋角=arcos=14.05度3） 计算大、小齿轮的分度圆直径d1=75.00mmd2=441mm4） 计算齿轮宽度 b=75b1=80mm，=75mm5） 结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。轴的设计计算拟定输入轴齿轮为右旋ii轴：1 初步确定轴的最小直径d=27.3mm2 求作用在齿轮上的受力ft1=458nfr1=ft=172nfa1=fttan=25n；ft2=2376nfr2=891nfa2=222n3

10、轴的结构设计 拟定轴上零件的装配方案 a b c d e f g h1 a-b段轴用于安装轴承30306，故取直径为30mm,长度取20mm。2 b-c段轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为35mm，考虑到齿轮和箱体的间隙10mm，轴承和箱体的间隙5mm，所以长度为15mm。3 c-d段为小齿轮，外径60mm，长度为齿轮宽80mm4 d-e段分隔两齿轮，直径为50mm，长度为80. 5 e-f段安装高速大齿轮，直径为60mm，长度为大齿轮宽75mm。6 f-g段安装套筒和轴承，直径为35mm，长度为15。7 g-h段安装轴承30206，直径为30mm,长度取20mm。,4 求轴上的载荷 64 2

11、11 64 fr1=1418.5n fr2=603.5n查得轴承30306的y值为1.6 fd1=443n fd2=189n因为两个齿轮旋向都是左旋。故： fa1=638n fa2=189n5 精确校核轴的疲劳强度1） 判断危险截面 由于截面d=50处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面2） 截面右侧的 截面上的转切应力为由于轴选用40cr，调质处理，所以，。a) 综合系数的计算由，经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应力集中为，轴的材料敏感系数为，故有效应力集中系数为查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为，（附图3-3）轴采用磨削加工，表面质量系数为，（附图3-4）轴表面未经强化处理，即，则综合

12、系数值为b) 碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为，c) 安全系数的计算轴的疲劳安全系数为故轴的选用安全。i轴：1 作用在齿轮上的力fh1=fh2=172/2=86fv1=fv2=458/2=2292 初步确定轴的最小直径3 轴的结构设计1） 确定轴上零件的装配方案 a b c d e f g h 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1 a-b段与电机相连，轴的尺寸由联轴器决定，长44mm，直径45mm。2 b-c穿过箱体的轴孔，长度45mm，直径50mm。3 c-d段安装轴承22210c，长度定位20mm，直径55mm。4 d-e段为固定轴承和齿轮，长度10mm，直径65mm。5 e-f段装

13、高速小齿轮，直径60mm，长度为齿轮宽80mm6 f-g为了方便固定轴承，长度为10mm，直径55mm。7 g-h安装轴承，不宜过长，长度20mm，直径50mm。 按弯扭合成应力校核轴的强度w=597.83n.mt=453n.m45钢的强度极限为，又由于轴受的载荷为脉动的，所以。iii轴1 作用在齿轮上的力fh1=fh2=2376/2=1188nfv1=fv2=891/2=445.5n2 初步确定轴的最小直径3 轴的结构设计2） 轴上零件的装配方案a b c d e f g h 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度a-bb-cc-dd-ee-ff-gg-h直径45505565605550长度

14、444520108015204 求轴上的载荷 mm=557.4n.m t=452n.m6. 弯扭校合 滚动轴承的选择及计算i轴：1 求两轴承受到的径向载荷2、 轴承22210c的校核,d=50,d=90,b=20.1） 径向力2） 派生力，3） 轴向力由于，所以轴向力为，4） 当量载荷由于，所以，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5） 轴承寿命的校核ii轴：3、 轴承30206的校核1） 径向力2） 派生力，3） 轴向力由于，所以轴向力为，4） 当量载荷由于，所以，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5） 轴承寿命的校核 iii轴：4、 轴承30206的校核1） 径向力2

15、） 派生力，3） 轴向力由于，所以轴向力为，4） 当量载荷由于，所以，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5） 轴承寿命的校核 键连接的选择及校核计算代号直径（mm）工作长度（mm）工作高度（mm）转矩（nm）极限应力（mpa）高速轴8740（单头）25253.52026.012860（单头）40484207.32中间轴12860（单头）4048410141.2低速轴201260（单头）7540657368.5181190（单头）60875.557352.4由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为，所以上述键皆安全。连轴器的选择 由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。一、

16、高速轴用联轴器的设计计算 由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为 所以考虑选用弹性柱销联轴器tl4（gb4323-84），但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用tl5（gb4323-84）其主要参数如下：材料ht200公称转矩轴孔直径，轴孔长，装配尺寸半联轴器厚（1p163表17-3）（gb4323-84）二、 第二个联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为所以选用弹性柱销联轴器tl10（gb4323-84）其主要参数如下：材料ht200公称转矩轴孔直径 轴孔长， 装配尺寸半联轴器厚（1p163表

17、17-3）（gb4323-84）减速器附件的选择 通气器 由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用m181.5油面指示器选用游标尺m16起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳 放油螺塞选用外六角油塞及垫片m161.5 润滑与密封一、 齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为36mm。二、 滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、 润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用l-an15润滑油。四、 密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（f）b25-42-7-acm，（f）b70-90-10-acm。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。设计小结 由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。参考