二级展开式齿轮减速器

1、机械设计课程设计说明书设计题目：二级展开式圆柱齿轮减速器 学院： 姓名： 班级： 学号： 指导老师: 年 月 日目录目录2一、设计任务书41.1 带式运输机的工作原理41.2 已知条件41.3 设计数据51.4 传动方案5二、电动机选择52.1 电动机容量的选择52.2 电动机转速的选择62.3 电动机型号的确定6三、传动装置的运动及参数73.1 计算总传动比73.2 计算其他各级传动比73.3 计算各轴转速、输出功率、输出转矩、转速7四、齿轮的设计计算84.1 高速齿轮的计算84.2 低速齿轮的计算14五、 轴的设计185.1 各轴最小直径的确定185.2 各轴结构尺寸的设计19六、 滚动轴

2、承的计算19七、 连接的选择和计算217.1 对连接齿轮4与轴3的键的计算217.2 对连接联轴器与轴3的键的计算21八、 润滑与密封22九、 箱体及其附件的结构设计229.1 减速器箱体结构的设计229.2 减速器附件的结构设计23十、 设计心得及总结2410.1 设计心得2410.2 设计总结25十一、 参考文献26一、设计任务书1.1 带式运输机的工作原理1.2 已知条件1) 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35；2) 使用折扣期：8年；3) 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4) 动力来源：电力，三相交流，电压380/220

3、V；5) 运输带速度允许误差：5%；6) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。1.3 设计数据 项目 参数 运输带工作压力F/N2000 运输带工作速度v/(m/s)1.2 卷筒直径D/mm3001.4 传动方案二级展开式圆柱齿轮减速器。二、电动机选择2.1 电动机容量的选择工作机功率： ；工作带所需转速： ；卷筒轴承效率： ；卷轴效率： ；联轴器传动效率： ；齿轮传动效率：；轴的传动效率：；;2.2 电动机转速的选择根据v=1.2 m/s ，得 2.3 电动机型号的确定根据机械设计课程设计手册P173 表12-1 可得，电动机选择Y100L2-4,数据如下表：电动机型号额定功率/

4、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/KgY100L2-43 1430 2.2 2.3 38三、传动装置的运动及参数3.1 计算总传动比总传动比： ；3.2 计算其他各级传动比根据机械设计课程设计手册P203可得， i=18.72 ，； ；得 ，；3.3 计算各轴转速、输出功率、输出转矩、转速1 已知电动机转轴转速：；得高速轴 ： 中间轴 ： 低速轴 ： 卷筒 ： 2 已知电动机额定功率 ；得高速轴 ： 中间轴 ： 低速轴 ： 卷筒 ： 3 各轴转矩电动机转轴：高速轴 ： 中间轴 ： 低速轴 ： 卷筒 ： 总结如下表：项目电动机轴高速轴中间轴低速轴卷筒转速r/min

5376.376.3功率kw32.91062.76682.63012.5517转矩Nm2.219.43894.604329.193319.381传动比115.123.661效率10.980.950.950.94四、齿轮的设计计算4.1 高速齿轮的计算输入功率小齿轮转速齿数比小齿轮转矩载荷系数2.91061430 r/min5.1219.4381.3（1） 选精度等级、材料和齿数a. 材料及热处理 选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS；b. 精度等级选用8精度；试选小齿轮齿数，大齿轮

6、齿数；（2） 按齿面接触强度计算（3） 确定公式内的各计算数值1 试选；2 根据机械设计P206 表10-7 选取齿宽系数；3 根据机械设计P202 表10-5 可得材料的弹性影响系数；4 根据机械设计P212 图10-25 可得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限；5 根据机械设计P209 公式10-15 可得应力循环次数；;8级精度： ； ； ； ； ； ； ；6 根据机械设计P208 图10-23 可得接触疲劳寿命系数;7 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1,根据机械设计式10-14可得；8 计算小齿轮分度圆直径=；9 计算圆周速度；10 计算齿宽b及模数

7、m；11 计算载荷系数已知8级精度根据机械设计P194图 10-8可得 动载系数；,；已知,可得;12 按实际载荷系数校正分度圆直径；13 计算模数；（4） 按齿根弯曲强度计算根据机械设计P200公式10-7 1 确定上述公式的参数：S=1;v=3m/s;b=32.864mm;h=4.659mm; 根据P210 图10-24 可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限；根据P208 图10-22 可得弯曲寿命系数,。2 计算弯曲疲劳许用应力取安全系数S=1.4，可得；3 计算载荷系数：;4 查取应力校正系数根据机械设计P201 图10-18 ，可得，；5 计算的值；;故取 m=2。

8、6 小齿轮齿数:7 大齿轮齿数：计算大、小齿轮的分度圆直径： 8 计算中心距： 9 计算齿轮宽度： 10 求得设计结果:项目模数分度圆直径齿宽齿数小齿轮2464623大齿轮2236401184.2 低速齿轮的计算输入功率小齿轮转速齿数比小齿轮转矩载荷系数2.7668279.3 r/min3.6694.6041.3（1） 选精度等级、材料和齿数材料及热处理a. 选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS；b. 精度等级选用8精度；c. 试选小齿轮齿数，大齿轮齿数；按齿面接触强度计算（2） 确定公式内的各计算数值

9、1 试选；2 根据机械设计P206 表10-7 选取齿宽系数；3 根据机械设计P202 表10-5 可得材料的弹性影响系数；4 根据机械设计P212 图10-25 可得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限；5 根据机械设计P209 公式10-15 可得应力循环次数；;8级精度： ； ； ； ； ； ； ；6 根据机械设计P208 图10-23 可得接触疲劳寿命系数;7 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1,根据机械设计式10-14可得；8 计算小齿轮分度圆直径=；9 计算圆周速度；10 计算齿宽b及模数m；11 计算载荷系数已知8级精度根据机械设计P194图 10

10、-8可得 动载系数；,；已知,可得;12 按实际载荷系数校正分度圆直径；13 计算模数；（三）按齿根弯曲强度计算根据机械设计P200公式10-7 根据P210 图10-24 可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限；根据P208 图10-22 可得弯曲寿命系数,。1 计算弯曲疲劳许用应力取安全系数S=1.4，可得；2 计算载荷系数：;3 查取应力校正系数根据机械设计P201 图10-18 ，可得，；4 计算的值；;故取 m=2.5。5 小齿轮齿数:6 大齿轮齿数：7 计算大、小齿轮的分度圆直径： 8 计算中心距： 9 计算齿轮宽度： 10 求得设计结果:项目模数分度圆直径齿宽齿数

11、小齿轮2.572.56229大齿轮2.5265561065、 轴的设计5.1 各轴最小直径的确定1 各轴最小直径的估算根据机械设计P366公式15-2和表15-3，可得选取轴的材料为45号钢，选取,则；2 各轴最小直径的修正根据机械设计P367修正理论 ，可得选取轴颈加大6%，则；3 各轴最小直径的确定根据机械设计课程设计手册P98 表8-2，可得高速轴选用GY2型凸缘联轴器，轴孔直径为16mm，轴孔长度为42mm；中间轴选用视使用轴承而定；低速轴选用GY5型凸缘联轴器，轴孔直径为38mm，轴孔长度为82mm；5.2 各轴结构尺寸的设计1) 低速轴的结构尺寸设计段1：，；段2：，减速器轴承端盖

12、选用凸缘式轴承端盖，轴承外径介于4565之间，使用4个M6螺钉连接，取，为了轴承的检修和润滑设轴承端盖距半联轴器的距离为40.8mm，；段3：选用GB/T276-1994,7010C轴承，内径，外径，宽度，；段4：直径，段5: 直径，取段6：直径，；段7：直径，。2) 中间轴的结构尺寸设计段1：直径，轴承选用7005C,内径，外径，宽度，箱体壁厚，取。齿轮2距离箱体内壁的距离为13mm；段2：直径，；段3：直径，；段4：直径，；段5：直径，。3) 高速轴的结构尺寸设计段1：，；段2：，减速器轴承端盖选用凸缘式轴承端盖，轴承外径介于4565之间，使用4个M6螺钉连接，取，为了轴承的检修和润滑设轴

13、承端盖距半联轴器的距离为40.8mm，；段3：选用GB/T276-1994,7010C轴承，内径，外径，宽度，；段4：直径，段5: 直径，取段6：直径，；段7：直径，。1 总结数据如下：功率转矩转速齿轮分度圆直径压力角2.910619.438143046 ，2 求作用在齿轮上的力 3 初步确定轴的直径根据机械设计P366 表15-3 可得，已知轴的材料为45号钢，则选取，轴的最小直径计算如下：4 联轴器型号的选取根据机械设计P347 表14-1，可得,则根据机械设计课程设计手册P98 表8-2，可得选用GY2型凸缘联轴器，其公称转矩为，半联轴器的轴孔直径为。5 轴的结构设计a. 根据轴定位的要

14、求来确定各段的直径和长度：，左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径，半联轴器与轴配合的毂孔长度，；b. 初步选取滚动轴承 选取深沟球轴承，6004号轴承，右端采用轴肩定位，取；c. 取齿轮处的轴段；d. 轴承端盖的总宽度为，根据轴承的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，去端盖外端面与联轴器的距离为，取，在确定轴承的位置时，应与箱体的内壁有一段距离s，取，滚轴轴承的宽度，小齿轮的轮毂长，两轴承之间的距离为，根据机械设计P360 表15-2，可得 C或R=1.0mm。6、 滚动轴承的计算根据要求对所选的低速轴上的两滚动轴承进行校核，在前面进行轴的计算时轴上的两速轴承型号为61809，其基本额定载荷

15、,基本额定静载荷。现对它们进行校核。由前面求得的两个轴承所受的载荷分别为FNH1=758N FNV1=330.267NFNH2=1600.2N FNV2=697.23N由上可知轴承2所受的载荷远大于轴承2，所以只需对轴承2进行校核，如果轴承2满足要求，轴承1必满足要求。1) 计算比值：轴承所受径向力 轴承所受轴向力 两者比值 根据机械设计P317表13-5，深沟球轴承的最小e值为0.22，故此时。2) 计算当量动载荷P根据机械设计P317 公式13-8a 根据机械设计P317 表13-5，根据机械设计P318 表13-6，取，则3) 验算轴承寿命按要求轴承的最短寿命为根据，所以选取轴承6180

16、9满足要求。7、 连接的选择和计算7.1 对连接齿轮4与轴3的键的计算1) 选择键连接的类型和尺寸一般8精度以上的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接，由于齿轮不在轴端，故可选圆头普通平键（A型）。根据d=52mm，根据机械设计P106 表6-1 ，可得键宽b=16mm，键高h=10mm，键长L=63mm。2) 校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由6-2查得许用应力，取其平均值，键的工作长度，由式6-1 可得，故所选的键满足条件。键的标记为键。7.2 对连接联轴器与轴3的键的计算1) 选择键连接的类型和尺寸一般8精度以上的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接，由于齿轮不在轴端，故可选圆头普

17、通平键（A型）。根据d=35mm，根据机械设计P106 表6-1 ，可得键宽b=10mm，键高h=8mm，键长L=70mm。2) 校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由6-2查得许用应力，取其平均值，键的工作长度，由式6-1 可得，故所选的键满足条件。键的标记为键。8、 润滑与密封 由于两对啮合齿轮中的大齿轮直径相差不大，且它们的速度都不大，所以齿轮传动可采用浸油润滑，根据机械设计课程设计手册P89 表7-1，选用全损耗系统用油（GB 443-1989）,代号为L-AN32。由于滚动轴承的速度较低，所以可用脂润滑。根据机械设计课程设计手册P90 表7-2，选用钙基润滑脂（GB 491-2

18、008）,代号为2号。为避免油池中稀油溅入轴承座，在齿轮与轴承之间放置挡油环，输入轴与输出轴处用毡圈密封。9、 箱体及其附件的结构设计9.1 减速器箱体结构的设计箱体采用部分式结构，部分面通过轴心，对箱体进行具体设计如下：1) 确定箱体的尺寸和形状箱体的尺寸直接影响它的刚度。确定合理的箱体壁厚 （T为低速轴转矩，）可取；为保证结合面连接处的局部刚度与接触刚度，箱盖与箱座连接部分都有较厚的连接壁缘，箱座底面凸缘厚度设计得更厚些。2) 合理设计肋板在轴承座孔与箱底接合面处设置加强肋，减少了侧壁的弯曲变形。3) 合理选择材料因为铸铁易切削，抗压性能好,并具有一定的吸振性，且减速器的受载不大，所以箱体

19、可用灰铸铁制成。9.2 减速器附件的结构设计1) 检查孔和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑情况、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，检查要开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检查操作，视孔盖用铸铁制成，它和箱体之间加密封垫。2) 加油螺塞放油孔没在箱座底面最低处，其附近留有足够的空间，以便于放容器，箱体底面向放油孔方向倾斜一点，并在其附近形成凹坑，以便于油污的汇集和排放。放油螺塞为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处加封油圈密封。3) 油标油标用来指示油面高度，将它设置在便于检查及油面较稳定的地方。4) 通气器用于通气，使箱内外气压一致，以避免由于运转时箱内温度

20、升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。5) 起吊装置用于拆卸和搬运减速器。箱座凸缘下面设有吊耳，减速器箱盖上设有吊孔，组成起吊装置。6) 起盖螺钉便于起盖，在箱盖凸缘上装有设2个起盖螺钉，拆卸箱盖时，可先拧动起盖螺钉顶起箱盖。7) 定位箱在箱体连接凸缘上相距较远的地方安置2个圆锥销，保证箱体轴承孔的加工精度和装配精度。10、 设计心得及总结10.1 设计心得 本次课程设计，让我对机械设计有了一个全新的认识。从一开始对减速器的构思，设计的基本要求，到数据计算，让我体会到设计的严谨。在绘图过程中，又对cad二维软件使用进行了进一步的熟悉，从零件的基本结构，到具体尺寸，公差。这次的课程设计也让我更加懂得设计在制造一个产品的过程中占据着多大的部分，我们需要对数据的一次又一次的演算对图纸一次又一次的改动，最后还要再自己的图纸中发现错误。这次的课程设计让我明白了，在一次设计之中计算并不是主要的，当然计算也是一个很重要的环节，最重要的是自己能够发现问