用于带式运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器机械设计说明书

1、目 录设计任务书3传动方案的拟定及说明3电动机的选择4计算传动装置的运动和动力参数5带轮的设计计算6齿轮的设计计算8轴的设计计算13键联接的选择及校核计算19滚动轴承的选择及计算20润滑与密封21减速器附件的选择22联轴器的选择23设计小结23参考资料目录24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展开式二级圆柱齿轮减速器一 总体布置简图此次设计的减速器是二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器。由于齿轮相对于轴承的位置不对称，轴应具有较大刚度，以缓和轴在弯矩作用下产生弯矩变形所引起的载荷的齿宽分布不均匀的现象。用于载荷平稳的场合。采用v带式运输机是由于v带传动可在尘土飞扬的情况下工作

2、，适合于主从动轮间中心距较大的传动。当过载时，传动带和带轮间可发生相对滑动而不损伤其他零件，起过载保护。（1）其传动简图：（2）工作情况： 载荷平稳、单向旋转 原始数据 运输带的工作拉力f（n）：7400 鼓轮的直径d（mm）：400 运输带工作速度v（m/s）：0.38 带速允许偏差（）：5 使用年限（年）：5 工作制度（班/日）：2（3）设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 斜齿轮传动设计计算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（4） 设计要求 1. 减速器装配图a0(a1)一张 2. 零件图24张

3、3. 设计说明书一份约60008000字（5）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（6）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，中间轴承润滑较困难。二、电动机的选择 如上图带式运输机传动方案，卷筒直径d=400mm，运输带的有效拉力f=7400n，运输带的速度v=0.3

4、8m/s.作业场尘土飞扬，电源为三相交流电，电压为380v1、选择电动机的类型 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，y型2、选择电动机的容量皮带传动效率 1=0.96滚动轴承效率 2=0.99齿轮啮合效率 3=0.97联轴器效率 4=0.99滚筒效率 5=0.96则传动总效率 =1*32*24*4*53、整理如下：型号额定功率(kw)满载时起动电流(额定)起动转矩(额定)最大转矩(额定)转速(r/min)电流(380v时)a效率%功率因素y132m1-649609.4840.776.52.02三、传动比分配四、计算传动装置各轴运动和动力参数1）、各轴转速2）、各

5、轴输入功率3）、各轴输入转矩4）、各轴输出功率1821805）、各轴输出转矩整理如下：轴名效率p（kw）转矩t（）转速（r/min）传动比输入输出输入输出电动机轴3.9939.69960i轴3.833.75121.92119.843003.2ii轴3.643.57602.67590.6257.695.2iii轴3.463.391821.801785.3618.143.18卷筒轴3.363.291731.801697.1618.141.0五、带轮的计算与设计已知条件：电动机的型号是y132m1-6，两班制工作，载荷平稳1）、确定设计功率由表达7.6查得工作情况系数，则：2）、选取带型根据，由图示

6、7.11查取，选a型带3）、确定带轮的基准直径根据表7.7荐用最基准直径,可选小带轮直径为,则大带轮直径为:根据表达7.3取,其传动比误差,故可用.4）、验算带的速度,符合要求5）、确定v带长度和中心距根据,初步确定中心距:因要求结构紧凑,故取偏小值计算v带的基准长度：由表达7.2选v带的基准长度为： 计算实际中心距：6）、计算小轮包角7）、确定v带的根数8）、计算初拉力9）、计算作用在轴上拉力六、齿轮的传动与计算（一）、i轴齿轮的传动与计算已知条件：输入功率,小齿轮转速,传动比,工作平稳,两班制工作,每天工作250天,寿命为5年1）、选择齿轮材料，热处理方式和精度等级选大齿轮采用45钢，硬齿

7、面，齿面硬度为：4050hrc；小齿轮采用40gr，硬齿面，齿面硬度为：4855hrc，大、小齿轮调质处理加表面淬火，7级精度初步计算齿轮传动的主要尺寸：因为齿轮均用硬齿面，齿面抗点蚀能力较强，因此初步决定按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动主要参数和尺寸：,齿宽式中各参数为：1）、小齿轮传递的转矩：2）、初选3）4）5）、6）、7）、齿形系数和应力修正系数8）、许用弯曲应力可由算得：9）、初算法面模数10）、计算传动尺寸（1）、计算载荷系数k（2）、对法面模数进行修正，并圆整为标准模数（3）、计算传动尺寸（4）、校核齿面接触疲劳强度满足齿面接触疲劳强度。（二）、ii轴齿轮的设计与计算已知条件：输入

8、功率,小齿轮转速,传动比,工作平稳,两班制工作,每天工作250天,寿命为5年1）、选择齿轮材料，热处理方式和精度等级选大齿轮采用45钢，硬齿面，齿面硬度为：4050hrc；小齿轮采用40gr，硬齿面，齿面硬度为：4855hrc，大、小齿轮调质处理加表面淬火，7级精度初步计算齿轮传动的主要尺寸：因为齿轮均用硬齿面，齿面抗点蚀能力较强，因此初步决定按齿根弯曲疲劳强度设计齿轮传动主要参数和尺寸：式中各参数为：1）、小齿轮传递的转矩：2）、初选3）4）5）、6）、7）、齿形系数和应力修正系数8）、许用弯曲应力可由算得：9）、初算法面模数10）、计算传动尺寸（1）、计算载荷系数k（2）、对法面模数进行修

9、正，并圆整为标准模数（3）、计算传动尺寸（4）、校核齿面接触疲劳强度满足齿面接触疲劳强度。齿轮整理如下:名称小齿轮1大齿轮1小齿轮2大齿轮2模数2.252.254.54.5齿数19991857分度圆直径4522782260齿顶圆直径4823192270齿根圆直径3822172250齿宽35275550中心距135175七、轴的设计与计算（一）、i轴的设计与计算已知条件：输入功率，输入转矩，转速，圆柱齿轮分度圆直径,齿宽1）、选择轴的材料传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料40gr号钢，采用调质处理.2）、初算轴径对于转轴，查表10.2得：，故取c=983）、轴的结构设计（

10、1）拟定轴上零件的装配方案i. i-ii段轴用于安装轴承7206c，故取直径为30mm。ii. ii-iii段轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为36mm。iii. iii-iv段为小齿轮，外径48mm。iv. iv-v段分隔齿轮和轴承，直径为36mm。v. v-vi段安装轴承7206c，直径为30mm。vi. vi-vii段安装轴承端盖，直径为28mm。vii. vii-viii段安装带轮，直径为24mm。2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1. i-ii段轴承宽度为16mm，所以长度为16mm。2. ii-iii段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙6mm，轴承和箱体的间隙4mm，所以长度为

11、10mm。3. iii-iv段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度35mm。4. iv-v段用于分隔齿轮和轴承，长度为80mm。5. v-vi段安装轴承7206c，长度为16mm。6. vi-viii安装轴承端盖，长度为50mm。7. vii-viii段安装带轮，长度为110mm。（二）、ii轴的设计与计算1.选择轴的材料因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料40gr钢，调质处理。2.初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查表10.2得，考虑到轴端弯矩比转矩小，故取c=106，则： 3.结构设计（1）轴承部件的结构形式：为方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构。因传递功

12、率小，齿轮减速器效率高，发热小，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。按轴上零件的安装顺序，从处开始设计。（2）轴承与轴段及轴段：轴段上安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又应符合轴承内径系列。线现暂取轴承型号为7209c，查，设计手册，内径，外径为，宽度，为节省材料，取，通常同一根轴上的两个轴承取相同的型号，故轴段的直径，轴段的长度与轴段的长度不相同，为。（6）轴段：为节省材料，应略小于，可取。长度为。轴承右端用轴肩固定，可取，其长度为。（7）齿轮与轴段：轴段上是齿轮，其长度为，齿轮右端的轴直径略小于轴段的直径，所以可取，其长度为。（8）轴段：轴段上安装齿轮，为便于齿轮的安装，应略小于，可取

13、。齿轮左端用轴肩固定，轴段的长度应比齿轮轮毂略长，若轮毂长与齿宽相同，已知齿宽，故，取。（三）iii轴的设计与计算1.选择轴的材料因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45钢，调质处理。2.初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查表10.2得 ， 考虑到，轴端弯矩比转矩小，故取，3.结构设计（1）轴承部件的结构形式：为方便轴承部件的装拆，减速器的机体采用剖分式结构。因传递功率小，齿轮减速器效率高，发热小，故轴承部件的固定方式可采用两端固定方式。按轴上零件的安装顺序，从处开始设计。（2）联轴器及轴段：在本题中就是轴段的直径，又考虑到轴段上安装联轴器，因此，轴段的设计应与联轴

14、器的设计同时进行。为补偿联轴器所连接的两轴的安装误差，隔离振动，选用弹性柱销联轴器。由机械手册查得。（3）密封圈与轴段：在确定轴段的直径时，应考虑联轴器的固定及密封圈的尺寸两个方面。当联轴器右端用轴肩固定时，由图10.9中公式计算得：轴肩高度相应的轴段的直径，轴段的直径最终由密封圈确定。查机械设计手册，可选用毡圈油封中的轴径为，则，轴段的直径。（4）轴承与轴段及轴段：轴段上安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又应符合轴承内径系列。线现暂取轴承型号为7215c，查，设计手册，内径，外径为，宽度，为节省材料，通常同一根轴上的两个轴承取相同的型号，故轴段的直径，轴段的长度与轴承宽度相同,取。5）机体与

15、轴段的长度：轴段的长度除与轴上零件有关外，还与机体及轴承盖等零件有关。通常从齿轮端面开始向两端展开来确定这些尺寸。为避免转动齿轮与不动机体相碰，应在齿轮端面与机体内壁间留有足够的间距，由表10.3，取。为补偿机体的铸造误差，轴承应深入轴承座孔内适当距离，以保证轴承在任何时候都能坐落在轴承座孔上，为此取轴承上靠近机体内壁的端面与机体内壁间的距离。为保证拧紧上下轴承座连接螺栓所需扳手空间，轴承座应有足够的宽度c，可取。根据轴承7215c的外圈直径，由机械设计手册可查得轴承盖凸缘厚度。为避免联轴器轮毂端面转动时与不动的轴承盖连接螺栓相碰，联轴器轮毂端面与轴承盖间应有足够的间距k，可取。在确定齿轮机体

16、轴承轴承盖及联轴器的相互位置后，轴段的长度就随之确定下来，即取7215c轴承力作用点为支点，联轴器中间为力的作用点。（6）轴段：轴段上不安装任何东西，为满足其他零件的安装，应略大于，可取，其长度为。（7）齿轮与轴段：轴段上安装齿轮，为便于齿轮的安装，应略大于，可取。齿轮左端用轴肩固定，轴段的长度应比齿轮轮毂略长，若轮毂长与齿宽相同，已知齿宽，故取。左端用轴肩固定，轴段的直径应略小于，可取，其长度为。4.轴的受力分析（1）计算支承反力则，在水平面上由式可知r2h的方向与假设方向相同。在垂直面上 轴承1的总支承反力轴承2的总支承反力（2）计算弯矩在水平面上：剖面左侧 5.校核轴的强度剖面的左侧，因

17、弯矩大，有转矩，还有键槽引起的应力集中，故剖面的左侧为危险面。由附表10.1得: 对于调质处理的40gr钢，由表10.1查得:键槽引起的应力集中系数，由附表10.4查得: 。绝对尺寸系数，由附图10.1查得: 。轴磨削加工时的表面质量系数由附图10.2查得: 安全系数 查表10.5得许用安全系数,显然，故剖面安全。对于单向转动的转轴，通常转矩按脉动循环进行处理，故折合系数，则当量应力已知轴的材料为40gr钢，调质处理，由表10.4查得: 显然，故，轴的剖面的强度满足要求。八、校核键连接的选择与强度校核i. 键的选择位置轴径型号高速轴24mm中间轴55mm低速轴65mm85mm2、低速轴上键的校

18、核齿轮处键连接的挤压应力182180取键轴的材料都为钢，查得: ，显然，,故强度足够。九、轴承的选择与强度校核（1）轴承的选择位置轴径型号高速轴30mm7206c/p5/df中间轴45mm7209c/p5/df低速轴75mm7215c/p5/df（2）由机械设计手册查7215c轴承的。计算轴承的轴向力其内部轴向力为：s1及s2的方向如上图所示。s2与a同方向，则显然，因此轴有左移趋势，但由轴承部件的结构图分析可知轴承将使轴保持平衡，故两轴承的轴向力分别为：比较两轴承的受力，因，故只可校核轴承i如下。（3）计算当量动载荷轴承i:（4）校核轴承寿命。轴承在1000c以下工作，查表11.9得。载荷平

19、稳，查表11.10得。已知减速器使用5年，两班工作制，则预期寿命为:，故轴承寿命很充裕。十、减速器的润滑方式和密封类型的选择由于减速器是一般机床的齿轮变速箱，所以采用全损耗系统用油的代号为l-an32的润滑油。它的运动粘度在400c时是，倾点。减速器的密封方式采用毡圈油密封。十一、减速器附件的选择与设计1窥视孔和视孔盖窥视孔用于检查传动件的啮合情况等，并可用该孔向箱内注入润滑油，平时由视孔盖用螺栓密封。2.轴承盖轴承盖用于固定轴承外圈及调整轴承间隙，承受轴向力。它分为透盖和闷盖两种。3.定位销为了保证箱体轴承座孔的镗削和装配精度，并保证减速器每次装拆后轴承座的上下半孔始终保持加工时的位置精度，箱盖和箱座需用两个圆柱定位销定位。4起盖螺钉减速器在安装时，为了加强密封效果，防止润滑油从箱体剖分面处渗漏，通常在剖分面上涂水玻璃，因而在拆卸时往往因粘接较紧而不易分开，为了便于开启箱盖，设置起盖螺钉，只要拧动此螺钉，就可顶起箱盖。b) 减速器箱体的主要结构设计名称符号尺寸关系结果箱座壁厚8mm箱盖壁厚8mm箱盖凸缘厚度12mm箱座凸缘厚度12mm箱座底凸缘厚度20mm地脚螺钉直