两级圆柱齿轮减速器(展开式)

1、两级圆柱齿轮减速器（展开式） 目 录机械设计课程设计任务书11、机械系统总体设计21.1、传动方案设计21.2、电动机的选择22、传动装置总体设计42.1、总传动比及分配各级传动比计算42.2、传动装置的运动和动力参数43、传动零件的设计计算53.1、带传动零件设计计算53.2、减速器内传动零件设计计算73.2.1、齿轮材料选择73.2.2、高速级齿轮设计计算73.2.3、低速级齿轮设计计算84、总装配设计计算114.1、轴系零件设计计算114.1.1、输入轴的设计计算114.1.2、中间轴的设计计算124.1.3、输出轴的设计计算124.1.4、轴承的选择计算184.1.5、键的设计计算19

2、4.2、联轴器选择194.3、减速器的润滑与密封195、设计总结206、参考文献20机械设计制造及其自动化专业05级课程设计机械设计课程设计任务书课程设计题目：设计两级圆柱齿轮减速器（展开式）1、设计要求：设计热处理车间零件清洗用传动设备。该传输色设备的传动系统由电动机经减速器装置后传至传送带。两班制工作。使用期限为5年。传输带运动速度的允许误差为5%。2、原始数据：原始数据题号C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10滚筒直径mm300330340350360380380300360320传送带运行速度m/s0.630.750.800.850.850.900.800.700.840.75传送

3、带主动轴扭矩Nm700670650650900850950900660900设计题号为：C83、运动简图： 4、设计工作量：1、减速器装配图1张（A1或A2）；2、零件工作图13张；3、设计说明书1份。1、机械系统总体设计1.1、传动方案设计传动方案如图所示为带传动联接的展开式二级圆柱齿轮传动1.2、电动机的选择1）、选择电动机的类型：按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。2）、选择电动机容量：电动机所需的工作功率为 （其中：为电动机功率，为负载功率，为总效率。）负载功率为因此有传动装置的总效率应为组成传动装置的各部分运动副效率只之乘积,即：式中：、分别为带传动

4、、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率取传动效率为带传动的效率滚动轴承效率 闭式齿轮传动效率联轴器效率卷筒效率则有电动机的功率为3）、确定电动机转速：卷筒轴工作转速为查表得：取V带传动的传动比，二级圆梯形齿轮减速器传动比,即为减速器的总传动比，所以电机的可选范围为。则符合这一范围的同步转速有750、1000、1500和3000r/min。根据容量和转速，由相关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如下表1.1：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可见第？方案比较适合。因此选定电动机型号为Y132S-4，其主要性能如下表1.2：表1.1方案电动机型号额

5、定功率 kw电动机转速r/min重量/kg传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y132S1-25.5300029006465.082Y132S-45.5150014406832.322.512.933Y132M2-65.510009608421.542.39.374Y160M2-85.575072011916.16表1.2电动机型号额定功率Kw电动机转速r/min堵转转矩最大转矩同步转速满载转速额定转矩额定转矩Y132S-45.5150014002.22.3电动机主要外形和安装尺寸如下表1.3 （单位：mm）中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴伸

6、尺寸DE装键部位尺寸FG13247534531521614012388010332、传动装置总体设计2.1、总传动比及分配各级传动比计算1）、减速器的总传动比为：2）、分配传动装置传动比： （式中为带传动的传动比，初步取2.5，为减速器的传动比。）则减速器的传动比3）、按展开式布置。考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，可由展开式曲线查得，则。2.2、传动装置的运动和动力参数1）、各轴的转速 轴：轴： 轴： 卷筒轴：2）、各轴的输入功率 轴：轴： 轴： 卷筒轴：则-轴的输出功率分别为输入功率乘轴承效率0.98.3）、各轴的转矩 电动机的输出转矩： 轴：轴：轴：卷筒轴：则-轴的输出转矩分别为各轴

7、的输入输入转矩乘轴承效率0.98。运动和动力参数计算结果整理于下表：轴名功率 P/KW转距T/NM转速nr/min转动比i效率输入输出输入输出电机轴5.3235.2814402.50.96轴5.115.0184.6782.98576.004.290.95轴4.864.76345.29338.38134.273.010.95轴4.624.53987.98968.2244.6010.97卷筒轴4.484.39958.54939.3744.603、传动零件的设计计算3.1、带传动零件设计计算1）、计算功率查表有工况因数，故2）、选取V带型号根据, ,查图表确定选用A型3）、确定带轮基准直径和查表选取

8、，得查表取大带轮转速实际 则误差，故允许。4）、验算带速，方案合适。5）、确定带长和中心距初步选取中心距 ，则有带长 查表取基准长度 实际中心距 6）、验算小带轮包角 验证方案适合7）、确定V带根数传动比 查表有 、。 则有V带根数取Z=4根8）、求轴上载荷1、张紧力查表得，所以单根V带的张紧力：2、轴上载荷 9）、结构设计 小带轮； 大带轮3.2、减速器内传动零件设计计算3.2.1、齿轮材料选择初选大小齿轮的材料均45钢，经调质处理。其硬度在229-286HBS，齿轮等级精度为8级。由于减速器要求传动平稳，所以用圆柱斜齿轮。初选。3.2.2、高速级齿轮设计计算1）、查取教材可取得： ， ，

9、， 传动比由表查得各数据如下： ， ， ，取则2）、接触疲劳施用应力查图可知： ； 则应力循环次数： 注释：一天16小时，五年，一年250天计算又查图可取： 则3）、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数 4）、确定中心距 就尽量圆整成尾数为0或5,以得于制造和测量，所以初定。5）、选定模数、齿数、和螺旋角 一般，。初选，则取，则 由标准模数取 ， 取 则 取 齿数比：与的要求比较，误差为 ，可用。于是 满足要求。6）、计算齿轮分度圆直径小齿轮 大齿轮 7）、齿轮工作宽度圆整大齿轮宽度取小齿轮宽度8）、校核齿轮弯曲疲劳强度查表可知：；根据、查表则有：； ；则所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计

10、合理。3.2.3、低速级齿轮设计计算1）、查取教材可取得： ， ， ， 传动比由表查得各数据如下： ， ， ，取则2）、接触疲劳施用应力查图可知： ； 则应力循环次数： 注释：一天16小时，五年，一年250天计算又查图可取： 则3）、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数 4）、确定中心距 就尽量圆整成尾数为0或5,以得于制造和测量，所以初定。5）、选定模数、齿数、和螺旋角 一般，。初选，则取，则 由标准模数取 ， 取 则 取 齿数比：与的要求比较，误差为 ，可用。于是 满足要求。6）、计算齿轮分度圆直径小齿轮 大齿轮 7）、齿轮工作宽度圆整大齿轮宽度取小齿轮宽度8）、校核齿轮弯曲疲劳强度查表可知：；

11、根据、查表则有：； ；则所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理所以齿轮的基本参数如下表2.1所示:表2.1 名称符号公式齿1齿2齿3齿4齿数251062165传动比ii4.243.095模数mm2.254螺旋角分度圆直径57.25 242.7485.47 264.54齿顶高2.252.2544齿根高2.81252.812555齿顶圆直径61.75247.2493.47272.54齿根圆直径51.625237.11575.47254.54中心距150175齿宽70751051004、总装配设计计算4.1、轴系零件设计计算4.1.1、输入轴的设计计算1）、材料：选用45号钢调质处理，C=

12、1102）、各轴段直径的确定：由，p=5.11kw,n=576r/min,则，因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且，取=30,=60mm,因为大带轮靠轴肩定位，所以取=35,=34(初步估算)21，段装配轴承，取=35，选用30307轴承，=22.75，段是定位轴承，取=45，根据箱体内壁线确定后再确定，初定为135mm。段装配齿轮直径：判断是否做成齿轮轴查手册得=3.3，得,因此做成齿轮轴. 此时齿宽为30。 段为齿轮定位段，=45 ，初定=15 装配轴承所以=45，=22.753）、键的设计与校核:根据，由于在范围内，故轴段上采用键：, 采用A型普通键:=60mm

13、综合考虑取=52mm。查表，所选键为：强度合格。4.1.2、中间轴的设计计算1）、材料：选用45号钢调质处理，C=1102）、各轴段直径的确定：由, p=4.86kw,n=134.27r/min则,段要装配轴承，取=50，选用30310轴承，初步取=55，装配低速级小齿轮，且取=52，=100，段主要是定位高速级大齿轮，取=64，=12，装配高速级大齿轮，取=52，=60段要装配轴承，取=50，=523）、键的设计与校核已知，由于，所以取，采用A型普通键: 取键长为86和56有键的校核为： 所选键为: 4.1.3、输出轴的设计计算 1）、选择轴的材料：选材45钢，调质处理，查表有机械性能为=6

14、0MPa，=640MPa,=275MPa,=155MPa 2）、初步确定轴的最小直径，取C=112因为最小直接是安装联轴器，所以要确定联轴器，有：联轴器的计算转距查表，取=1.3，查手册有选择联轴器为弹性柱销联轴器：型号如下LX3联轴器 标准(GB5014-2003)，其工称转距为2500N.m，故轴3的最小直径取；半联轴器长度L=107mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度。3）、轴的结构设计1、确定轴的零件安装方案和轴向各尺寸段装配联轴器并开键槽，所以取，。定位轴段取，装配轴承，选用30313轴承,取,查手册，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准。定位轴段,取,安装齿轮，取,（因为齿轮宽为）装配轴承,

15、选用30313轴承,取,至此，初步确定了轴的各段直径和长度轴3的结构、尺寸如下所示：2、轴的周向定位齿轮和联轴器的周向定位均采用平键联接。齿轮与轴的联接选择已知，由于，所以取，采用A型普通键: 取键长为74，有，标准(GB1096-2003)键的校核为： 所以所选键为: 同理可选取联轴器与轴的联接选用平键为：4)、校核轴的强度图1查表有圆锥滚子轴承的所以确定轴的支承跨距,1、 画受力简图1-1,将轴上的作用力分解为水平面受力1-2和垂直面受力1-42、 求作用在齿轮上的力分度圆直径,所受力矩圆周力径向力轴向力3、 求作用在轴上的支反力水平面内支反力 得 垂直面内支反力： 得 4、 作出弯矩图根

16、据上述简图，分别求出水平面和垂直平面内各力产生的弯距： 总弯距 5、 作出扭矩图扭矩图如图1-7（图中已把T折算成了aT）6、 作出计算弯距图7、 校核轴的强度故安全。5)、精确校核轴的疲劳强度1、 判断危险截面经分析，可以判断轴的各个截面中只有截面需要校核2、 截面左侧抗弯截面模量按表11.5中的公式计算抗弯截面模量 弯曲与弯曲应力为 截面上的扭转切应力因，得，又材料的敏感系数为，故有效应力集中系数为又有尺寸系数；扭转尺寸系数轴按磨削加工，得表现质量系数为轴未经过表面强化处理，即有故得综合系数为有材料的特性系数，取，取计算安全系数，故可知其安全。3、 截面右侧抗弯截面模量按表11.5中的公式

17、计算抗弯截面模量 弯曲与弯曲应力为 截面上的扭转切应力过盈配合处的值，并以，于是得 轴按磨削加工，得表现质量系数为故得综合系数为计算安全系数，故可知其安全。4.1.4、轴承的选择计算 1) 、选择轴承输入轴轴承1 圆锥滚子轴承30307 (GB/T297-1994)中间轴轴承2 圆锥滚子轴承30310 (GB/T297-1994)输出轴轴承3 圆锥滚子轴承30313 (GB/T297-1994)2) 、校核轴承（输出轴轴承校核）查手册得 N 由表8.6查得负荷系数 1、计算轴承派生轴力、径向载荷为： 轴向载荷为： 即有 为判断系数由表8.5查得由表8.7查得派生轴向力为：，则可以求得轴承、的派

18、生轴向力分别为2、计算轴承所受的轴向负荷因为 固有被“压紧”，被“放松”。所以 3、计算当量动负荷轴承I： 由表8.5得 轴承： 由表8.5得 4、 轴承寿命计算因为，故按轴承计算轴承寿命所选轴承30313合格4.1.5、键的设计计算 键的设计与校核在“轴的设计与校核”中已经给出，具体型号如下：键名国标1（带轮)GB/T 1095-2003 键2（齿轮2）GB/T 1095-2003 键3（齿轮3）GB/T 1095-2003 键6（齿轮4）GB/T 1095-2003 键7（联轴器)GB/T 1095-2003 键4.2、联轴器选择在“轴的设计与校核”中已经分析选择如下：LX3联轴器 标准(GB5014-2003)，其工称转距为2500N.m；半联