二级圆柱齿轮减速箱课程设计说明书

1、设计说明书目录设计说明书1设计题目3一、设计要求3.二、原始技术数据3.三、设计任务3.第一部分传动装置总体设计4一、方案提出4.二、系统方案总体评价及确定4.三、方案的确定4.四、方案论证5.第二部分电动机的选择及传动比分配5一、电动机的选择5.二、计算总传动比及分配各级的传动比6.第三部分V带设计8一、确定皮带轮8.二、确定v带的中心距a和基准长度Ld8.第四部分齿轮的设计9一、高速级斜齿轮副的设计计算9.二、低速级直齿轮的设计计算1.4第五部分轴的设计19一、以输出轴为例说明轴的设计过程1.9二、其他轴的设计2.1.第六部分轴承和联轴器的选择22一、联轴器的选择2.2.二、轴承的选择2.

2、2.第七部分轴、键及轴承寿命的校核22一、轴的强度校核2.3.二、键的强度校核2.4.三、轴承的校核2.4.第八部分润滑油及其润滑方式的选择24一、齿轮的润滑2.4.二、滚动轴承的润滑2.4第九部分箱体及其他附件25总结26参考文献26一、设计要求设计题目1、设计用于爬杆式加料机的传动装置3电动机6传动装置2、小车的原始数据:装料量为3500N,速度为0.4m/s,轨距为662mm,轮距为500mm。3、工作条件：单班制，间歇工作，轻微振动；使用寿命5年；工作环境灰尘较大。二、原始技术数据纯牵引力F/KN纯牵引力速度（m/s）v/卷筒直径D/mm3。030.4300三、设计任务1、根据设计任务

3、提出两种以上传动方案，并进行比较。2、完成主要传动装置的结构设计；其中，减速器的级别至少是二级。3、完成减速器装配图1张（A1）,零件工作图2张（A3或A4,建议选择非标准件轴、齿轮）；4、编写设计计算说明书1份.第一部分传动装置总体设计一、方案提出根据设计要求提出以下三种系总体设计方案参考:Zu 1:二级圆柱齿轮万木2:二级圆柱圆锥方案3:涡轮蜗杆减速器二、系统方案总体评价及确定比较上述四种方案发现，在方案1中，结构简单，传动稳定，但是无过载保护；方案2中布局较小，但圆锥齿轮加工困难，特别是大直径，大模数的锥轮所以一般不用；方案3中整体布局较小，传动不稳定，虽然可以实现较大的传动比,但是传动

4、效率低。三、方案的确定传动方案由以下各部分组成包括：传动装置由电机、减速器和工作机。设计方案所具有的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。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：四、方案论证本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机.传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为二级斜齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长

5、，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是展开式两级直齿轮传动。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。采用皮带和二级齿轮减速器配合的颤动装置，其传动系统为：电动机-传动系统一执行机构见下图皮带二级圆柱齿轮第二部分电动机的选择及传动比分配一、电动机的选择1、传动装置的总效率4212345按表25查得各部分效率为：带传动效率为i0.96,滚动轴承效率（对）20.98,闭式齿轮传动效率为30.97,联轴器效率为40.99,传动滚筒效率为50.96,代入得4-2_=0.960.980.970.990.960.81632、

6、工作机所需的输入功率Pd Pw,其中 Pw(kw)FV1000所以Pd33.031 100.41。 47kw0.8163 1000使电动机的额定功率Ped=(11.3)Pd，由查表得电动机的额定功率P=1.5KW。3、确定电动机转速计算滚筒工作转速nw60 1000 0.4D60 1000 0.430025.5r/nin :由于推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器的传动比一般范围:i齿=36,则总传动比的范围为，i总i带ii=18144,故电机的可选转速为:ndi总nw(18144)25.54593672r/min4、确定电动机型号根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有750r/min

7、,1000r/min,1500r/min,3000r/min，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1000r/min，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y100L-6，满载转速940r/min。其主要性能：额定功率：1。5KW满载转速940r/min,额定转矩2.0。二、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总940/25.5 36.862、分配各级传动比 根据设计方案,减速器的传动比i为14.744.i总36.86ii，25市J.取两级援助齿轮减速器高速级的传动比i11.3i2则低速级的传动比为i2 3.371.3高速级的传

8、动比为i14.383、运动参数及动力参数计算电动机轴P0Pd1.47KW940r / minnO94055376r / min叫nm_1.47-八T09550N?m14.93N?m940I轴（高速轴）PP011.470.961.41KWP141工95509550-37.3N?mr376II轴（中间轴）P2P231.410.980.971.34KWn1376n2-85.84r/mini14.38P134T，95509550-149.1N?mn285.84in轴（低速轴）P3P2231.340.980.971.27KW85.843.3725.47r / minP127飞95509550-476.2

9、N?mn325.47IV轴（滚筒轴）P4P3241.270.990.981.23KWn4n325.47r/minP1.23T495509550461.2N?mn425.47各轴运动和动力参数如下表参数电动机1轴2轴3轴卷筒功率p/kw94037685。8425.4725.47转速n/r.m-11.471.411。341。271。23转矩T/N.m14。9337。3149。1476。2461。2传动比i2.54.383.371效率0.960.950.950097第三部分V带设计一、确定皮带轮1、确定计算功率Pca。由表87查得工作情况系数Ka1.4；故pcaKAP1.41.52.1kw2、选取v

10、带带型.根据已、必由图8-11选用A型。确定带轮的基本直径d并验算带速V。3、初选小带轮的基准直径dd1o由表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径dd1 106mm ;验算带速 v按式 8-13 验算带的速度vdd1nl3.141069405.21m/s;因为5m/svZ2 87。4、几何尺寸计算(1)计算中心距a Z1 Z2mn2cos26 87 2.52cos14145.57mm将中心距圆整后取a 146mm 。(2)按圆整后的中心距修整螺旋角arccosZ2 2amn26 87 2.5- arccos 14 39192 146因值改变不大，所以参数K、ZH等不必修正。(3)计算大小齿轮的

11、分度圆直径d1 Zmncos26 2.5：67.18mm cos14 3919aZmncos87 2.5：224.81mm cos143919(4)计算齿轮宽度b dd1 1 67.18 67.18mm取齿宽：B2=67mmB1=72mm高、低速级齿轮参数名称高速级低速级中心距a(mm)112146法面摸数渤才(mn)1。52.5螺旋角.。)134956143919齿顶图系数h*11顶隙系数c00250。25压力角2020：齿数52726Z211887分度圆直径由（mrm41.7167.18*(mm)182.29224.81齿宽瓦(mrm4772瓦(mm)4267齿轮等级精度77材料及热处理小

12、齿轮材料为40cr（调制），硬度为280HBS大齿轮材料为45钢（调制）,硬度为240HBS二者硬度差为40HBS小齿轮材料为40cr（调制），硬度为280HBS大齿轮材料为45钢（调制）,硬JO240HBs二者硬度差为40HBS第五部分轴的设计一、以输出轴为例说明轴的设计过程1、求输出轴上的功率P3,转速,转矩T3P3=1。27KWn3=25.47r/minT3=476。2N.m2、求作用在齿轮上的力已知低速级大齿轮的分度圆直径为dz=224。81mm2T32 2549.2d2224.81 104447.4NFr=Fttan/cos4447.4tan20/cos14.651669.8N3、初

13、步确定轴的最小直径按式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45刚，调质处理，取P1.27A120,于th住pdminAo3r120J44.2mm。；n325.474、轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案d650mmd552mmd456mmd350mmd249mmd148mmL184mmL239mmL370mmL454mmL564mmL646mm轴上零件的周向定位齿轮，半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接。根据于齿轮配合的轴直径d552mm由表61查得平键截面bh16mm10mm,键槽用键槽铳刀加工，长为56mm同时为了保证齿轮和轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，半联

14、轴器与轴的联接，选用平键为r6H7bhl14mm9mm70mm半联轴命与轴的配合为。慑动轴承与轴的周向m6定位是由过渡配合来保证的，此处选轴配合的直径尺寸为k6.确定轴上圆角与倒角尺寸取轴端倒角为1450,各轴端倒角见详图。、其他轴的设计由输出轴的设计及同样求得（中间轴）1、主动轴（高速轴）的相关参数选取轴的材料为45刚，调质处理，取A0 120 ,于是得dminA031P12031.4718.64mm。dm.19mm,其尺寸:n1.940d730mmd635mmd542mmd435mmd330mmd228mmd226mmL140mmL260mmL329mmL486.5mmL547mmL612

15、.5mmL725mm2、中间轴的相关参数选取轴的材料为45刚，调质处理，取A0110,于是得P134dminA03P1103-27.49mm。dm.28mmn2,85.84d6-0mmd5-8mmd446mmd367mmd246mmd1-0mmL1-0mmL28mmLs72mmL410mmL540mmL640mm第六部分轴承和联轴器的选择一、联轴器的选择根据联轴器的计算公式TcaKaT3,查表141,取Ka1.5;则有TcaKaTs1.5476.2714.-N?mm,查GB/T584A1986,选用GYS6凸缘联轴器，其公称转矩为900N?m.半联轴器的孔径d148mm,半联轴器长度L=112

16、mm二、轴承的选择初步选择滚动轴承根据工作条件选用角接触球轴承。参照工作要求，由轴承产品目录中初步选用0基本游隙组、标准精度等级的7010ACO其尺寸为dDB50mm80mm16mm0第七部分轴、键及轴承寿命的校核、轴的强度校核求轴上载荷在水平面上最大弯矩为Mymax=Ftab4447.462116179694.9Nmml178在垂直面上有M zmaxFrab1669.8 6211617867467.4Nmm总弯矩M,179694.92 67467.42191942.9N mm扭矩T 5dl 4447.4 5222作出扭矩图115632.4 N mm按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时候，通常

17、只是校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度根据式155及上面的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取1,轴的计算应力caM 2(T)2W191942.S2_(1 _115632.4)20.1 52315.94MPa由表15-1查得45刚的i60MPa。因为ca1,故安全二、键的强度校核做键b h 16mm 10mm连接强度计算根据式61得：p查表6-2得p_ 32T 103kld32 115.6 10312.7MPa5 70 52110MPa,因为故键槽的强度足够。其它键的验算方法同上，经过计算可知它们均满足强度要求三、轴承的校核校核轴承7010AC1、当量动载荷用插值法由表13-

18、5查得X=1,Y=0;故基本动载荷为：PXFrYFa11.71.7kN2、轴承的额定寿命106C10619.535Lh（一）（一）39.8105h60nP6025.471.7显然,轴承的额定寿命远远大于减速器的工作时数14400h。其它的轴承验算同上。第八部分润滑油及其润滑方式的选择一、齿轮的润滑减速器内的传动零件的润滑，通常有油池浸油润滑和喷油润滑。而浸入油中的圆周速度小于12m/s,才适合浸油润滑，此减速器的大齿轮的圆周速度小于12m/s,所以，选用浸油润滑是比较合理的。浸油高度取为48mm高速齿轮浸入油里约为1个齿高，但不小于10mm低速级齿轮浸入油高度约为1/5齿轮高.滚动轴承的润滑参

19、考表1310的dn值界限，采用油脂润滑，能承受较大的载荷，不易流失,容易密封.第九部分箱体及其他附件名称符号二级圆柱齿轮减速器/mm箱座壁厚15箱盖壁厚18箱座凸缘厚度b15箱盖凸缘厚度bl15箱座底凸缘厚度b225底脚螺栓直径df18底脚螺栓数目n6轴承旁联接螺栓直径di14箱盖与箱座联接螺栓直径d210联接螺栓d2的间距l100轴承端盖螺钉直径d38定位销直径d6螺栓扳手空间与凸缘宽度安装螺栓直径dxM10至外箱壁距离Gmin20至凸缘边距离c2min18沉头座直径Dcmin30轴承旁凸台半径R10凸台高度h根据扳手操作方便为准外箱壁至轴承座端面距离1142大齿轮顶圆与内壁跑离113齿轮端面与内壁距离211箱盖、箱座肋厚m1、mCLCL8。5、8.5轴承端盖外径D2120轴承端盖凸缘厚度t9总结机械设计课程设计是机械课程当中一个重要环节通过了三周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对