二级直齿轮减速箱设计

1、. 设计原始数据运输工作拉力F（N）3300运输带工作速度V（m/s）1.2卷筒直径D（mm）350工作条件一班制，连续单向运转、载荷平衡，室内工作，有灰尘（已考虑）使用期限十年、大修期三年生产批量10台生产条件中等规模机械厂，可加工7-8级精度齿轮及蜗轮动力来源电力、三箱交流、电压200/300伏运输带速度允许误差5%设计任务设计任务1 减速器总装配图一张2 轴零件图一张3 设计说明书一份设计进度 第一阶段：总体计算和传动件参数计算 第二阶段：轴与轴系零件的设计 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 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

2、机构类型为：展开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。电动机的选择计 算 及 说 明结 果1.传动方案的确定传动装置选用V带传动和闭式二级圆柱齿轮传动系统，具有结构简单、制造成本低的特点。V带传动布置于高速级，能发挥它的传动平稳、缓冲吸振和过载保护的优点。但本方案结构尺寸较大，带的寿命短，而且不宜在恶劣环境中工作。因此，在对尺寸要求不高、环境条件允许的情况下，可以采用本方案。2.电动机的选择1、 电动机类型和结构形式选择按照已知的动力源和工作条件

3、选用Y系列三相异步电动机。2、 确定电动机功率1）传动装置的总效率查表1-10得：滚筒=0.96（传动滚筒），带=0.96（V带），轴承=0.99（一对滚动轴承），齿轮=0.98（7级精度），联轴器=0.99（弹性联轴器）。 总=带3 齿轮2 联轴器 滚筒=0.96x0.994x0.98x0.99x0.96=0.842 2）工作机所需功率Pw 3、确定电动机的转速 卷筒轴工作转速： 二级圆柱齿轮减速器传动比 i=18100. 故电动机转速的可选范围为 4、电动机型号的确定 综合考虑电动机和传动装置的尺寸，重量，价格和减速器的传动比由机械设计手册查出电动机型号为Y132M2-6，额定功率，同步转

4、速1000 r/min，满载转速960 r/min，基本符合题目所需的要求。 电动机数据方案电动机型号电动机转速n（r/min)额定功率Ped(kW)同步转速满载转速1Y160M1-230002930112Y160M-41500146011电动机转速越高，价格月底，而传动装置的轮廓尺寸较大。综合考虑电动机价格和传动装置尺寸以及环境条件，现选择方案2，即电动机型号为Y160M-4。其满载转速为1460r/min，额定功率为Ped=3kW。查表2-3得：电动机的基座中心高：H=160mm电动机的伸出端直径：D=42mm电动机的伸出端长度：E=110mm总效率：=0.842所需电动机的功率：卷筒转速

5、：n=62.75r/min电动机可选转速范围： r/min电动机型号：Y160M-4H=160mmD=42mmE=110mm计算传动装置的运动和动力参数传动装置的总传动比和分配传动比计 算 及 说 明结 果1. 计算总传动比由电动机的满载转速r/min和工作机主动轴转速n=62.75r/min可确定传动装置应有的总传动比为： 2. 合理分配各级传动比展开式传动，希望两级大齿轮直齿轮相近，以避免为了各级齿轮都能浸到油，而使某级大齿轮浸油过深造成搅油损失增加。通常二级圆柱齿轮减速器中，低速级中心距大于高速级，因而为使两级大齿轮直径相近，应使高速级传动比大于低速级。查课程设计指导书图12，得 由得

6、总传动比： =23.267；传动装置的运动和动力参数计 算 及 说 明结 果1、 各轴转速：r/min1轴：r/min2轴：r/min3轴：r/min2、 各轴输入功率： kW1轴：kW2轴：3轴：4轴：3、各轴输入转矩：电动机输出转矩：1轴：2轴：3轴：4轴：轴名功率P（kW）转速n（r/min)转矩T(Nm)传动比i效率010.243146067.00020.969.833730128.6373.8780.979.540188.241483.99130.979.25662.7471408.74910.989.07262.7471380.745r/minr/minr/minr/minkWkW

7、kWkWkW输入1轴2轴3轴4轴传动件设计计算带传动的设计计算计 算 及 说 明结 果1.确定计算功率Pca由载荷变动较小、每天两班制工作，查表5-1，取带传动工作情况系数KA=1.2，则 2.选择V带的带型根据求得的Pca=12.292kW以及n0=1460r/min,查图5-1，选用B型V带。3.确定带轮的基准直径dd及验算带速v1）初选小带轮的基准直径dd1由表5-2并参考图5-1，取小带轮的基准直径dd1=125mm。2）验算带速v 因为5m/sv30m/s，故带速合适。3）计算大带轮的基准直径dd2 根据表5-2，取dd2=250mm。4.确定V带的中心距a和基准长度Ld1）根据0.

8、7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2），得262.5a0d12，现取d13=20mm。考虑到轴承承受的是径向力，故选用深沟球轴承。查表6-5，选取0基本游隙组、标准精读等级的深沟球轴承6210，其基本尺寸为dxDxB=50mmx90mmx20mm。d14：过渡轴段，取 d14=60mm。齿轮处轴段：由于小齿轮直径较小，故采用齿轮轴结构。轴的材料和热处理方式均需与小齿轮一样用45钢，调质处理。d15：滚动轴承处轴段，应与右支承相同，故取d15=d13=60mmd16：过渡轴段d16=60mm（2）各段长度的确定。L11：应比大带轮的轮毂长度短23mm，故取L11=102mmL12：L12=

9、72mmL13：取L13=20mmL14：小齿轮和大齿轮都布置在箱体的中央，中心线在同一条母线上，小齿轮宽度B1=100mmmm，考虑到封油环的装配原因，取L14=175mm。L15：由于对称，L15=L13=20mmL16：过渡轴段L16=10mm高速轴总长 L1=L11+L12+L13+L14+L15+L16+B1=102+72+20+175+100+10+20=499mm3）按弯矩合成应力校验轴的强度绘制高速轴受力简图小齿轮所受转矩128637Nmm小齿轮所受圆周力小齿轮所受径向力轴上两轴承间的跨距由上述设计尺寸可得：lA1B1=305mm，lB1D1=133mm，lC1D1=386mm

10、。两支点的支反力：RA1H=RB1H=N由，可得RB1V=2703.026N, 由，可得，RA1V=-1477.095N。 C1处的水平弯矩 C1处的垂直弯矩 B1处的垂直弯矩 C1处的合成弯矩 B1处的合成弯矩 因为是单向回转轴，所以转矩切应力视为脉动循环变应力，取折合系数=0.6，危险截面B1的当量弯矩 前以选定主动轴材料为45钢，调质处理，由表16-1查得=60MPa，所以d12，现取d23=80mm。考虑到轴承承受的是径向力，故选用深沟球轴承。查表6-5，选取0基本游隙组、标准精读等级的深沟球轴承6216，其基本尺寸为dxDxB=80mmx140mmx26mm。d24：过渡轴段，取 d

11、24=70mm。d25：过渡轴段，取 d25=100mm。d26：安装大齿轮轴段，d26=85mm。d27：应与右支承相同，故取d27=d23=80mm（2）各段长度的确定。L21：为了与联轴器配合，取L21=140mmL22：过渡轴段L22=80mm。L23：L23=26mm。L24：过渡轴段，L24=110mm。L25：过渡轴段，L25=10mm。L26：安装大齿轮轴段，L26=144mm。L27：安装滚动轴承段，考虑到滚动轴承和大齿轮的定位，安装一个长度为21mm的套筒，取L27=21+26=47mm低速轴总长 L2=L21+L22+L23+L24+L25+L26+L27=140+80+

12、26+110+10+144+47=547mm3）按弯矩合成应力校验轴的强度绘制高速轴受力简图小齿轮所受转矩1380745Nmm小齿轮所受圆周力小齿轮所受径向力轴上两轴承间的跨距由上述设计尺寸可得：lA2B2=298mm，lE2A2=163mm，lA2C2=192mm。两支点的支反力：RA2H=RB2H=3282.871N由，可得RB2V=1179.695N, 由，可得，RA1V=1179.695N。 C2处的水平弯矩 C2处的垂直弯矩 C2处的合成弯矩 高速轴所受的转矩 因为是单向回转轴，所以转矩切应力视为脉动循环变应力，取折合系数=0.6，危险截面B2的当量弯矩 前以选定主动轴材料为45钢，

13、调质处理，由表16-1查得=60MPa，所以，安全。4）滚动轴承校验查表6-5得：深沟球轴承6216的基本额定载荷Cr=71.5kN，基本额定静载荷C0=54.2kN。现预计寿命=10x300x8=24000h Fr2=RA2=2359.390N，Fr2=RC2=2359.390N查表6-14，当减速器受到轻微冲击时，取滚动轴承载荷系数fp=1。因为Fa/Fr=0，查表6-15得深沟球轴承的最小e值为0.22，故此时Fa/Fre，则径向载荷系数X1=X2=1，轴向载荷系数Y1=Y2=0。P1=1x(1x2359.390+0)=2359.390N P2=1x(1x2359.390+0)=2359

14、.390N轴承在100度的温度下工作，查表ft=1，则=24000h故轴承寿命合格。4.中速轴的结构设计及强度校核1）轴上零件的位置与固定方式的确定中速轴采用齿轮轴，齿轮部分安排在减速器箱体的中央，轴承对称布置。由于轴不长，所以轴承采用两端固定方式。2）各轴段直径和长度的确定(1)各轴段直径的确定。d31：最小直径d1min=50mm，故滚动轴承处段d31=50mm。考虑到轴承承受的是径向力，故选用深沟球轴承。查表6-5，选取0基本游隙组、标准精读等级的深沟球轴承6210，其基本尺寸为dxDxB=50mmx90mmx20mm。d32：安装大齿轮轴段直径d32=55mm。d33：过渡轴段，d33

15、=70mm。d34：齿轮处轴段：由于小齿轮直径较小，故采用齿轮轴结构。轴的材料和热处理方式均需与小齿轮一样用45钢，调质处理。d35：过渡轴段，d35=60mm。d36：滚动轴承处轴段，应与右支承相同，故取d36=d31=50mm（2）各段长度的确定。L31：考虑到滚动轴承和大齿轮的定位，安装一个长度为13mm的套筒，取L31=20+13=33mm。L32：安装大齿轮轴段，L32=94mm。L33：为了补偿箱体的制造误差、安装封油环空间以及考虑到主动轴靠近箱体内壁的轴承端至箱体内壁的轴承端面对齐在同一母线上等，靠近箱体内壁的轴承端面至箱体内壁的距离，故取L33=10mm。L34：齿轮轴段L34

16、=150mm。L35：过渡轴段，L35=18mm。L36：由于对称，L36=20mm。高速轴总长 L3=L31+L32+L33+L34+L35+L36=33+94+10+150+18+20=325mm3）按弯矩合成应力校验轴的强度绘制高速轴受力简图小齿轮所受转矩483911Nmm轴上两轴承间的跨距由上述设计尺寸可得：lA3D3=67mm，lA3C3=199mm，lA3B3=302mm。两支点的支反力：RA3H=58N由，可得RB3V=1179.695N, 由，可得，RA3V=1179.695N。 前以选定主动轴材料为45钢，调质处理，由表16-1查得=60MPa，所以，安全。4）滚动轴承校验查

17、表6-5得：深沟球轴承6210的基本额定载荷Cr=35.0kN，基本额定静载荷C0=23.2kN。现预计寿命=10x300x8=24000h Fr1=RA3=61.973N，Fr2=RB3=3892.512N查表6-14，当减速器受到轻微冲击时，取滚动轴承载荷系数fp=1。因为Fa/Fr=0，查表6-15得深沟球轴承的最小e值为0.22，故此时Fa/Fre，则径向载荷系数X1=X2=1，轴向载荷系数Y1=Y2=0。P1= Fr1=61.973NP2= Fr2=3892.512N轴承在100度的温度下工作，查表ft=1，则=24000h故轴承寿命合格。高速轴：中速轴：低速轴：d11=33.5mm

18、d12=72mmd13=20mmd14=60mmd15=60mmd16=60mmL11=102mmL12=72mmL13=20mmL14=175mmL15=L13=20mmL16=10mm L1=499mm128637NmmRA1H=RB1H=NRB1V=2703.026NRA1V=-1477.095N轴承选择合格d21=70mmd22=78mmd23=80mmd24=70mmd25=100mmd26=85mmd27=80mmL21=140mmL22=80mmL23=26mmL24=110mmL25=10mmL26=144mmL27=21+26=47mmL2=547mm1380745NmmRA

19、2H=RB2H=3282.871NRA1V=1179.695NRB2V=1179.695N轴承选择合适d31=50mmd32=55mmd33=70mmd35=60mmd36=d31=50mmL31=33mmL32=94mmL33=10mmL34=150mmL35=18mmL36=20mmL3=325mm483911NmmRA3H=58NRA3V=1179.695NRB3V=1179.695N轴承选择合适键 的 校 核低速轴键计 算 及 说 明结 果平键校核公式：联轴器处：尺寸：轴段直径：d=70mm扭矩T=1408.749Nm轴槽深t=9mm所以：l=L-b=125-22=103mm k=0.

20、5h=7mm 由表4-28查得钢在静载荷作用下的许用挤压应力，取115MPa所以，可以满足使用要求齿轮处：尺寸：轴段直径：d=85mm扭矩T=1408.749Nm轴槽深t=9mm所以：l=L-b=125-22=103mm k=0.5h=7mm 由表4-28查得钢在静载荷作用下的许用挤压应力所以，可以满足使用要求。合格合格高速轴键计 算 及 说 明结 果联轴器处：尺寸：轴段直径：d=33.5mm扭矩T=128.637Nm轴槽深t=5mm所以：l=L-b=80-10=70mm k=0.5h=4mm 由表4-28查得钢在静载荷作用下的许用挤压应力，取115MPa所以，可以满足使用要求。合格中间轴键计 算 及 说 明结 果高速级齿轮处：尺寸：轴段直径：d=55mm扭矩T=483.991m轴槽深t=6mm所以：l=L-b=80-16=64mm k=0.5h=5mm 由表4-28查得钢在静载荷作用下的许用挤压应力，