二级齿轮减速箱设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业题目题目 二级圆柱齿轮减速器设计说明书 姓名与学号姓名与学号 指导教师指导教师 年级与专业年级与专业 10 级机械电子工程 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目录目录精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计任务设计任务1、设计一用于胶带输送机卷筒。2、原始条件与数据胶带送机两班制连续单向运转，载荷平稳，空载启动，室内工作有粉尘；使用寿命限 0 年，大修期3 年。该动力来源为三相交流电，在中等机械厂小批生产。输送带允许误差为5%。输送带的有效拉力 2400FN输送带的工作速度 1.2vm s输送带的卷筒直径 300dmm前言前言1、题目分析

2、由有条件可知，该环境中适合采用闭式齿轮传动。考虑电机的转速与齿轮的传动比，采用二级传动比较适合。由于载荷平稳，最终决定使用二级圆柱齿轮设计该减速器 2、传动方案拟定采用带式输送机传动系统方案如下图所示如下图所示精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业043 皮带轮12电动机联轴器设计内容计算及说明结果一、电动机一、电动机的选择与传的选择与传动装置运动动装置运动和动力参数和动力参数的计算的计算1、传动总效率2、电动机的所需要的输入功率3、确定电动机的转速0.94w滑块联轴器效率0.98c滚动轴承效率0.995r8 级精度齿轮传动效率，稀油润滑0.97g弹性联轴器0.99c 总的传动效率3232

3、0.98 0.9950.970.990.899crgc ，其中0wPP()1000WwFVPkw所以02400 1.23.40.889 0.94 1000Pkw0.89903.4Pkw精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果4、电动机的选择5、传动装置的的总传动比及其分配卷筒的工作转速446 101.26 101.276.39 /300wnr minD传动比的范围由表2-3 14 页 可知为 840(840) 76.39611.12 3055.6 / minnr 选取同步转速为 1500的电机/ minr查表8-184 327 页选用型号满载转速 额定功率1124YM

4、1440/ minr4.0kw 144018.8579.39mwnin取两级援助齿轮减速器高速级的传动比1.5fsii可得 ，5.32fi 3.54si 考虑到啮合齿轮齿数互质已经取整的要求作出下面的调整1075.3520fi 1500/ minr18.85i 5.35fi 3.63si 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果6、运动参数及动力参数计算1133.6332si 电动机轴 03.4PKW 01440 / minmnnr 03.4955022.381440TN m 轴（高速轴）103.4 0.995 0.993.35rcPPKW 101111440 / mi

5、n3.359550955022.221440nnrPTN mn 轴（中间轴）21122223.35 0.995 0.973.23440270.68 / min5.353.2395509550116.75270.68rgfPPKWnnriPTN mn 轴（低速轴）322323333.23 0.995 0.973.12270.6875.16 / min3.633.1295509550389.2470.16rgPPKWnnriPTN mn 轴（滚筒轴）精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果二、齿轮的二、齿轮的设计设计1、齿轮的选型、材料、精度等级、齿数4344443.12

6、0.983.0676.39 / min3.0695509550382.5576.39cPPKWnrPTN mn各轴运动和动力参数如下表1、选齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）齿轮类型按展开式结构设计齿轮箱，为了是传动平稳、满足强度要求，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）材料及热处理由表 10-1，小齿轮材料为钢（调制），硬度为 240HBS；大齿40MnB轮材料为 45 钢（正火），硬度为 200HBS。二者硬度差为 40HBS。（3）精度等级选用 8 级 （4）齿数高速级1220107zz低速级电动机1 轴2 轴3 轴卷筒转6875.4676.39功率3.43.353.

7、233.123.06转矩 22.3822.22116.75389.24389.55传动比15.353.631效率0.9850.9650.9650.98斜齿轮小齿轮钢（调制）40MnB大齿轮45 钢（正火）1220107zz3432113zz精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果2、高速级齿轮的尺寸设计3432113zz 按齿面接触强度设计齿轮尺寸由设计计算公式 进行计算。2131()EdHKTZudu各计算数值1.试选载荷系数。1.2K 2. 122220TN mm3.取齿宽系数1d4.查表可得材料的弹性影响系数12590EZMpa5.确定接触需用应力查表可得 117

8、20H imMPa12460H imMPamin1HS故有：12460HH imMPa计算小齿轮分度圆速度 2311.2 222205.35 1590()37.6115.35460dmm计算中心距137.41(1)(1 5.35)118.5522daumm取119amm初选20计算齿轮模数nm122 cos2 119cos201.8720 107namzz取整得137.41dmm2nm 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果2nm 计算螺旋角12()(20 107) 2arccosarccos16.1622 119nzz ma计算齿轮的主要尺寸及圆周速度1137.48

9、cosnz mdmm22200.5cosnz mdmm中心距12118.99addmm取119amm齿轮宽度 11 37.6137.61dtbdmmmm 取124238bmmbmm圆周速度1137.61 1440/2.4/60 100060 1000td nvm sm s满足 8 级精度等级的要求校核齿轮弯曲强度校核公式：111.6FsFFnKTYbd m计算当量齿数：113302023.85coscos 16.16vzz 22330107127.58coscos 16.16vzz16.16137.48dmm2200.5dmm119amm124238bmmbmm2.4/vm s圆周速度满足要求

10、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果3、高速级齿轮的尺寸设计查取齿形系数查得：124.273.92FsFsYY确定需用弯曲应力查表可得 11530F imMPa12360F imMPamin1FS故有12530360FFMPaMPa校核计算221.6 22220 3.92109.5632 31.8 1.5FFMPa21122109.65 4.27119.353.92FFsFFFsYMPaY校核计算安全按齿面接触强度设计齿轮尺寸由设计计算公式 进行计算。2131()EdHKTZudu各计算数值1.试选载荷系数。1.2K 2. 122220TN mm3.取齿宽系数1d4

11、.查表可得材料的弹性影响系数12590EZMpa5.确定接触需用应力查表可得 11720H imMPa12460H imMPamin1HS故有：12460HH imMPa计算小齿轮分度圆速度 124.273.92FsFsYY12530360FFMPaMPa安全精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果2331.2 222203.63 1590()66.7113.63460dmm计算中心距366.71(1)(1 3.63)150.5522daumm取151amm初选20计算齿轮模数nm122 cos2 119cos201.9620 107namzz取整得2nm 计算螺旋角1

12、2()(32 113) 2arccosarccos16.222 151nzz ma计算齿轮的主要尺寸及圆周速度3366.65cosnz mdmm44235.35cosnz mdmm中心距12151addmm取151amm齿轮宽度 11 66.7166.71dtbdmmmm 取347167bmmbmm2nm 16.2366.65dmm4235.35dmm151amm347167bmmbmm精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果4、设计小结表格圆周速度1166.71 270.68/0.74/60 100060 1000td nvm sm s满足 8 级精度等级的要求校核齿

13、轮弯曲强度校核公式：111.6FsFFnKTYbd m计算当量齿数：333302038.08coscos 16.16vzz 44330107135.11coscos 16.16vzz查取齿形系数查得：344.093.92FsFsYY确定需用弯曲应力查表可得 13530F imMPa14360F imMPamin1FS故有34530360FFMPaMPa校核计算331.6 116750 3.9298.7632 66.398 2FFMPa33444109.65 4.09103.043.92FFsFFFsYMPaY校核计算安全材料中心距模数m(mm)齿数z分度圆d(mm)螺旋角 齿宽d(mm)0.7

14、4/vm s圆周速度符合要求344.093.92FsFsYY安全精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果三、轴的设三、轴的设计以及校核计以及校核1、材料的选择2、轴的总体装配效果以及轴向关键尺寸的定位三根轴均选用 45 号钢，并作调质处理，查表的MPaB650如下图所示a(mm)小齿轮40MnB 钢调制2037.4841一级大齿轮45 钢正火1192107200.516.1637小齿轮40MnB 钢调制3266.6571二级大齿轮45 钢正火1512113235.3516.267MPaB650精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果3、按照转矩设

15、计轴的最小直径第 I 轴第 II 轴第 III 轴3、计算高速轴小齿轮受力 由公式 3nPCd 其中 输入功率kWP35. 3 转速min/1440rn （轴所受弯矩较大，故取较大值）118C 得 mmd7 .15 由于该轴上有键槽，应加大（37）%并圆整，故取mmd161考虑到与联轴器和轴承的配合取120dmm 120dmm235dmm345dmm精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果4、计算中间轴小齿轮受力5、计算轴承反力和轴的弯矩第 I 轴 kWP23. 3min/77.262rn 得28.04dmm考虑到与联轴器和轴承的配合取235dmm kWP12. 3mi

16、n/51.75rn 得mmd7 .40考虑到与联轴器和轴承的配合取345dmm扭矩 mmNnPT222201055. 91161 圆周力 1121194.24tTFNd 径向力 111tan452.55costnrFFN 轴向力 111tan346.05atFFN 齿轮所受扭矩 629.55 10116750PTNmmn 圆周力 22223303.38tTFNd 径向力 222tan1327.85costnrFFN 轴向力 222tan1017.83atFFN精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果水平面内 1114137.48/ 2152.68163raIHFFRN

17、211299.87IHrIHRFRN 竖直面内 141298.56(12241)IVtRFN 21895.68IVtIVRFRN 轴承 1 所受径向力22111337.17IHIVRRRN 轴承 2 所受径向力22222944.54IHIVRRRN水平面面的弯矩1112318779.64IHIHMRN mm111112294.662IHIHadMMFN mm竖直面弯矩 124136722.88IVIVMRN mm1337.17RN2944.54RN118779.64IHM112294.66IHM136722.88IVM 141246.14M 138726.32M143240.44eM精选优质文

18、档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果第 II 轴合成的弯矩 2211141246.14IHIVMMMN mm 2211138726.32IHIVMMMN mm查表可知 175bMPa0130bMPa根据脉动变化转矩取10750.58130bb当量弯矩2211()43240.44eIMMTN mm水平面内 21211106235.35/ 264.71/ 2411168.56163raarIIHFFFFRN 2112282.16IIHrIIHrRFRFN 竖直面内 211106412571.21163ttIIVFFRN 21212096.67IIVttIIVRFFRN32824.

19、3RN42115.6RN366607.92IIHM332685.32IIHM222334.89IIHM211583.79IIHM 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果第 III 轴 轴承 3 所受径向力223112824.3IIHIIVRRRN 轴承 4 所受径向力224222115.6IIHIIVRRRN水平面面的弯矩315766607.92IIHIIHMRN mm333232685.322IIHIIHadMMFN mm21221226564.71/ 222334.89IIHIIHraMRFFN mm221200.5/ 211583.79IIHIIHaMMFN m

20、m 竖直面弯矩 3157146558.97IIVIIVMRN mm224185963.47IIVIIVMRN mm合成的弯矩 22333160984.93IIHIIVMMMN mm 22333150159.45IIHIIVMMMN mm 2222288817.60IIHIIVMMMmm 22222872799.7IIHIIVMMMN mm当量弯矩2233()174646.70eIIMMTN mm2222()111686.56eMMTN mm3146558.97IIVM285963.47IIVM3160984.93M 3150159.45M288817.60M 2872799.7M 317464

21、6.70eM2111686.56eM精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果 水平面内 221106235.35/ 2121.52163raIIIHFFRN 2211132.18IIIHrIIIHRFRN 竖直面内 121062151.05163IIIVtRFN 2211156.7IIIVtIIIVRFRN 轴承 5 所受径向力225112154.48IIIHIIIVRRRN 轴承 6 所受径向力226221618.58IIIHIIIVRRRN水平面面的弯矩41576926.64IIIHIIIHMRN mm4442120011.142IIIHIIIHadMMFN mm5

22、2154.48RN61618.58RN16926.64IHM1120011.14IHM4122805.35M 4171708.55M4283638.93eM精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果6、轴的弯矩图第 I 轴竖直面弯矩 4257122609.85IIIVIIIVMRN mm合成的弯矩 22444122805.35IIIHIIIVMMMN mm 22445171708.55IIIHIIIVMMMN mm当量弯矩2244()283638.93eIIIMMTN mm精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果第 II 轴精选优质文档-倾情为你奉

23、上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果第 III 轴精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果7、轴的结构I 轴精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果II 轴8、精确校准轴的疲劳强度第 I 轴弯曲应力精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果扭转应力查表得以下系数校核第 II 轴弯曲应力均取当量弯矩与扭矩最大处轴进行疲劳校核 齿轮轴一体处按齿根圆直径进行校核 333232 43240.4412.943.14 32.41aMeMeMPaWd 0m 33188 222201.66a22d3.14 32.41aTTTMPW 11

24、.66a2mMP MPa2751a1551MP 弯曲等效系数 2 . 0 剪切等效系数 1 . 0 表面质量系数 95. 0 按无限寿命计算，取寿命系数 1NK 有效应力集中系数 56. 1k19. 1k 绝对尺寸系数 88. 081. 0 调质处理 45 号钢、轴材质均匀、在和与应力计算较精确，取S=2 111.38NamKSk 190.51NamKSk 满足要求22111.29 S SSSSS 11.38S90.51S 111.29 SS 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果扭转应力查表得以下系数校核第 III 轴弯曲应力扭转应力查表得以下系数 333232 1

25、74646.720.893.14 44aMeMeMPaWd 0m 33188 1167503.49a22d3.14 44aTTTMPW 13.49a2mMP 有效应力集中系数 82. 1k63. 1k 绝对尺寸系数 88. 081. 0 16.04NamKSk 162.82NamKSk 满足要求2226.01 S SSSSS 333232 283638.9311.023.14 64aMeMeMPaWd 0m 33188 3892403.78a22d3.14 64aTTTMPW 13.78a2mMP6.04S62.82S26.01 SS精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明

26、结果校核四、轴承的四、轴承的选型与计算选型与计算校验校验1、第 I 轴轴承的选型与校验 有效应力集中系数 82. 1k63. 1k 绝对尺寸系数 78. 074. 0 74. 91maNkKS 69.161maNkKS 满足要41. 8223SSSSSS轴承均选用选用 AC 型角接触球轴承（）25选用 7206AC当量动载荷计算 轴承 1： 1337.17RN1211006.34aASFN74. 9S69.16S41. 83SS取精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果第 II 轴 11/0.68ARe 得 41. 0X87. 0Y轴承 2： 2944.54RN2264

27、2.29ASNeRA68. 0/22 得 1X0Y该运动为平稳或有轻微冲击，故选 取 2 . 10 . 1pK1.2pK 轴承 1 当量动载荷111()1016.5pPK XRYAN轴承 2 当量动载荷222()770.75pPK XRYAN轴承寿命计算公式 )(6010610PCnLh 其中 C 由查表知 ， 对球轴承 kNC8 .163轴承 1 寿命：610110()52250.610.8860hCLhyearn P选用 7207AC 轴承 3： 32824.3RN34212118.1aaASFFN 68. 076. 0/33eRA 得 41. 0X87. 0Y轴承 4： 42115.6R

28、N441438.6ASNeRA68. 0/44 得 1X0Y1016.5PN1010.88hLyear取2502.9PN109.6hLyear精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果第 III 轴五、键的选五、键的选型与校核型与校核 轴承 3 当量动载荷NYAXRKPp9 .2502)(333轴承 4 当量动载荷NYAXRKPp8 .2108)(334 ， kNC5 .223轴承寿命：610310()460789.660hCLhyearn P选用 7211AC轴承 5： 52154.46RN551465.1ASNeRA68. 0/55 得 1X0Y 轴承 6： 6161

29、8.58RN6622060.4aASFN 68. 053. 1/66eRA 得 41. 0X87. 0Y轴承 5 当量动载荷555()2585.38pPK XRYAN轴承 6 当量动载荷666()2947.44pPK XRYAN， kNC8 .383轴承 6 寿命：610610()542143.1112.9460hCLhyearn P取2947.44PN10112.94hLyear精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果1、第 I 轴联轴器处2、第 II 轴大齿轮处3、小齿轮处4、第 III 轴1、大齿轮处 经计算轴承寿命均大于实际所需轴承寿命三年（300163=144

30、00h） ，满足要求选用 A 型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 MPap150125轴的直径 ，查设计手册得 mmd20 宽度，高度，键长，A 型键计算长度6b6hmmL36mmbLLc30 满足要求69.24306202222044ppMPadhLcT 选用 A 型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 MPap150125轴的直径 ，查设计手册得 44dmm 宽度，高度，键长，C 型键计算长度12b8hmmL28mmbLLc16 满足要求71.911684011739044ppMPadhLcT 选用 A 型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 MPap150125轴的

31、直径 ，查设计手册得 44dmm 宽度，高度，键长，A 型键计算长度12b8hmmL36mmbLLc24 满足要求44 11675061.1444 8 24ppTMPadhLc 6b6hmmL3612b8hmmL2812b8hmmL3618b11h精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果5、联轴器处六、箱体及六、箱体及其配件的设其配件的设计计1、箱体的结构形式2、铸造箱体的结构分析3、箱体大小的设计4、箱体接合面凸缘设计 选用 A 型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 MPap150125 轴的直径 ，查设计手册得 mmd64 宽度，高度，键长，A 型键计算长度

32、18b11hmmL50mmbLLc32 满足要求44 38924070.0664 11 32ppTMPadhLc选用 A 型普通平键，材料为钢，静载荷。查表得许用应力 MPap150125轴的直径 ，查设计手册得 mmd45 宽度，高度，键长，A 型键计算长度16b10hmmL56mmbLLc40 满足要求44 38924087.6945 10 45ppTMPadhLc箱体采用灰铸铁 HT200 制造，制造方式为铸造，箱体壁厚。mm8 箱体是支承和固定减速器零件及保证传动件啮合精度的重要机件，对减速器的性能、尺寸、重量和成本均有较大影响。箱体的具体结构与减速器传动件、轴系和轴承部件以及润滑密封

33、等密切相关，同时还应综合考虑使用要求、强度、刚度及铸造、机械加工和装拆工艺等多方面因素。箱体的上下箱厚度mm81箱体内侧壁与小齿轮两端面间距，与齿顶圆间距mm821131.29.6mmmm 上箱内顶壁与大齿轮齿顶圆间距13381.29.6mmmm 下箱内底壁与大齿轮齿顶圆间距432(30 50)mmmmmm mmL5016b10hmmL56箱体：铸造 HT200mm8mm81mm01.141mm82 338mm 432mm 161c142c精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果5、下箱座凸缘设计考虑到传动齿轮的大小，确定箱体大小 498152mmmm为使上下箱体可靠地

34、定位与联接，其接合面均向外作出一定的凸缘，凸缘宽度由其联接螺栓所需的扳手空间等尺寸 c1、c2 而定。 另外，为适应轴承宽度与安放轴承盖，不是加大箱体厚度，而是在座孔周围箱壁扩展成具有一定宽度 L 的轴承支座。根据螺栓直径 M10 查表得 161c142c凸缘结构如图 为使下箱体与其他座架联接，下箱体亦需做出凸缘底座。底部凸缘宽度由其地脚螺栓直径所需的 c1、c2 决定。 另外，为了增加轴承座的刚度，轴承座处设肋板，肋板厚度为 取 0.856.8bmm10bmm根据螺栓直径 M14 查表得 211c182c凸缘及肋板结构如图211c182cmma5精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计

35、内容计算及说明结果6、输油沟的设计 油沟采用铸造方式制造。 mma510bmmmmc4 结构如图10bmmmmc4轴承端盖：铸造 HT150精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果七、附件及七、附件及说明说明1、轴承端盖材料2、各端盖结构第 I 轴轴承闷盖第 I 轴轴承透盖第 II 轴轴承闷盖 轴承盖的结构型式选用螺钉联接式，铸造，材料为 HT150精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果第 III 轴轴承闷盖第 III 轴轴承透盖2、油标材料结构 油标是用来指示箱内油面高度，杆式油标上有按最高和最低油面确定的刻度线，观察时摆出杆式油标，其上的油

36、痕判断油面高度是否合适。油标应安置在油面稳定及便于观察之处，故择安装在减速器低速轴附近。 选用杆式油标，材料为 Q235油标：Q235精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果3、排油孔螺塞材料结构4、检查孔盖板材料结构5、通气器材料结构 为了换油及清洗箱体时排出油污，所以在箱体底座部有吃最低处设有排油孔，平时排油孔由排油孔螺塞与封油垫封住。 排油孔螺塞材料 Q235 封油垫材料石棉橡胶纸 为了检查传动件啮合情况、润滑状态及向箱内注油，在箱盖上部便于观察传动件啮合区的位置开足够大的检查孔，平时则将检查孔板盖上并用螺钉予以固定，盖板与箱盖凸台接合面间加装防渗透的纸质封油垫片

37、。 检查孔盖板选用 Q215 封油垫选用石棉橡胶纸排油螺塞：Q235封油垫： 石棉橡胶纸检查孔盖板： Q235封油垫： 石棉橡胶纸通气器：Q235精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果6、 起吊装置箱座上的吊钩箱盖上的吊耳环7、定位销 为沟通箱体内外气流使箱体内的气压不会因减速器运转时的温升而增加、从而造成减速器密封处渗透，在检查孔盖板上安装通气器，而且通气器结构应具有防止灰尘进入箱体以及足够的通气能力。 通气器选用 Q235，用螺纹联接在检查孔盖板上 为吊运减速器及起吊箱盖，在箱座与箱盖上铸有吊钩和吊耳环精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业设计内容计算及说明结果8、起盖螺钉9、小结表格 为确定箱座与箱盖的相互位置，保证轴承座孔的镗孔精度与装配精度，在箱体的联接凸缘上距离尽量远处安置两个定位销，而且设置在不对称的位置。箱盖、箱座装配时在剖分面上所涂密封胶给拆卸箱盖带来不便，为此在箱盖的凸缘联接处加工出螺孔，拆卸时，拧动装