二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书

1、机械设计和制造实践设计清单设计主题：二级展开式齿轮减速箱2015年1月16日设计计算和说明主要结果1引言(1)传送带的工作张力：(2)传送带的工作速度：(3)鼓径：(4)工作寿命： 8年双班制的工作(5)工作条件：两班制，连续单向运转，负荷比较平稳，有室内工作、粉尘，环境最高温度为35。双传动装置设计2.1传动方案展开式二级圆筒齿轮减速机如图1所示。图1减速机的传动方式展开式二级圆筒齿轮减速机的传动路径如下电动机偶联反应减速机偶联反应带式输送机采用二级圆柱齿轮设计，效率高，工作耐久，维护简单。 高、低速级采用正齿轮，传动平稳，动负荷小，能满足工作要求。 但是，该齿轮相对于支撑位置不对称，若轴产

2、生扭曲变形，则齿宽上的载荷分布变得不均匀，因此在设计时需要增大轴设计的刚性。 另外，由于减速传动，输出端的扭矩大，在选择轴和轴承时需要特别注意。2.2电机的选定2.2.1型y系列三相异步电动机。2.2.2格式(1)电机容量1 .工作装置所需的电力，2 .电机的输出参考文献5查看表2-4弹性连接器的传动效率闭式圆柱齿轮选择8级精度的齿轮传递效率滚动轴承的传动效率传动装置的总效率=0.8953 .电机的额定功率参考文献1根据表12-5，选定Y132S-6形式的电机额定功率(2)马达的转速1 .机床主轴转速2、各级齿轮比的选择范围参考文献5查阅表2-1二级展开式圆筒齿轮减速机的齿轮比范围为9-363

3、 .电动级的转速的确定电机选择转速范围参考文献1由表12-1可知同步转速为1000r/min全转速为960r/min电机额定功率。 表格如下：电机型号额定功率(千瓦)电机转速(r/min )同步满载Y132S-6310009604 .电机的主要技术数据和外形、安装尺寸由参考文献1表12-1得到电机型号为Y132S-6，主要技术数据如下型号额定功率(千瓦)全转速(r/min )Y132S-639602.0电机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。中心高度h外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔径轴伸尺寸钥匙安装部尺寸112122.3传动比分配2.3.1总齿轮比2.3.2分配各级齿轮比22.4取传动装置的运

4、动和动力参数2.4.1各轴转速n(r/min )电动机轴为0号轴，从高速到低速的各轴依次为1、2、3号轴2.4.2各轴输入功率P(kW )2.4.3各轴扭矩T(Nmm )最终的数据如下：项目电动机轴123转速(r/min )9601440302.8489.18功率(千瓦)3.02.942.822.68扭矩(N.m )28.8429.25103.98294.18齿轮比13.712.97效率0.98010.96030.9603三传动零件设计3.1高速级3.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数(1)根据给出的设计方案，可知齿轮类型为直齿圆柱齿轮(2)电动机是一般机床，选择速度不高的7级精度(3)

5、材料选择选择：小齿轮材料为40Cr (调质)，硬度为280HBS大齿轮的材料是45钢(调质)，硬度是240HBS两者的硬度差为40HBS(4)小齿轮的齿数为大齿轮的齿数是3.1.2齿面接触强度设计：决定(1)式内的各计算值一)初选4 )计算小齿轮传递的扭矩5 )参考文献2根据表10-6要检查材料的弹性影响系数：6 )参考文献2参照表10-77 )参考文献2图10-21 (d )从齿面硬度来看，小齿轮的接触疲劳强度极限：大齿轮的接触疲劳强度极限：8 )应力循环的计算次数：9 )参考文献2图10-19根据循环次数，接触疲劳寿命系数：，10 )接触疲劳容许应力假设失效概率为1%，安全系数S=1，则如

6、下11 )允许计算接触应力取两者中较小的值：=582MPa(2)计算1 )估算小齿轮的分度圆直径2 )计算圆周速度3 )计算齿宽和模数5 )计算负荷系数从参考文献2表10-2得到的使用系数由图10-8得到动载荷系数根据表10-4图10图13正齿轮因此，载荷系数为6 )用实际载荷系数校正得到的分度圆直径7 )模块的计算3.1.3用齿底的弯曲强度来设计(1)决定计算参数1 )从文献2图10-20c中调查小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限2 )根据图10-18取弯曲疲劳寿命系数3 )计算弯曲疲劳强度的容许应力取弯曲疲劳安全系数S=1.44 )计算载荷系数5 )调查齿形系数根据文献2表1

7、0-56 )调查应力修正系数根据文献2表10-57 )计算大、小齿轮的并行比较大齿轮的数值大(2)计算比较计算结果显示，根据齿面接触疲劳强度计算出的坡面系数大于根据齿根弯曲疲劳强度计算出的坡面系数。 因此，为了满足弯曲强度的要求，有必要用通过齿面接触疲劳强度得到的分度圆直径来计算齿数。去取割成圆形3.1.4相关几何尺寸的计算(1)中心距离(2)计算大、小齿轮的分度圆直径(3)计算齿轮宽度去取3.2低速级3.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数(1)根据给定的设计方案，可知齿轮类型为直齿圆柱齿轮(2)电动机是一般机床，选择速度不高的7级精度(3)材料选择选择：小齿轮的材料为40Cr (调质)

8、，硬度为280HBS大齿轮的材料为45钢(调质)，硬度为240HBS两者的硬度差为40HBS(4)小齿轮的齿数为大齿轮的齿数是3.2.2齿面接触强度设计：决定(1)式内的各计算值一)初选2 )计算小齿轮传递的扭矩3 )参考文献2根据表10-7选定齿宽系数4 )根据表10-6要检查材料的弹性影响系数：5 )参考文献2图10-21 (d )从齿面硬度来看，小齿轮的接触疲劳强度极限：大齿轮接触疲劳强度极限：6 )应力循环的计算次数：7 )参考文献2图10-19根据循环次数，接触疲劳寿命系数：，8 )接触疲劳容许应力假设失效概率为1%，安全系数S=1，则如下10 )允许计算接触应力取其中一个较小的值1

9、 )估算小齿轮的分度圆直径2 )计算圆周速度3 )计算齿宽和模数请参照4 )5 )计算负荷系数参考文献2由表10-8得到动态载荷系数根据表10-4调查图10-13从表10-2得到使用系数正齿轮因此，载荷系数为6 )用实际负荷系数校正得到的分度圆直径7 )模块的计算3.2.3用齿底的弯曲强度来设计(1)确定计算参数1 )从文献2图10-20c中调查小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限2 )根据图10-18取弯曲疲劳寿命系数3 )计算弯曲疲劳强度的容许应力取弯曲疲劳安全系数S=1.44 )计算负荷系数5 )调查齿形系数根据文献2表10-56 )调查应力修正系数根据文献2表10-57 )

10、计算大、小齿轮的并行比较大齿轮数值大，选择大的值(2)计算比较计算结果显示，根据齿面接触疲劳强度计算出的斜面系数大于根据齿根弯曲疲劳强度计算出的斜面系数。 因此，为了满足弯曲强度的要求，需要用通过齿面接触疲劳强度得到的分度圆直径来计算齿数。去取3.2.4相关几何尺寸的计算(1)中心距离卷起来(2)计算大、小齿轮的分度圆直径(36 )计算齿轮宽度圆圆之后齿轮参数如下所示：高速级很大202210112854很小542759低速级很大23137715578很小782683四轴设计4.1低速轴的设计4.1.1低速轴的运动参数电力转速扭矩事先决定4.1.2轴的最小直径输出轴的最小直径是安装联轴器的直径。

11、选轴的材料是45钢调质处理。为了使所选轴的直径与联轴器的孔径匹配，还必须选择联轴器形式。耦合计算扭矩根据文献1表14-1，考虑到扭矩变化小扭矩必须比联轴器的公称扭矩小。 选择LT7型弹性套筒销接头，取半接头的孔径，半接头的长度，与半接头轴重合的轮毂孔的长度。4.1.3轴的结构设计(1)立案方案如下图所示(2)根据轴向定位的要求，决定轴的各段的直径和长度1 )为了满足半联轴器的轴向定位要求，需要在1个轴段的右端做肩膀，因此取2段的直径，左端用轴端止动环定位，用轴端直径取密封径d=50mm。 半接头和轴的配合凸缘孔的长度为105mm，为了防止轴端止动圈只压到半接头上而压到轴的端面上，1段的长度比配

12、合长度稍短。2 )首先选定滚动轴承因为轴承受到径向力的作用，所以选择深沟球轴承，参考工作的要求，从轴承产品目录中首先选择0尺寸系列、标准精度等级的深沟球轴承6011。 各轴径段的长度由壳体内部结构和联轴器轴孔的长度决定。轴的各段的直径和长度。(3)轴上部件的周向定位齿轮、半联轴器和轴的周向定位采用平结合。和合在文献1中进行了调查平键，配方为H7/r6。和合在文献1中进行了调查平键，配方为H7/r6。(4)确定轴上的圆角和倒角尺寸轴端面倒角全部圆角半径为1毫米4.2高速轴的设计4.2.1高速轴的运动参数电力转速扭矩4.2.2作用于齿轮上的力高速级大齿轮的分度圆直径事先决定4.2.3轴的最小直径输

13、出轴的最小直径是安装联轴器的直径。因为是在齿轮轴上设计的，选择轴的材料是40Cr调质处理。为了使所选轴的直径与联轴器的孔径相匹配，还必须选择联轴器格式。耦合计算扭矩根据文献1表14-1，考虑到扭矩变化小扭矩必须小于联轴器的标称扭矩。 选择LX3型弹性套筒销接头，取半接头的孔径、半接头的长度、与半接头轴重合的轮毂孔的长度。4.2.4轴的结构设计(1)立案方案如下图所示(2)根据轴向定位的要求，确定轴的各段的直径和长度轴承受到径向力，选定深沟球轴承。参考工作的要求初次选定深沟球轴承6008那个(3)小齿轮的分度圆直径为54mm，其齿底圆直径(54-2.5 )2=39mm )到键槽底部的距离e2mt=4mm，因此I轴上的齿车轮必须与轴成为一体，所以是齿顶圆径、各轴径段长度在壳体内部连接机构和联轴器的轴孔的长度决定。轴的各段的直径和长度：(4)轴上部件的周向定位齿轮、半联轴器和轴的周向定位采用平结合。和合在文献1中进行了调查长度63毫米，配合(5)决定轴上的圆角和倒角尺寸轴端面倒角全部圆角半径为1毫米4.3中间轴的设计4.3.1中间轴轴2上的运动参数电力转速扭