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二级圆柱齿轮减速器设计详解

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二级圆柱齿轮减速器设计详解————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:ﻩ第一章 任务书§１设计任务1、设计带式输送机的传动系统,采用两级圆柱齿轮减速器的齿轮传动。

２、原始数据输送带的有效拉力 F=３20０N 输送带的工作速度 v=１.２0s m 输送带的滚桶直径 d=420mm ３、工作条件 有轻微振动，经常满载、空载启动、单班制工作，运输带允许速度误差为5%，减速器小批量生产，使用寿命五年。

第二章 传动系统方案的总体设计一、带式输送机传动系统方案如下图所示 043皮带轮12电动机联轴器 §1电动机的选择 １．电动机容量选择根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率kw pvP w 84.3100020.132001000=⨯==设: 轴η——一对流滚动轴承效率。

轴η=0.99kw P w 84.3=计 算 及 说 明 结 果01η——为齿式联轴器的效率。

01η=0.９９ 齿η——为8级齿轮传动的效率。

齿η=0.９7 筒η——输送机滚筒效率。

筒η=０.96估算传动系统的总效率：86.096.097.099.099.024224201=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=筒齿轴ηηηηη工作机所需的电动机攻率为：kw p p wr 515.486.084.3===ηY 系列三相异步电动机技术数据中应满足:。

r m p p ≥,因此综合应选电动机额定功率kw p m 4=2、电动机的转速选择根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速min 54.59514.304220.110006060r D vn w ≈⨯⨯⨯==π选择电机型号为Ｐ１96 ＹZR1６0M1—6 第六组 参数: 转速n ＝93７r/min 功率P ＝4．8KW§2传动比的分配带式输送机传动系统的总传动比:163.17595.54937===wmn n i724.4163.173.13.112=⨯==i i 633.3724.4163.171223===i ii传动系统各传动比为:86.0=ηkw p r 515.4=min 54.595r n w ≈163.17=i724.412=i 633.323=i计 算 及 说 明 结 果1,633.3,724.4,14231201====i i i i§3 传动系统的运动和动力学参数设计传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下: 0轴——电动机轴min 9370r n = kw p 8.40=m N n p T •===922.489378.495509550000 1轴——减速器中间轴min 937011r i n n ==kw p p 752.499.08.40101=⨯==η m N i T T •=⨯⨯==009.4499.01922.48010101η ２轴——减速器中间轴min 349.198724.49371212r i n n ===kw p p 563.49603.0752.41212=⨯==ηm N i T T •=⨯⨯⨯==649.19997.09603.0724.4009.44121212η 3轴——减速器低速轴min 596.54633.3349.1982323r i n n ===kw p p 382.49603.0563.42323=⨯==ηm N i T T •=⨯⨯==653.6939603.0633.3649.199232323η ４轴——工作机 min 596.5434r n n ==kw p p 338.49801.0382.43434=⨯==η计 算 及 说 明 结 果m N i T T •=⨯⨯==922.67698.01653.693343434η误差: (6７６.9２２-320０×210/１000）/(3２０0×２１０/10０0) ×１00％=０．73２５%轴号电动机 减速器 工作机0轴 1轴 2轴 3轴 4轴 转速 937 937 198.349 54.596 54.596 功率 4.8 4.752 4.563 4.382 4.338 转矩 48.922 44.009 199.649 693.653 676.922 联接、传动件 联轴器 齿轮 齿轮 联轴器 传动比 1 4.724 3.633 1 传动效率 0.99 0.9603 0.9603 0.9801 (单位:min r n --； Ｐ——kW; T ——Nm)第三章 高速级齿轮设计一、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。

1)选用斜齿圆柱齿轮传动 2)运输机为一般工作机,速度不高,故用7级精度(GB100９5-88） ３)材料选择。

由文献得可选小齿轮材料为40C ｒ（调质)，硬度为280ＨBS ，二者材料硬差为40H ＢS 。

４）选取小齿轮齿数Z １=１7，大齿轮齿数:Ｚ2＝iZ 1=4.７２4×17=７9.75 取Ｚ２=80。

5)选取螺旋角。

初螺旋角为β=140§1按齿面强度设计 即:3211)(12HE H ad t t Z Z uu T k d σε+•Φ= 1） 确定公式内的各计算数值 （1） 试选Ｋt ＝１.6（2） 由文献得Z H =2．４33 （3） 由文献得:595.187.0;725.02121=+===a a a a a εεεεε（4） 计算小齿轮传递的转矩51105.95⨯=T ×P 1/ｎ1=95.5×１05×４.752/93７=2.5×104Nm各参数如左图所示T 1＝２.5×１0３N ｍ计 算 及 说 明 结 果（5） 文献得：1=d φﻩ(６) 文献得:材料弹性影响系数216.189MPa Z E =(7)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6001lim =σ；大齿轮的疲劳强度极限MPa H 5502lim =σ。

（８)设每年工作时间按3０0天计算911107965.2)530082(19376060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==H jL n N9921061.056.4107965.2⨯=⨯=N（9)由文献查得接触疲劳寿命系数95.0;91.021==HN HN K K(10)疲劳许用应力取失效概率为１%，安全系数为Ｓ=1。

MPa MPa S K H HN H 5406009.0][1lim 11=⨯=•=σσMPa MPa SK H HN H 02.46555095.0][2lim 22=⨯=•=σσMPa H H H 51.5022][][][21=+=σσσ2)计算(1)小齿轮分度圆直径d 1t mm d t 83.35)25.5318.189433.2(75.4175.4595.11105.26.123231=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯≥(2)计算圆周的速度：sm n d v t 7.2100060144083.3510006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ（3)计算齿宽b 及模数m ｎtmmmm d b t d 83.3583.3511=⨯==φmm Z d m t nt 045.21714cos 83.35cos 011=⨯==βmm d t 83.351≥sm v ==7.2mm m nt 045.2=计 算 及 说 明 结 果H=2.２５m nt =2．0４5mm ｂ/h=35．83/4.6＝7.789 (4)计算重合度35.114tan 171318.0tan 318.001=⨯⨯⨯=⨯=βφεβZ d（5)计算载荷系数K根据v ＝２．7m ／s 、7级精度，由文献【一】图１0-８查得动载系数Ｋv =１．1０；由查得:K Ｈβ=1．４１；ＫＦβ=１.3;K H ａ=K Ｆａ=1.417.241.14.11.11=⨯⨯⨯==βH Ha V A K K K K K(6)按实际的载荷系数校正所算得的mm mm k kd d tt 66.396.117.283.353311=⨯==（7)计算模数M ｎmm mm Z d m n 26.21714cos 66.39cos 011=⨯==β§2 按齿根弯曲强度设计: 32121][cos 2F SaFa d n Y Y Z Y kT m σεφβαβ•≥1）确定计算参数 (1)计算载荷系数002.23.14.110.11=⨯⨯⨯==βF Ha V A K K K K K(2)根据纵向重合度1.３5,从图1０－28查得89.0=βY （3)计算当量齿数:61.1814cos 17cos 03311===βZ Z v 58.8714cos 80cos 03322===βZ Z v (４）查取齿形系数，由表查得:22.2;97.221==Fa Fa Y Y (5）查取应力校正系数，由表得：77.1;52.121==sa Sa Y Y (6)小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1＝50０MP ａmm K 17.2=mm d 66.391=mm m n 26.2=mm K 002.2=mm Z v 61.181=mm Z v 58.872=计 算 及 说 明 结 果大齿轮的弯曲疲劳强度极限.3802MPa FE =δ(7）查得弯曲疲劳强寿命系数K FN1=0.８5，K FN2=0.88 (８)计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数Ｓ＝1.4MPa MPa s K FE FN F 57.3034.150085.0][111=⨯==δδMPa MPa s K FE FN F 86.2384.138088.0][222=⨯==δδ(9)计算大、小齿轮下面的值,并加以比较。

01487.057.30352.197.2][111=⨯=F Sa Fa y Y δ 01645.086.23877.122.2][222=⨯=F Sa Fa y Y δ 大齿轮的数值大2）设计计算mm mm m n 44.101645.0595.117114cos 89.0105.2002.223224=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥ 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数Ｍｎ大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取M n =２.0ｍm,已可满足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触强度极限算得分度圆直径d １=３９.６６mm 来计算应有的齿数。

于是由86.255.214cos 62.66cos 011=⨯==n m d Z β 取191=Z则9175.4191212=⨯==i Z Z 4)几何尺寸计算 1)计算中心距11314cos 22)9119(cos 2)(021=⨯⨯+=+=βn m Z Z a 将中心距圆整为113ｍm2)按圆整后中心距修正螺旋角mm m n 44.1≥191=Z 912=Z113=a mm计 算 及 说 明 结 果02123.1318522)9119(arccos 2)(arccos =⨯⨯+=+=a m Z Z n β等不必修正故参数值改变不多因H a Z K ，,,1βεβ３)计算大、小齿轮的分度圆直径mm m Z d n 3923.13cos 219cos 011=⨯==βmm m Z d n 18723.13cos 291cos 022=⨯==β ４）计算齿轮宽度mm mm d b d 393911=⨯==φ圆整后取mm B mm B 45;4012== 5)结构设计第四章 低速级齿轮设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。

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机械设计课程-同轴式二级圆柱齿轮减速器详解方案

机械设计课程-同轴式二级圆柱齿轮减速器详解方案

设计计算及说明结果一、设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器1.总体布置简图2.工作情况工作平稳、单向运转3.原始数据卷筒有效圆周力（N）运输带速度（m/s）卷筒直径（mm）4600 2.4 5004.设计内容(1)电动机的选择与参数计算(2)斜齿轮传动设计计算(3)轴的设计(4)滚动轴承的选择(5)键和联轴器的选择与校核(6)装配图、零件图的绘制(7)设计计算说明书的编写二、传动方案的拟定及说明如任务书上布置简图所示，传动方案采用V带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱，采用V带可起到过载保护作用，同轴式可使减速器横向尺寸较小。

七、轴的设计计算1.高速轴的设计(1)高速轴上的功率、转速和转矩转速（min/r）高速轴功率（kw）转矩T（mN⋅）576 6.91 118.75(2)作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为d=98.75mm，根据《机械设计》（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则NtgFFNtgFFNdTFtantrt37.8752006.2405tan49.900553313cos2006.2405costan06.24051075.9875.118223=︒⨯==='''︒︒⨯===⨯⨯==-ββαNFp1622=(3)初步确定轴的最小直径先按照式子（15-2）初步估算的最小直径。

选取轴的材料为45钢，调质处理。

根据表15-3，取112=A,于是得mmnPAd64.2557691.611233min=⨯==(4)轴的结构设计1）拟订轴上零件的装配方案（如图）NFNFNFart37.87549.90006.2405===NFp1622=mmd64.25min=设计计算及说明结果ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ设计计算及说明结果NtgFFNtgFFNFtantrt45.31132013.8554tan79.3202553313cos2013.8554costan13.85541075.9836.42222232=︒⨯==='''︒︒⨯===⨯⨯=-ββα(3)初步确定轴的最小直径先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。

二级圆柱齿轮减速器设计计算说明书

二级圆柱齿轮减速器设计计算说明书

二级圆柱齿轮减速器设计计算说明书一、设计任务设计一用于带式运输机的二级圆柱齿轮减速器。

运输机工作经常满载，空载启动，工作有轻微振动，两班制工作。

运输带工作速度误差不超过 5%。

减速器使用寿命 8 年（每年 300 天）。

二、原始数据1、运输带工作拉力 F ＝＿_____ N2、运输带工作速度 v ＝＿_____ m/s3、卷筒直径 D ＝＿_____ mm三、传动方案的拟定1、传动方案选用展开式二级圆柱齿轮减速器，其结构简单，效率高，适用在载荷平稳的场合。

2、电机选择选择 Y 系列三相异步电动机，其具有高效、节能、噪声低、振动小、运行可靠等优点。

四、运动学和动力学计算1、计算总传动比总传动比 i ＝ n 电／ n 筒，其中 n 电为电动机满载转速，n 筒为卷筒轴工作转速。

2、分配各级传动比根据经验，取高速级传动比 i1 ，低速级传动比 i2 ，应满足 i ＝ i1 ×i2 。

3、计算各轴转速高速轴转速 n1 ＝ n 电／ i1 ，中间轴转速 n2 ＝ n1 ／ i2 ，低速轴转速 n3 ＝ n2 。

4、计算各轴功率高速轴功率 P1 ＝Pd × η1 ，中间轴功率 P2 ＝P1 × η2 ，低速轴功率 P3 ＝P2 × η3 ，其中 Pd 为电动机输出功率，η1 、η2 、η3 分别为各级传动的效率。

5、计算各轴转矩高速轴转矩 T1 ＝ 9550 × P1 ／ n1 ，中间轴转矩 T2 ＝ 9550 × P2 ／n2 ，低速轴转矩 T3 ＝ 9550 × P3 ／ n3 。

五、齿轮设计计算1、高速级齿轮设计（1）选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用______材料，大齿轮选用______材料，精度等级选______。

（2）按齿面接触疲劳强度设计确定公式内各计算数值，计算小齿轮分度圆直径 d1 。

（3）确定齿轮齿数取小齿轮齿数 z1 ，大齿轮齿数 z2 ＝ i1 × z1 。

二级圆柱齿轮减速器及v带的设计讲解

二级圆柱齿轮减速器及v带的设计讲解

目录1. 电动机选择2. 主要参数计算3. V带传动的设计计算4. 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算5. 机座结构尺寸计算6. 轴的设计计算7. 键、联轴器等的选择和校核8. 润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法9．减速器附件及其说明10. 参考文献一、电动机的选择首先计算工作机有效功率：48000.6P 2.8810001000W Fv KW ⨯===式中，F ——传送带的初拉力； v ——传送带的带速。

从原动机到工作机的总效率：423423123450.960.990.970.980.960.784ηηηηηη∑==⨯⨯⨯⨯=式中，1η——v 带传动效率，10.96η=； 2η——轴承传动效率，20.99η=； 3η——齿轮啮合效率，30.97η=；4η——联轴器传动效率，40.98η=； 5η——卷筒传动效率，50.96η=则所需电动机功率：2.883.67kW 0.784Wd P P kW η∑=== 工作机（套筒）的转速：W 6010001000600.6n /min 57.3/min 200V r r D ππ⨯⨯⨯===⨯由参考文献1表9.2，两级齿轮传动840i =-，所以电动机的转速范围为：=d n 'i ∑W n =(8~40)×57.3=（458.4~2292）minr符合这一范围的同步转速为750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min 三种。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min 的电动机。

根据电动机的类型、容量和转速，由参考文献[2]表15.1，选定电动机型号为Y132M1-6，其主要性能如下表所示。

额定功率 满载转速 启动转矩额定转矩 最大转矩额定转矩4kW 960/min r 2.0 2.0电动机带轮的设计代号 结构尺寸和计算公式 结果s d 手册157页38mm h d(1.8~2) 1.838h s d d ==⨯ 68.4mm L (1.5~2) 1.538s L d ==⨯取60mmr d 2()12522281r a d d H mm δ=--=-⨯= 81mm0d02h rd d d +=74.7mm s (0.2~0.3)0.250s B ==⨯10mm 1s 1 1.5 1.510s s ==⨯ 15mm 2s20.50.510s s ==⨯5mm二、主要参数的计算一、确定总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比96016.7557.3m w n i n ===总 查表可得V 带传动单级传动比常用值2~4，圆柱齿轮传动单级传动比常用值为3~5，展开式二级圆柱齿轮减速器()121.3~1.5i i ≈。

两级(同轴式)圆柱齿轮减速器设计

两级(同轴式)圆柱齿轮减速器设计

目录一、设计任务书 (1)二、传动装置的总体设计 (3)三、传动零件的设计计算 (7)四、轴的设计计算 (13)五、键连接的选择和计算 (21)六、滚动轴承的设计与计算 (23)七、箱体的结构设计 (24)八、设计小结 (27)九、参考文献 (29)一、设计任务书1、设计题目：设计两级（同轴式）圆柱齿轮减速器2、设计要求：设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器（如图），连续工作，单向运转;空载启动较平稳。

运输带容许速度误差为5%。

每天8图1-1带式输送机传动系统简图小时，使用期限8年。

设计参数：运输机最大有效拉力2600N，运输带速度v=1.5m/s，卷筒直径D=400㎜。

特点：同轴式两级减速器径向尺寸紧凑，但轴向尺寸较大。

减速器的输入输出轴位于同一轴线两端。

3、设计内容：1）传动方案的分析与拟定2）电动机的选择3）传动装置运动与动力参数计算4）传动零件、轴、滚动轴承及连接键的设计计算5）滚动轴承、键、联轴器的选择与校核6）装配图、零件图的绘制7）编写设计计算说明书4、设计任务：1) 装配图1张(A1/A2)2) 上箱体1 张(A1/A2)3) 下箱体1张( A1/A2)4) 轴1张(A2/A3)5) 齿轮1张(A2/A3)6) 设计说明书1份二、传动装置的总体设计采用二级减速器，瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。

轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。

减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。

但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；中间轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差；仅能有一个输入和输出端，限制了传动布置的灵活性。

原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。

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。

1、 电机的选择w P =1000v F w ⋅ =kW kW 9.310005.12600=⨯ 电动机工作效率∑=ηw0P P电动机到输送机的总效率224联卷齿滚ηηηηη⋅⋅⋅⋅=∑根据《机械设计指导书》表9-6取滚动轴承传递效率8.90=滚η（三对和卷筒轴承），齿轮传动效率7.90=齿η，卷筒传动效率6.90=卷η，联轴器传动效率9.90=联η17.8099.06.907.908.9022424=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=∑联卷齿滚ηηηηη查《机械设计指导书》表2-1选电动机额定动率为5.5kW 确定电动机转速 卷筒轴工作转速min 6.71min 0043.145.1100060 100060r r D v n w =⨯⨯⨯=⋅⨯=π 二级圆柱齿轮减速器传动比60~8=i , 电动机转速可选范围w n i n ⋅'=∑0=（8~40）×71.6 r ／min =（560~3200）r ／min 符合这一范围的同步转速为750 r ／min 、1000 r ／min 、1500 r ／min 和3000 r／min 四种。