同轴式二级圆柱齿轮减速器设计书.doc

二级同轴式圆柱齿轮减速器设计说明书目录设计任务书............................................................1 传动方案的拟定及说明.............................................4 电动机的选择.........................................................4 计算传动装置的运动和动力参数.................................5 传动件的设计计算...................................................5 轴的设计计算.........................................................8 滚动轴承的选择及计算.............................................14 键联接的选择及校核计算..........................................16 连轴器的选择.........................................................16 减速器附件的选择...................................................17 润滑与密封............................................................18 设计小结...............................................................18 参考资料目录 (18)机械设计课程设计任务书题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器一．总体布置简图1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—鼓轮；6—联轴器二．工作情况：载荷平稳、单向旋转三．原始数据鼓轮的扭矩T〔N·m〕：850 鼓轮的直径D〔mm〕：350 运输带速度V〔m/s〕：0.7 带速允许偏差〔％〕：5 使用年限〔年〕：5 工作制度〔班/日〕：2 四．设计内容1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.电动机的选择与运动参数计算；斜齿轮传动设计计算轴的设计滚动轴承的选择键和连轴器的选择与校核；装配图、零件图的绘制设计计算说明书的编写五．设计任务1．减速器总装配图一张 2．齿轮、轴零件图各一张 3．设计说明书一份六．设计进度1、第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、第二阶段：轴与轴系零件的设计3、第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、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机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。

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。

目录
一、设计任务书 (1)
二、电动机选型 (2)
三、总传动比和传动比分配 (3)
四、计算传动装置的运动和动力参数 (4)
五、传动件的设计计算 (5)
1. 滚子链传动设计计算 (5)
2. 低速级齿轮传动设计计算 (7)
3. 高速级齿轮传动设计计算 (7)
六、轴的设计计算 (17)
1. 高速轴的设计 (17)
2. 中速轴的设计 (22)
3. 低速轴的设计 (27)
4. 精确校核轴的疲劳强度 (33)
七、滚动轴承的选择及计算 (36)
1. 高速轴的轴承 (36)
2. 中速轴的轴承 (37)
3. 低速轴的轴承 (38)
九、键联接的选择及校核计算 (39)
十、联轴器的选择 (39)
十一、减速器附件的选择和箱体的设计 (40)
十二、润滑与密封 (40)
十三、设计小结 (41)
十四、参考资料 (42)
1-输送链； 2-主动星轮； 3-链传动；4-减速器；
=
38.1
271.55N
总长为
（L2+L3）=F 3
1987.569.5(71.51987.5979.651007.85t L =⨯÷=-=
tanβ=
）初步确定轴的最小直径
tanβ=。

机械设计——二级同轴式圆柱齿轮减速器 doc二级同轴式圆柱齿轮减速器是一种特殊的减速装置，它可以改变电机或其他传动机构的输入转速，以达到减速的目的。

主要是由一系列的差速器齿轮组合而成的。

二级同轴式圆柱齿轮减速器由内环齿轮、外环齿轮、两个同轴轴承等组成。

内环齿轮中有一系列圆柱齿轮，外环齿轮分为上止子和下止子，两止子之间是一个圆柱齿轮轴，上止子和下止子之间还有一个弹性垫圈。

内环齿轮和外环齿轮之间由两个同轴轴承相隔，同轴轴承可以确保两个减速器齿轮之间的可靠性。

当动力传递至减速器时，内环齿轮的上止子会因力的反作用而上移，使齿轮轴轴头处的压力增大，从而起到减速的作用。

在轴轴头处，由于两个齿轮的尺寸和位置参数不同，不同的组合可以获得不同的减速比。

优点：1、可靠性高：采用轴承传动，实现齿轮传动，由两个内外环齿轮与两个同轴轴承组成，可以有效提高减速器的可靠性；2、减速比大：二级同轴式圆柱齿轮减速器可以获得较大的减速比，减少电机的运行转速，可以满足较低的转速要求，减少运行噪音；3、结构紧凑：由内环齿轮、外环齿轮两止子和两个同轴轴承组成，节省了结构空间。

成本低廉：采用同轴轴承传动，可以大大降低设备成本。

1、对安装精度要求高：差速器齿轮需要精确的安装过程，以确保它能够正常正确的工作；2、摩擦力大。

二级同轴式圆柱齿轮减速器摩擦面中受力状况差，摩擦力很大，它会消耗大量的能量。

总之，二级同轴式圆柱齿轮减速器是一种高效的减速装置，对于性能要求较高的系统，它可以满足不同的减速比要求。

但是它也存在一些缺点，需要在安装时给予足够的关注，以确保性能和使用寿命。

设计题目：螺旋输送机传动装置用同轴式二级圆柱直齿轮减速器的设计设计要求：1、螺旋输送机转速：14r/min2、输送螺旋所受阻力矩：1400Nm3、使用寿命：10年，每年300个工作日4、工作情况：三班制，连续单向运转，载荷较平稳5、动力来源：三相交流电，电压380/220V6、检修间隔期：四年一大修，两年一中修，半年一小修7、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产一、选择电动机1）电动机功率计算P工作机功率 ：w P = 9550Tn =2.5 kw 电动机需要功率： P d = P w /η总效率 ：7321.....ηηηηη= 其中，η1_________联轴器，为0.99η2_________III 轴轴承效率，为0.99η3_________低速级齿轮啮合效率，为0.97 η4_________ II 轴轴承效率，为0.99η5_________ 高速级齿轮啮合效率，为0.96 η6__________ I 轴轴承效率，为0.99Η7_________皮带效率，为0.96故，η=0.86P d =2.5/0.86=2.9 kw2）电动机转速计算工作机转速n w =14r/min电动机转速: n d = n w *i 总*i V 带其中：i 总=8~40 i 总为减速器总传动比i V 带取5 i V 带为皮带传动比故 n d =560~2800 r/min3）选定电动机根据求出的P、n查手册。

选定电动机：型号：Y100L2—4、同步转速n=1500r/min、满载转速nm=1430r/min、额定功率P额=3kw二、传动比的分配i总*i V带=n m/n w=1430/14=102.1其中，i总=i高*i低，且i高=i低故，i总= i低2=20.4故，i低=4.5，i高=4.5三、计算各轴的n，P，T1）各轴转速电动机轴:n m为1430 r/minI轴: n I =n m/5=286 r/minII轴: n II =n I/i高=63.6 r/minIII轴：n III=n II/i低=14.1r/min2)各轴输入功率电动机轴: P d=P w/ŋ总=2.9kwI轴: P I = P d *ŋ9=2.8kwII轴: P I I= P I * ŋ78=2.7kwIII轴：P III=P II*ŋ56=2.6kw3)各轴扭矩T电动机轴：T d =9550*P d /n m =19.4 N*mI 轴： T I = T d *ŋ9=18.6 N*mII 轴：T II = T I *ŋ78*i 高=79.6N*mIII 轴：T III =T II *ŋ56*i 低=344 N*m四、齿轮的设计计算（一）、高速级齿轮的设计计算1、选定尺寸类型、精度等级、材料及齿数1）、选定圆柱直齿轮传动2）、螺旋输送机机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度3）、选定材料：由表10-1选择小齿轮材料为40Cr 调制，硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢调制，硬度为240HBS4）、选定小齿轮齿数z 1=24，大齿轮齿数108z i z 12=⨯=2、按齿面接触强度计算由设计公式进行试算，即32H e d 1t 1t ][Z i 1i T K 2.32d ∙⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∙+∙Φ=σ （1）、确定公式内各计算数值1）、试选载荷系数K t =1.3。

--目录1. 生产率 Q：10 t/h2. 运输带工作速度： V= 2.0m/s。

3. 提升机鼓轮直径： D=400mm4. 提升高度： H=28m5. 工作情况：工作平稳，时常满载、空载启动，单向运转，双班制工作6. 使用寿命： 8 年7. 运输带速度允许误差: 5％.创造条件及生产批量:普通机械厂创造,小批量生产.传动方案给定为二级减速器(两级圆柱齿轮传动减速)，说明如下：为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速n ，即W 601000v 601000 2W D 400普通常选用同步转速为1000 r min 或者的电动1500 r min 机作为原动机，根据总传动比数值，可采用任务书所提供的传动方案就是二级圆柱直齿轮传动。

n = 95.5r min Wn = = 必95.5 r min二、电动机选择1．电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用普通用途的 Y1002-4 系列三项异步 电动机。

它为卧式封闭结构 2．电动机容量 1、卷筒轴的输出功率PWP = = = 1.984kW W 1000 1000D 10002、 电动机输出功率P P =pWd dν传动装置的总效率 ν = ν 2 .ν 3 .ν 2 .1 2 3式中， ν1 .ν2 ... 为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效 率。

由工具书参考书 1 表 1-7 查得：弹性联轴器ν = 0.99 ；球轴承ν = 0.99 ；圆柱齿轮传动ν = 0.97 ；1 2 3则ν = 0.992 . 0.992 . 0.971 必 0.894故P = p W = 1.984 = 2.2168kWd ν 0.8943、电动机额定功率 Ped选取电动机额定功率P = 3kWed4、电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。

由 任务书中推荐减速装置传动比范围i π = 16 ~ 160 ，则 电动机转速可选范围为P = 1.984kWWν必 0.894P = 2.2168kWdT 2T ϖ 650 2.0 2n πd= n W. i π2 = 41.4 (16~160) = 662.4 ~ 6624r / min可见惟独同步转速为 1500r/min 的电动机均符合。

同轴式二级圆柱齿轮减速器设计目录1.题目及总体分析 (2)2.各主要部件选择 (2)3.选择电动机 (3)4.分配传动比 (3)5.传动系统的运动和动力参数计算 (4)6.设计高速级齿轮 (5)7.设计低速级齿轮 (10)8.减速器轴及轴承装置、键的设计 (14)１轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计 (15)２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计 (21)３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计 (27)9.润滑与密封 (32)10.箱体结构尺寸 (32)11.设计总结 (33)12.参考文献 (33)一.题目及总体分析题目：设计一个带式输送机的减速器给定条件：由电动机驱动，运输带工作拉力为4500N，运输带速度为1.8m/s，运输机滚筒直径为400mm。

自定条件：工作寿命8年（设每年工作300天），四年一大修,连续单向运转,载荷平稳,室内工作,有粉尘。

减速器类型选择：选用同轴式两级圆柱齿轮减速器。

整体布置如下：图示：１为电动机，２及６为联轴器，３为减速器，４为高速级齿轮传动，５为低速级齿轮传动，７为输送机滚筒。

辅助件有:观察孔盖,油标和油尺,放油螺塞,通气孔,吊环螺钉,吊耳和吊钩,定位销,启盖螺钉,轴承套,密封圈等.。

二.各主要部件选择目的过程分析结论动力源电动机齿轮斜齿传动平稳高速级，低速级均为斜齿轮轴承此减速器轴承所受轴向力不大球轴承联轴器弹性联轴器三.选择电动机目的过程分析结论类型根据一般带式输送机选用的电动机选择选用Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机功率工作机所需有效功率为P w＝F×V＝4500N×1.8m/s圆柱齿轮传动(8级精度)效率(两对)为η1＝0.972球轴承传动效率(四对)为η2＝0.99 4弹性联轴器传动效率(两个)取η3＝0.9932输送机滚筒效率为η4＝0.96电动机输出有效功率为KWPP wr46.996.0993.099.097.08.145002424321=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯='ηηηη要求电动机输出功率为kWPr46.9='型号查得型号Y160M-4封闭式三相异步电动机参数如下额定功率\kW=11满载转速\r/min=1460选用型号Y160M-4封闭式三相异步电动机四.分配传动比目的过程分析结论分配传动比传动系统的总传动比wmnni=其中i是传动系统的总传动比，多级串联传动系统的总传动等于各级传动比的连乘积；n m是电动机的满载转速，r/min；n w 为工作机输入轴的转速，r/min。

一、设计任务1.题目2 —（3）设计一用于带式输送机上的同轴式二级圆柱齿轮减速器。

2.总体布置简图图13.工作情况工作平稳，单向运转4.运输机卷筒扭矩（N•m）运输带速度（m/s）卷筒直径（mm）带速允许偏差（%）使用年限（年）工作制度（班/日）1400 0.75 350 5 10 25.（1）电动机的选择与运动参数计算（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6.设计任务（1）减速器总装配图1张（0号或1号图纸）（2）齿轮、轴零件图各一张（2号或3号图纸）（3）设计计算说明书一份二、传动方案的拟定及说明传动方案如总体布置简图（图1）所示，中间传动采用V带传动和同轴式二级减速箱进行降速。

V带传动适用于中高速级，具有结构简单，传动平稳，过载保护等优点；同轴式减速箱横向尺三、电动机的选择（此段计算均查自此书）表，圆柱齿轮传动η四、传动比配置和传动装置运动、动力参数计算(315-⨯6481498.5214=== cos14cos1425531053cos142553''⨯''206设计计算及说明结果1． 高速轴设计1）基本数据转矩1118.71T N m =⋅，转速1576/min n r =，功率17.16P kW = 2）计算作用在轴上的力高速轴小齿轮分度圆直径186.74d mm =周向力：31122118.71102737.1186.74t T F N d ⨯⨯===径向力：tan tan 202737.111028.7cos cos142553n r tF F N αβ==⨯='''轴向力：tan 2737.11tan142553704.4ae t F F N β'''==⨯= 受力分析见图6-1-2（各力已经向中心作等效变换）3）初步确定轴的最小直径 先按《机械设计》式（15-2）（此段未作说明均查自此书）初步估算轴的最小直径。