机械设计课程设计---二级直齿圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计---二级直齿圆柱齿轮减速器

机 械 设 计

课 程 设 计 说 明 书

设计题目：二级直齿圆柱齿轮减速器

院系： 粮油食品学院

专业： 食品科学与工程

班级： 食 工 0904 班

学号: 200948060411

设计人： 孙 军

指导教师：曹 宪 周

完成日期：2011年9月15日

目 录

一、传动装置总体设计 ········ 1

A、确定传动方案 ········· 5

B、电动机的选择 ········· 6

C、计算传动装置的运动和动力参数 · 8

➢ Ⅰ、Ⅱ轴的大小齿轮 ······ 9

➢ Ⅱ、Ⅲ轴的大小齿轮 ······ 12

D、轴的设计计算及轴承的选择计算

·················· 15

E、轴承的选择计算 ········ 16

F、联接件、润滑密封和联轴器的选择及计算

·················· 17

1、键连接 ··········· 17

2、联轴器的选择及计算 ····· 17

3、润滑方式、牌号及密封装置 ·· 18

二、绘制减速器装配图 ······· 附图

三、绘制零件图 ·········· 附图

四、参考文献 ············ 18

五、总结 ·············· 18

原始数据：

A、已知条件

1)． 运输带工作拉力F=1350N；

2)． 运输带工作速度v=1.2m/s(允许运输带速度误差为±5%)；

3)． 滚筒直径D=180mm；

4)． 滚筒效率ηj=0.96 (包括滚筒与轴承的效率损失)；

5)． 工作情况：正反转传动；断续工作，有轻微振动；启动载荷为公称载荷的1.4倍；每天工作12小时，寿命为8年，大修期3年，每年按260个工作日计算。

B、设计工作量

1)．部件装配图（如减速器装配图）一张（A1或A0图纸）；

2)．零件工作图2张；

3)．设计说明书一份。

C、设计步骤

 确定传动装置的总体设计方案

 选择电动机

 计算传动装置的运动和动力参数

 传动零件设计计算

 轴的设计计算

 轴承的选择计算

 联接件、润滑密封和联轴器的选择及计算

 绘制减速器装配图

 绘制零件图

 编写计算说明书

 进行设计答辩等

二、传动装置总体设计

A、确定传动方案

设计传动方案应满足下列条件

（1） 工作机的工作要求；

（2） 必须具有结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便等特点。

根据上述要求，初步选定的传动方案为:二级闭式齿轮传动方式。

1、选择电动机

1）选择电动机类型和结构形式

由于单位普遍使用三相交流电源，电压为380V，所以一般选用三相交流异步电动机。其中以三相鼠笼式异步电动机用最多，且Y系列全封闭鼠笼型三相异步电动机具有结构简单、工作可

靠、起动特性好、价格低廉、维护等一系列优点，适用于不含易燃、无腐蚀性气体的一般场所，故广泛应用于齿轮减速器等无特殊要求的一般机器上。

根据电动机的安装和防护要求，选择卧式封闭结构。

2）选择电动机的容量

电动机的功率选择必须合适。选得小了，不能保护工作机的正常工作；选得大了，又增加成本。因此，选择电动机的功率时就应满足电动机的额定功率等于或稍大于电动机所需的功率。

根据已知条件计算得工作机所需的功率Pw为

Pw=1000Fv=10002.11350=1.6 2kW

设：5w－输送机滚筒轴（５轴）之输送带间的传动效率；

c－联轴器效率，c=0.99；

g－闭式圆柱齿轮传动效率，g＝0.97；

b－对滚动轴承效率，b=0.99；

cy－输送机滚筒效率，cy＝0.96；

估算传动系统总效率为

＝2346

＝c[(g)2(b)3] c(bcy)

＝0.99[(0.97)2(0.99)3]

0.99(0.990.96)

＝0.8504

工作机电动机所需功率P0为

P0=1.4Pw=1.48504.062.1 kW =2.67kW

由表所列Y系列三项异步电动机技术数据中可以确定，满足Pm≥Pr条件的电动机额定功率Pm应取3kW。

3）电动机转速的选择，根据已知条件计算得知输送机滚筒的工作转速

N =dv100060=28014.32.110006082 r/min

根据传动比的合理范围，单级圆柱齿轮传动比i齿3~6，二级直齿圆柱齿轮减速器的传动比36~9'i，则总传动比的合理范围36~9'i，故电动机的转速可选范围：

min/2952~738min/82)36~9('rrninwm

根据容量和转速及有关手册，查得三种适用的电动机，因此有如下两种方案。

型号 额定功率P/kW 转速/(r/min) 总传动比

Y132s-6 3 960

11.71

Y132M-8 3 710 8.66

Y100L2-4 3 1420

17.32

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构、价格及减速器的传动比，可见第一种方案比较合适，因此应选择电动机的型号为Y132S-6。

2、计算传动装置的总传动比并分配各级传动比

1） 传动装置的总传动比为

71.1182960nnwmi

2）因iii齿齿21•，按展开式布置，取ii齿齿213.1

可算出04.33.12ii减齿，则84.304.371.111i齿

3、传动装置的运动参数和动力参数

1） 各轴转速：

Ⅰ轴 min/960Irnnm

Ⅱ轴 min/25084.39601rinnI齿

Ⅲ轴 min/823.042502rinnIII齿

滚筒轴 min/82rnnIIIIV

2）各轴功率：

Ⅰ轴 kWcIPP97.299.030

Ⅱ轴 kWcgIPP85.297.099.097.2

Ⅲ轴 kWbgIIIPP74.297.099.085.2

3）各轴转矩：

Ⅰ轴 mNmNnPTIII••55.2996097.295509550

Ⅱ轴 mNmNnPT••87.10825085.295509550

Ⅲ轴 mNmNnPTIIIIIIIII••11.3198274.295509550

C、计算传动装置的运动和动力参数

直齿圆柱齿轮设计

➢ Ⅰ、Ⅱ轴的大小齿轮：

1） 选择齿轮材料及精度等级：考虑此对齿轮传递的功率不大，故大、小齿轮都选用软齿面。小齿轮选用40Cr，调质，齿面硬度为240~260HBS；大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为220HBS。因机床用齿轮，选用7级精度，要求齿面粗糙度Ra≤1.6~3.2μm。

2） 按齿面接触疲劳强度设计

因两齿轮均为钢制齿轮，所以得

32d11][TdHu)1u(K76.43

确定有关参数如下：

（1） 齿轮z和齿宽系数d

取小齿轮齿数的z1=22，则大齿轮齿数

84.48223.84zz12i，圆整 z2=84

实际传动比 3.822284zz120i

传动比误差 %5.2%52.03.843.82-3.840iii 可用。

齿数比 84.30i

查表取0.8d(因软齿面)

（2） 转矩T1

mmN96.2mmN9602.9755.9P55.91010n10T46161••

（3） 载荷系数K 查表取K=1.5

（4） 许用接触应力[H] SZ][NNTHimH

由图查得750MPa1 Him，620MPa2 Him

应力循环次数NL

10t60nN9h1L136.3)830016(1146060r

1075.810NN89L1L23.8436.3i

查表得接触疲劳的寿命系数85.0ZNT1，94.0ZNT2

按一般可靠度要求选择安全系数0.1SH。所以计算两轮的许用接触应力

5.6370.185.0750SZ][HNT1Him1H1

8.5820.194.0620SZ][HNT2Him2H2

故得mm36.63mm3.840.8)13.84(95.450.143.76Hu)1u(K43.7632432d118.58210][Td

模数 mm75.2mm2250.60mzd11

查表得取标准模数 m=3mm

3)校核齿根弯曲疲劳强度

][YYzmbT2KFSaFa121F

确定有关参数和系数

(1) 分度圆直径 66mmmm223mzd11

252mmmm843mzd22

(2)齿宽 52.75mm66mm0.8bd1d

取b1=60mm（II轴大齿齿宽）

b2=65mm（I轴小齿齿宽）

（3）齿形系数YFa和应力修正系数YSa