二级圆柱齿轮减速器说明书

- 1 - 机械设计课程设计 计算说明书

设计题目：设计用于盘磨机的二级圆柱齿轮减速器

班 级 ：11车辆1班 设 计 者 ： 张东升 指导教师 ： 智 淑 亚

2013年12月9日星期一 - 2 -

机械设计课程设计任务书 学号 1104104048 姓名 张东升 班级 车辆1班 一、设计题目： 盘磨机传动装置 二、传动装置简图：

1—电动机；2、5—联轴器；3—圆柱齿轮减速器； 4—碾轮；6—锥齿轮传动；7—主轴

三、设计原始数据：

主轴转速：50/minnr主 圆锥齿轮传动比：i=4 电动机功率：P= 5.5 kW 电动机转速：1500/minnr电 每日工作时数：8小时 传动工作年限：8年 四、机器传动特性： 传动不逆转，有轻微的振动，起动载荷为名义载荷的1.5倍，主轴转速允许误差为±5%。 五、设计工作量： 1．减速器装配图1张（A0）； 2．零件工作图2张； 3．设计说明书1份。 - 3 -

目 录 一、设计任务书………………………………………………… 二、传动系统方案的分析与拟定……………………………… 三、电动机的选择计算…………………………………………… 四、计算传动装置分配各级传动比……………………………… 五、传动装置运动及动力参数的计算………………………… 六、传动零件的设计计算……………………………………… 七、轴及联轴器结构的初步设计……………………………… 八、验算滚动轴承的寿命……………………………………… 九、键联接的选择和计算……………………………… 十、减速器润滑方式、润滑油牌号、密封类型的选择和装油量计算……………………………………………… 十一、减速器箱体设计…………………………………… 十二、误差分析……………………………………… 十三、参考文献…………………………………………… - 4 -

计 算 及 说 明 结 果 一、设计任务书

1．设计任务 设计盘磨机传动装置的二级圆柱直齿轮减速器 2．原始数据 (1).主轴转速 n=50 r/min (2).圆锥齿轮传动比 i=4 (3).电动机功率 P=5.5 kW (4).电动机转速 n=1500 r/min 3．工作条件 连续单向运转，空载起动，使用期限8年，，每日工作时数8小时，有轻微的振动，起动载荷为名义载荷的1.5倍，主轴转速允许误差为5%。 二、传动系统方案的分析与拟定 盘磨机传动系统方案如下图所示。

1—电动机；2、5—联轴器；3—圆柱齿轮减速器；4—碾轮； 6—锥齿轮传动；7—主轴 由电动机带动高速级齿轮转动，再由低速级齿轮经联轴器将动力传递给锥齿轮，

再由锥齿轮传给磨盘。齿轮传动瞬时速比稳定，传动效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑，外形尺寸小。 选用两级展开式圆柱齿轮减速器，结构简单、应用广泛。齿轮相对于轴承位置不对称。当轴产生弯扭变形时，载荷在齿宽上分布不均匀，因此轴应设计得具有较大刚度，并使高速轴齿轮远离输入端。

计 算 及 说 明 结 果 - 5 -

三、电动机的选择计算 1．选择电动机的类型及原因： 选择Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V。此类型电动机是按照国际电工委员会(IEC)标准设计的，具有国际互换性的特点，应用广泛。其结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合。

2．传动装置的总效率： 按表2-3确定各部分传动效率： 联轴器的效率 10.99 球轴承的效率 20.99 滚子轴承的效率 30.98 8级精度齿轮效率 40.97 0.990.990.990.970.970.913

3．电动机型号的选择： 根据题意要求选择同步转速1500r/min，额定功率5.5kw,故选择Y132S-4 符合这一范围的同步转速有1000/minr，1500/minr。现比较，查表16-1，电动机数据及计算出的总传动比列于下表

方案 电动机型号 额定功率 /PkW

电机转速min/rn

同步转速 满载转速 １ Y132S-4 5.5 1500 1440 由表16-3查取电动机轴外伸端尺寸：D=38mm E=80mm F=10mm G=33mm.

0.913

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四、计算传动装置分配各级传动比 1．传动装置的总传动比： 15003050mwnin总

2．分配传动装置各级传动比： 由题目可知减速器圆锥齿轮传动比454i

则减速器内的传动比为 13122345304iiiii总=7.5 高速级传动比 12131.31.37.53.12ii 低速级传动比 1323127.52.43.12iii

五、传动装置的运动和动力参数的计算 １．输入功率、转速和转矩 (1)0轴（电机轴）：

0000

0

5.51500min5.595509550351500PP kW nnr/PTNmn

 (2)Ⅰ轴 1015.50.990.985.3361PPkW

11500/minnnr

11

1

5.33619550955033.971500PTNmn

(3)Ⅱ轴 21245.33610.980.975.07PPkW

12

12

1500480.77min3.12nnri

22

2

5.0795509550100.71480.77pTNmn

(4)Ⅲ轴 32245.070.980.974.8195PPkW

23

23

480.77200.32min2.4nnri

33

3

4.819595509550229.76200.32PTNmn

30i总

454i

137.5i 123.12i

232.4i

05.5P kW 01500minnr/

035TNm

15.3361PkW11500minnr

133.97TNm

25.07PkW 2408.77minnr

2100.71TNm

34.8195PkW3200.32minnr

3229.76TNm

计 算 及 说 明 结 果 - 7 -

２．输出功率、转速和转矩 将上述运动和动力参数的计算结果汇总下

参数

轴 名

传动比i 效率 转速n (r/min) 输入功率P (kW) 输入转矩 T

(Nm)

0 轴 1 0.97

1500 5.5 35

Ⅰ 轴 1500 5.3361 33.97 3.12 0.980.970.95 Ⅱ 轴 480.77 5.07 100.71

2.4 0.980.970.95 Ⅲ 轴 200.32 4.8195 229.76

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六、传动零件的设计计算 一、高速级： 1. 选择齿轮材料及精度等级 采用软齿面闭式齿轮转动。由教材表11-8查得： 小齿轮选用45，调质处理，齿面硬度为217～256HBS。 大齿轮选用45，正火处理，齿面硬度为169～217HBS。 因为是普通减速器，由表11.20选8级精度 2. 确定设计准则 由于该减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度HBS小于等于350的软齿 面，齿面点蚀为主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。

3. 按齿面接触疲劳强度设计： 因两齿轮均为钢制齿轮，可应用式（11.23）求出1d值。 确定有关参数与系数： 1) 小齿轮上的转矩

41

1

1

5.3361955095503.4101500PTNmmn

2) 载荷系数K 查表11.10取K=1.2 3) 齿数1z和齿宽系数d 小齿轮的齿数1z=22，则大齿轮的齿数2z=12i1z=68.64，取69 因单级直齿圆柱齿轮为对称布置，而齿轮表面又为软齿面，由表11.19选取d=1

4) 许用接触应力H 由图11.25查得 小齿轮接触疲劳极限lim1560HaMP， 大齿轮接触疲劳极限lim2530HaMP。 由表11.9查得1HS。

91812606015001836582.1106.710hNnjLNNi 查图11.28得121,1.06NNZZ

1lim112lim221560[]56011.06530[]5621NHHaaHNHHaaHZMPMPSZMPMPS 故

413.410TNmm

K=1.2

d=1