两级同轴式圆柱齿轮减速箱的设计
- 格式：doc
- 大小：978.57 KB
- 文档页数：28
下载文档原格式
合集下载
二级同轴式圆柱齿轮减速器课程设计
YFaYsa [ F ]
0.734mm
（2）调整齿轮模数
1）、计算实际载荷系数前的数据准备。
①圆周速度 v。
②齿宽 b。
d1=mntz1/cosβ=18.893mm v d1n1 1.415m/s
60 1000
b d d1 18.893mm
③宽高比 b/h。
③由课本表 10-4 用插值法查得 KHβ=1.413，结合宽高比 b/h 查课本图
10-13，得 KFβ=1.34。
则，载荷系数为
K F K AKv K F K F 2.101
3）由课本式 10-13，可得按实际载荷系数算得的齿轮模数为
mn
mnt 3
KF K Ft
0.896mm
=33.08MPa<[σF]1
F2
2K FT1YFa2Ysa2YY d mn3 z12
cos2
=31.01MPa<[σF]2
齿根弯曲疲劳强度符合要求。
6、主要设计结论
模数 mn=2mm
齿数 z1=20，z2=77
压力角α=20°
螺旋角β=14.1°
中心距 a=100mm
齿宽 b1=48mm，b2=42mm
Z cos 0.985
⑧计算接触疲劳许用应力[σH]
由课本图 10-25d 查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳强度分别为
σHlim1=600MPa，σHlim2=550MPa。
由课本式 10-15 计算应力循环次数：
N1 60n1 jLh 3.30×109 N2 N1 / u 8.51×108 由课本图 10-23 查取接触疲劳寿命系数 KHN1=0.90，KHN2=0.95。
机械设计——二级同轴式圆柱齿轮减速器
设计任务1．带式输送机工作原理带式输送机传动示意图如下图所示。
2．已知条件⑴工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃；⑵使用折旧期：8年；⑶检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修；半年一次小修；⑷动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；⑸运输带速度允许误差：±5％；⑹制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
传动方案简图电动机选择计算总传动比及分配各级的传动比运动参数及动力参数计算齿轮的设计计算轴的设计计算轴的载荷分析图3．按扭矩初算轴径选用45#调质钢，硬度（217~255HBS）根据文献[1]式（15-2），表（15-3）取A0=112d min≥c(P3/n3)1/3=112(7.157/76.45)1/3=50.85mm4．轴的结构设计1、联轴器的选择输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径d1-2（如图所示）。
F AY =182.05N F BY =182.05N F AZ =500.2NM C1=9.1N·mM C2=25N·mM C =26.6N·mT=48N·mMec =99.6N·m σe =14.5MPa <[σ-1]bd min =50.85mm滚子轴承的选择及校核计算键联接的选择及校核计算联轴器的选择箱体的结构尺寸润滑与密封方式选择减速器附件的选择参考文献[1] 机械设计课程设计手册／吴宗泽，罗圣国主编．-3版．北京：高等教育出版社，2006．5[2] 机械设计／濮良贵，纪名刚主编．—7版．北京：高等教育出版社，2001[3] 工程制图／林晓新主编．机械工业出版社，2001.[4] 互换性与测量技术基础／王伯平主编．机械工业出版社，2006.[5] 工程力学（下）／刘申全主编．山西科技出版社，2001.[6] 机械设计CAD技术基础／荣涵锐主编．哈尔滨工业大出版社,2004.[7] 机械设计禁忌手册／小栗富士雄，小栗达男合著（日本）．陈祝同，刘惠臣译．机械工业出版社，1989[8] 简明机械设计／王昌禄主编．中国农业机械出版社，1984.[9] 机械设计课程设计图册／龚贵义主编．高等教育出版社，2004.（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。
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。
二级同轴式圆柱齿轮减速器设计(完整版)
所以电动机所需工作效率为
1.3 确定电动机转速
已知二级同轴式圆柱齿轮减速器传动比 =8-40，而工作机卷筒轴的转速为
3．电动机转速的选择
nd＝i nw=(8-40）x 155r/min=(920-4600)r/min
选为同步转速为1000r/min的电动机
根据电动机类型、容量和转速，选定电动机型号为Y160L-6
2）各段长度的确定
各段长度的确定从左到右分述如下：
a)该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽18.25mm，该段长度定为18.25mm。
b)该段为轴环，宽度不小于7mm，定为11mm。
c)该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短2mm，齿轮宽为90mm，定为88mm。
d)该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取4mm（采用油润滑），轴承宽18.25mm，定为41.25mm。
小齿轮：
大齿轮：
所以，
， ,
，
2．按齿面接触疲劳强度设计
因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算
即
a.初选定齿轮参数：
（课本表11-13）
因为斜齿的β取 ，初选β=
b.小齿轮的名义转矩
c.计算载荷系数K
取 （课本表11-10）
初估速度 ，
取 （课本图11-28（b））
（当 时， 取1）
（7）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝0.98
（8）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得
[σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa
[σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa
[σH]＝[σH]1＋[σH]2/2＝554.5MPa
1.3 确定电动机转速
已知二级同轴式圆柱齿轮减速器传动比 =8-40，而工作机卷筒轴的转速为
3．电动机转速的选择
nd＝i nw=(8-40）x 155r/min=(920-4600)r/min
选为同步转速为1000r/min的电动机
根据电动机类型、容量和转速，选定电动机型号为Y160L-6
2）各段长度的确定
各段长度的确定从左到右分述如下：
a)该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽18.25mm，该段长度定为18.25mm。
b)该段为轴环，宽度不小于7mm，定为11mm。
c)该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短2mm，齿轮宽为90mm，定为88mm。
d)该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取4mm（采用油润滑），轴承宽18.25mm，定为41.25mm。
小齿轮：
大齿轮：
所以，
， ,
，
2．按齿面接触疲劳强度设计
因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算
即
a.初选定齿轮参数：
（课本表11-13）
因为斜齿的β取 ，初选β=
b.小齿轮的名义转矩
c.计算载荷系数K
取 （课本表11-10）
初估速度 ，
取 （课本图11-28（b））
（当 时， 取1）
（7）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝0.98
（8）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得
[σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa
[σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa
[σH]＝[σH]1＋[σH]2/2＝554.5MPa
同轴式二级圆柱齿轮减速器设计【f=600,v=0.95,r=340】大学论文
机械设计课程设计姓名：班级：指导教师：成绩：目录1. 设计目的 (3)2. 设计方案 (3)3.传动装置的总体设计 (4)3.1 电机选择 (4)3.2 传动装置的总传动比及分配 (5)3.3传动装置各轴的运动机动力参数 (6)4.传动件的设计 (7)4.1 V带的设计 (7)4.2 齿轮的设计 (9)5.轴及轴上零件的设计 (10)5.1 高速轴及轴上零件的设计、校核 (10)5.2 中速轴及轴上零件的设计、校核 (17)5.3 低速轴及轴上零件的设计、校核 (24)6.箱体结构的设计 (29)7.润滑设计 (30)8.密封类型的设计 (31)9.其他附件的设计 (31)10.参考文献 (32)11.实验心得 (33)全套设计请加197216396或401339828一、设计目的：带式运输机传动系统中的二级圆柱齿轮减速器1）工作条件要求减速器沿输送带运动方向具有最小尺寸，单向运转，有轻微振动，两班制工作，使用期限10年。
2）原始数据已知条件E1传送带从动轴所需扭矩T（N*m）600输送带速度v（m/s）0.95鼓轮直径D(mm) 3403）设计工作量（1）设计说明书（2）减速器装配图（3）轴零件图二、设计方案：三、传动装置的总体设计3.1 电动机的选择设计内容计算及说明结果1、选择电动机的类按工作要求和工作条件选用Y系列三相鼠笼型异步电动机，其机构为全封闭自扇冷式型结构，电压为380V2、选择电动机的容量工作机的有效功率为：KWTnPW355.395504.536009550=⨯==从电机到工作机输送带间的总效率为：5423421ηηηηηη⋅⋅⋅⋅=∑式中，1η2η3η4η5η分别为联轴器，轴承，齿轮传动，卷筒和带的传动效率，有机械课程设计表9.1可知1η=0.99，2η=0.98，3η=0.96，4η=0.96，5η=0.9696.096.096.098.099.024⨯⨯⨯⨯=∑η=0.776所以电动机所需的工作功率为：KWpp wd32.4776.0355.3===∑ηWP KW355.3=∑η=0.776dp KW32.4=3、确定电动机的转速按表9.1推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比'εi=8~40,而工作机卷轴筒的转速为：min/4.5334095.0100060100060rdvnw≈⨯⨯⨯=⨯=ππ所以电动机的可选范围为：()min/)6880~688(434~2)40~8(rninwd=⨯⨯=⋅'=∑综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量和价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定使用同步转速为1500r/min的电动机根据电动机的类型、容量和转速，由电机产品目录或有关手册选定电动机的型号为Y132S-4，其主要性能如下表所示:电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)额定转矩起动转矩额定转矩最大转矩wn min/4.53r=Y132S-4 5.5 1440 2.2 2.23.2 计算传动装置的总传动比εi并分配传动比设计内容计算及说明结果1、总传动比274.531440===∑wmnni∑i27=2、分配传动比iiii⨯⨯=∏I∑Ⅲ考虑润滑的条件，为使两级大齿轮相近，取III∏=iiIi=2 ,故：67.367.32272===÷=÷=∏III∑∏iiiiIi=2∏i67.3=IIIi67.3=3.3 计算传动装置各轴的运动和动力参数设计内容计算及说明结果1、各轴的转数Ⅰ轴72021440===II inn m min/rⅡ轴2.19667.3720===IIIII innmin/rⅢ轴45.5367.32.196===IIIIIIII inn r/min卷筒轴45.53n==III卷n min/rIn720=min/rIIn2.196=min/rIIIn45.53=min/r卷n45.53=min/r2、各轴的输出功率Ⅰ轴064.496.098.032.451=⨯⨯=⋅⋅=Iηηdpp kwⅡ轴8234.396.098.0064.432=⨯⨯=⋅⋅=IIIηηpp kwⅢ轴597.396.098.08234.332=⨯⨯=⋅⋅=IIIIIηηpp kw卷筒轴4899.399.098.0597.312=⨯⨯=⋅⋅=IIIηηpp卷kwIp064.4=kwIIp8234.3=kwIIIp597.3=kw卷p459.3=kw3、各轴的输出转矩mmn p T md d∙⨯=⨯⨯=⨯=n 10865.2144032.41055.91055.9466故Ⅰ轴m np T ∙=⨯⨯=⨯=I N 71.507208234.31055.91055.966Ⅱ轴mnp T ∙=⨯⨯=⨯=II N 1.1862.1968234.31055.91055.966Ⅲ轴mnp T ∙=⨯⨯=⨯=III N 68.64245.53597.31055.91055.966卷筒轴mnp T ∙=⨯⨯=⨯=I N 55.62345.534899.31055.91055.966d T m ∙=N 65.28I T 71.50=m ∙N=II T 1.186m ∙NIII T 68.642=m ∙N=卷T 55.623m ∙N四、传动件的设计4.1 减速器外传动部件V 带的设计设计内容计算及说明结 果1、带的型号和根数的确定额定功率P=4.32 KW 取k a =1.1 P c =k a ﹒p=4.752kw根据功率p c 和小带轮转速n 1=1440r/min 按机械设计基础13-15和13-16的推荐，及选择： 普通V 带Z 型普通V 带V 带Z 型2、主要参数的选择查表13-9得d min =50mm取小轮基准直径d 1=71mm 大轮基准直径d2=1427121=⨯=⋅I d i mm 带速 2.56000014207110006011=⨯⨯=⨯=ππn d v m/s 初步确定中心距a o ,即0.7（d 1+d 2）＜a o ＜2（d 1+d 2）d 1=71mmd2=142mm=v 5.2m/s147 ＜a o ＜420取a o =300 基准长度()()93442202212100=-+++=a d d d d a L πmm查表得L d =1000mm 实际中心距a33320=-+≈L L a a d mm考虑到传动的安装、调整和V 带张紧的需要，中心距的变动范围为:221mm~257mm 小包角01211683.57180=⨯--=a d d α1α>1200即满足条件 V 带根数查表得 K a =0.98 k l =1.06 p0=3.3kw △p=0.03kw[]()()695.506.198.003.03.3752.40≈=⨯⨯+=∆+==l o c c k k p p p p p z α初拉力36.6215.250020=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∂qv K ZVP F C N 作用在带轮轴上的压力F q2.7442sin20==αzF F q N0L =934mmL d =1000mma =333mm1α=168Z=60F =62.36Nq F =744.2 N4.2减速器内传动部件的设计4.2齿轮设计设计内容计算及说明结 果1、选择材料、热处理方法及公差等级 （1）选用直齿齿轮（2）大小齿轮均为锻钢，小齿轮材料为45钢（调质），硬度为250HBS大齿轮材料为45钢（调质），硬度为220HBS 。
机械设计课程设计二级同轴式圆柱齿轮减速器
目录一.课程设计任务书 (1)二.题目及总体分析 (3)三.电动机选择 (4)四.传动装置的总传动比及其分配 (4)五.计算传动装置的运动和动力参数 (5)六.齿轮设计 (6)七.传动轴和传动轴承的设计 (13)(a)低速轴、传动轴承以及联轴器的设计 (13)（b）高速轴以及传动轴承的设计 (18)(c)中间轴以及传动轴承的设计 (26)八.轴承的选择和校核计算 (32)九.键连接的选择与校核计算 (33)十.轴承端盖的设计与选择 (35)十一.滚动轴承的润滑和密封 (36)十二.其它结构设计 (36)十三.箱体 (38)十四.设计总结 (40)十五. 参考文献 (41)一、设计任务书设计内容：设计一用于带式运输机的二级同轴式圆柱齿轮减速器设计参数：输送带工作拉力 F:3300 N输送带工作速度υ：1.2m/s输送带卷筒直径 D： 350mm备注：工作条件:两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35℃；使用折旧期：8年；检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；运输带速度允许误差：±5%；制造条件及生产批量:一般机械厂制造，小批量生产。
设计工作量：减速器装配图一张(A1图纸)、零件工作图1-3张（A3图纸）、设计说明书一份二、题目及总体分析题目：设计一个带式输送机传动装置给定条件：由电动机驱动，输送带的牵引力为3300N，输送带的速度为1.2m/s，输送带滚筒的直径为350mm。
工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期8年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为±5％。
带式输送机的传动效率为0.96。
传动装置组成：由电动机、减速器、联轴器、v带、卷筒、运输带等组成。
减速器采用二级圆柱同级减速器。
整体布置如下：\1.1 带式输送机传动简图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做成直齿，低速级做成斜齿轴承此减速器轴承所受轴向力不大单列滚子轴承联轴器弹性联轴器三、选择电动机根据一般带式输送机选用的电动机选择工作机所需有效功率为w w w w p F 1000υη＝＝3300×1.2/1000＝3.96 kw 查表1-7可得η－联轴器的动效率：η1=0.99，2η－每对轴承的传动效率：η2，=0.99η3－齿轮传动的传动效率：η3=0.97 η4－输送机滚筒效率：η4=0.96电动机至运输带的传动总效率为：4212345ηηηηη=0.886电动机所需工作功率为： P d ＝P w /η＝3.96/0.886＝4.469 kw , 执行机构的卷筒转速为n ＝Dπ60v 1000⨯＝ 3502.1100060⨯⨯⨯π＝65.5 r/min查表12-1选取电动机的额定功率5.5=pedkw电动机型号 额定功率 满载转速 转矩（堵转） 转矩（最大额定） 质量 Y132S-4 5.5kw1440min /r2.2m n ∙2.3m n ∙6.8kg四、传动装置的总传动比及其分配一、 由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速，可得传动装置总传动比为 二、 ：a i ＝m n /w n ＝1440/65.5＝21.9 三、 分配传动装置传动比：a i ＝0i ×i式中0i 、i 分别为带传动和减速器的传动比。
机械设计——二级同轴式圆柱齿轮减速器 doc
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。
二级同轴式圆柱斜齿轮减速器设计
（1）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095－88)。
（2） 材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。
（3） 考虑到此设计减速器为同轴式，故仍选小齿轮齿数 ＝24，大齿轮齿数Z2＝Z1i2＝24×3.54＝84.96，取Z2＝85。
⑤ 由课本P209图10-2d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600 MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为σHlim2＝550 MPa。
⑥ 计算应力循环次数。
＝60n j ＝60×940×1×（1×8×300×10）＝1.64688×109
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4
⑤ 计算接触疲劳许用应力。
[ ] ＝ ＝ ＝314.29 MPa
[ ] ＝ ＝ ＝244.29 MPa
计算大小齿轮的 并加以比较。
＝ ＝0.013 16
＝ ＝0.016076
大齿轮的数值大，故选用。
（2）设计计算
mn= ＝1.57 mm
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m ＝2 mm，但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d ＝50.5 来计算应有的齿数.于是由:
② 根据纵向重合度 ＝1.903，从课本 图10-28查得螺旋角影响系数
＝0.88
小齿轮传递的转矩 ＝64.771kN·m。
确定齿数z。因为是硬齿面，故取Z1＝24，Z2＝i21Z1＝3.137×24＝75.288，取Z2＝75。传动比误差i＝u＝Z2/Z1＝75/24＝3.125，Δi＝0.38％ 5％，允许。
（2） 材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。
（3） 考虑到此设计减速器为同轴式，故仍选小齿轮齿数 ＝24，大齿轮齿数Z2＝Z1i2＝24×3.54＝84.96，取Z2＝85。
⑤ 由课本P209图10-2d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600 MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为σHlim2＝550 MPa。
⑥ 计算应力循环次数。
＝60n j ＝60×940×1×（1×8×300×10）＝1.64688×109
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4
⑤ 计算接触疲劳许用应力。
[ ] ＝ ＝ ＝314.29 MPa
[ ] ＝ ＝ ＝244.29 MPa
计算大小齿轮的 并加以比较。
＝ ＝0.013 16
＝ ＝0.016076
大齿轮的数值大，故选用。
（2）设计计算
mn= ＝1.57 mm
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m ＝2 mm，但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d ＝50.5 来计算应有的齿数.于是由:
② 根据纵向重合度 ＝1.903，从课本 图10-28查得螺旋角影响系数
＝0.88
小齿轮传递的转矩 ＝64.771kN·m。
确定齿数z。因为是硬齿面，故取Z1＝24，Z2＝i21Z1＝3.137×24＝75.288，取Z2＝75。传动比误差i＝u＝Z2/Z1＝75/24＝3.125，Δi＝0.38％ 5％，允许。
二级同轴式减速器设计说明书
二级同轴式减速器设计说明书一、引言减速器在现代机械传动中起着至关重要的作用，它能够降低转速、增大扭矩，以满足各种工作机的需求。
本次设计的二级同轴式减速器具有结构紧凑、传动平稳、效率高等优点，适用于多种工业场合。
二、设计任务与要求（一）设计任务设计一款用于特定工作条件下的二级同轴式减速器，满足输出扭矩、转速和工作寿命等要求。
（二）设计要求1、确定减速器的传动比分配。
2、完成各零部件的结构设计和强度校核。
3、选择合适的材料和热处理方式。
4、绘制减速器的装配图和零件图。
三、传动方案的拟定（一）传动形式选择考虑到工作机的性能要求和使用条件，选择二级同轴式圆柱齿轮减速器。
这种传动形式结构紧凑，能实现较大的传动比，且传动效率较高。
（二）电机选择根据工作机的功率需求、转速要求以及工作环境等因素，选择合适的电机类型和型号。
（三）传动比分配合理分配各级传动比，以保证减速器的尺寸合理、结构紧凑，并使各级齿轮的强度和寿命得到充分利用。
四、齿轮设计计算（一）高速级齿轮设计1、选择齿轮材料和精度等级。
2、按齿面接触强度计算小齿轮分度圆直径。
3、确定齿轮齿数、模数等参数。
4、按齿根弯曲强度校核齿轮强度。
（二）低速级齿轮设计重复上述步骤，完成低速级齿轮的设计计算。
五、轴的设计计算（一）高速轴设计1、初步估算轴的直径。
2、轴的结构设计，确定轴的各段长度和直径。
3、按弯扭合成强度校核轴的强度。
（二）中间轴设计同理，完成中间轴的设计计算。
（三）低速轴设计按照相同的方法进行低速轴的设计与校核。
六、滚动轴承的选择与计算根据轴的受力情况和转速，选择合适类型和型号的滚动轴承，并进行寿命计算。
七、键的选择与校核选择合适的键连接齿轮与轴，并校核其强度。
八、箱体结构设计（一）箱体形状和尺寸根据内部零部件的布置和安装要求，确定箱体的形状和尺寸。
（二）箱体材料和壁厚选择合适的箱体材料，并确定其壁厚。
（三）箱体的加强筋和凸台设计为增加箱体的强度和刚度，合理设计加强筋和凸台。
同轴式二级圆柱齿轮减速器设计说明书
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程综合设计——两级同轴式圆柱齿轮减速箱的设计一．设计要求设计一用于胶带输送机卷筒的传送装置。
胶带输送机两班制连续单向运转，载荷平稳，空载起动，室内工作，有粉尘；使用期限10年，每年使用300天，大修期3年。
该机动力为三相交流电，在中等规模机械厂小批生产。
输送带工作压力F（KN）输送带工作速度V（m/s）卷筒直径D（mm）参考方案2.4 1.2 300 图1-1图1-1两级同轴式圆柱齿轮减速箱装置简图二．传动装置的总体设计1. 传递方式的确定两级同轴式圆柱齿轮减速器的传动装置方案如图1-1所示。
2. 电动机的确定电动机选择见下表计算项目计算及说明计算结果1.选择电动机的类型Y列的电动机是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械，以上特点适合本次设计要求，故选用Y系列电动机。
选用Y系列电动机2.选择电动机的功率本次设计所用电动机是用于长期连续运转，载荷较少变化，常温下工作的电动机，故要求电动机的负载不超过其额定值，不致使电动机过热。
按P m=1.1P0 计算。
工作阻力 Fw=2.4KN工作装置线速度Uw=1.2m/s工作装置工作效率ηw=0.95工作装置所需功率ww wwU 1.2P=F KW=2.4=3.03KW10000.95η∙⨯电动机至工作装置的传动装置总效率η 按下式计算：η=η1∙η2∙η3∙η4∙η5∙η6∙η7∙η8=0.9956×0.992≈ 0.951其中，η1 为电动机输出轴接齿轮箱弹性联轴器效率，查表2-4【1】知η1=0.995η2 为第一级齿轮轴轴承效率，查表2-4【1】知η2=0.995η3 为第一级齿轮传动效率，查表2-4【1】知η3=0.99η4 为第二级齿轮轴轴承效率，查表2-4【1】知η4=0.995η5 为第二级齿轮传动效率，查表2-4【1】知η5=0.99η6 为减速箱输出轴轴承效率，查表2-4【1】知η6=0.995η7 为减速箱输出轴联轴器效率，查表2-4【1】知η7=0.995η8 为卷筒轴轴承效率，查表2-4【1】知η8=0.995故电动机所需输出功率为Fw=2.4KNUw=1.2m/sηw=0.95w 0P 3.03P =KW=3.19KW 0.951η故电动机所需额定功率为m 0P =1.1P =1.1 3.19KW 3.5KW ⨯≈3.确定电动机的转速卷筒轴为工作轴，其转速为4W w 10U 60000 1.2n 6=rpm=76.4rpm D 3.14300π⨯=⨯⨯按表2-1推荐的各传动机构传动比范围：两级同轴线式圆柱齿轮减速器的传动比范围i=8~40，可见电动机转速的可选范围为：w n=i n = ~40 76.43rpm=611.46~3057.32rpm ∙⨯（8）按表8-184查得，选用Y132M1-6型电动机较为合适，其 额定功率 P m =4KW 满载转速 n=1000rpm 满载转速 n m =960rpm 。
3. 传动比的计算及分配计算项目 计算及说明 计算结果1．总传动比m w n 960rpm i ===12.56n 76.43rpm总2.分配传动比1i =.~.i 2（125135），取12i =1.3i ，得 12i =1.3i =12.56 1.3=4.04⨯，2 4.04i ==3.111.34．传动装置的运动、动力参数的计算计算项目 计算及说明 计算结果1.各轴转速Ⅰ轴 I n =960rpmⅡ轴 I II g1n 960n ==rpm=237.62rpm i 4.04 Ⅲ轴 II III g2n 237.62n ==rpm=76.41rpm i 3.11I n =960rpmII n =237.62rpmIII n =76.41rpm工作轴 w n =76.41rpmw n =76.41rpm 2.各轴的功率Ⅰ轴I 01P =P =3.190.995KW=3.17KW η∙⨯Ⅱ轴II I 23P =P =3.170.9950.99KW=3.12KW ηη∙∙⨯⨯ Ⅲ轴III II 45P =P =3.120.9950.99KW=2.96KW ηη∙∙⨯⨯ 工作轴W III 45P =P =2.960.9950.99KW=2.91KW ηη∙∙⨯⨯Ⅰ轴I P =3.17KW Ⅱ轴II P =3.12KW Ⅲ轴III P =2.96KW 工作轴W P =2.91KW 3.各轴转矩电动机输出轴转矩0m P 3.19T =9550=9550N m=31.73N m n 960⨯∙∙0Ⅰ轴I I P 3.17T =9550=9550N m=31.53N m n 960⨯∙∙1 Ⅱ轴II II II P 3.12T =9550=9550N m=125.39N m n 237.62⨯∙∙ Ⅲ轴III III III P 2.96T =9550=9550N m=369.95N m n 76.41⨯∙∙ 工作轴W w III P 2.91T =9550=9550N m=363.70N m n 76.41⨯∙∙T =31.73N m ∙0T =31.53N m ∙1II T =125.39N m ∙III T =369.95N m ∙w T =363.70N m ∙将以上算得的运动和动力参数列表如下：轴名 参数电动机轴I 轴 II 轴 III 轴 工作轴 转速n(r/min) 960960 237.62 76.41 76.41 功率P （KW ） 3.19 3.17 3.12 2.96 2.91 转矩T （N∙m ） 31.7331.53125.39369.95363.70三．传动件的设计计算1. 高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算计算项目计算及说明计算结果1. 齿轮的材料，精度和齿数选择公差等级因为传动功率不大，转速不高，均用软齿面，齿轮精度7级，软齿面闭式传动，失效形式为点蚀。
选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS小齿轮：40Cr（调质）大齿轮：45钢（调质）调质及表面淬火7级精度2.设计计算选择小齿轮齿数为20，则大齿轮齿数为20x4.04=80.8 取81 1）按齿面接触强度设计设计准则：先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。
按齿面接触疲劳强度设计，即[]3211)(1.32.2HEdZuuKTdσφ±≥1>.确定公式内的各计算数值1.试选载荷系数tK=1.32.计算小齿轮传递的转矩64I1I9.5510PT==3.153410N mmn⨯⨯∙3.按软齿面齿轮非对称安装，由《机械设计》选取齿宽系数d=1φ。
4.由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数MPaZE8.189=。
传动比i 1 4.04 3.11 1效率η 不0.995 0.995*0.99 0.995*0.99 0.995. 由《机械设计》图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6001lim =σ；6．大齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 5502lim =σ。
应力循环次数91N =60609701(283005) 1.4010h njL =⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯9812N 1.4010N = 3.510u 4⨯==⨯接触疲劳寿命系数 93.01=HN K 98.02=HN K 计算接触疲劳许用应力[]H σ取失效概率0.9% ，安全系数S=1[]MPa S K H HN H 558160093.01lim 11=⨯==σσ []MPa S K H HN H 539155098.02lim 22=⨯==σσ试计算小齿轮分度圆直径t d 1,代入[]H σ中较小的值。
[]3211)(1.32.2H E d Z u u KT d σφ±≥=42.97mm圆周速度v:1t 1d n 3.1442.97970v===2.18/601000601000m s π⨯⨯⨯⨯齿宽b ： d b φ==42.97mm 齿宽与齿高之比b/h: 42.972.148520d m z ===h=2.25m=2.25x2.1485=4.834mm 故 42.978.894.834b h ==载荷系数K :查表得使用系数0.1=A K ;又v=2.18/m s ，动载系数10.1=V K 直齿轮0.1==ααF H K K ;小齿轮相对支承非对称不知417.1=βH K 由89.8=hb 417.1=βH K 得32.1=βF K 故559.1417.1110.11=⨯⨯⨯==βαH H V A K K K K K校正分度圆直径:3311 1.56542.9745.711.3t t k d d mm K ==⨯= 计算齿轮传动的几何尺寸 模数m 32345.712.28620d m z === 按齿根弯曲强度设计，公式为[]321112⎪⎪⎭⎫⎝⎛≥F Sa Fa Y Y dz KT m δφ 确定公式内各参数：小齿轮弯曲疲劳强度极限 MPa F 5801lim =σ 大齿轮弯曲强度极限 MPa F 3802lim =σ弯曲疲劳寿命系数93.01=FN K , 95.02=FN K弯曲疲劳许用应力： 取弯曲疲劳安全系数 4.1=S , 应力修正系数 0.2=ST Y ,得[]MPa SY K FE ST FN F 14.3324.193.0500333=⨯==σσ[]MPa S Y K FE ST FN F 86.2574.195.0380444=⨯==σσ载荷系数474.134.1110.11=⨯⨯⨯==βαF F V A K K K K K3 2.80Fa Y =4 2.22Fa Y = 3 1.55sa Y = 4 1.77sa Y = []013699.0111=F Sa Fa Y Y σ[]015753.0222=F Sa Fa Y Y σ 大齿轮大[]131212 1.57Fa Sa F Y Y KT m dz φδ⎛⎫≥= ⎪ ⎪⎝⎭对比计算结果，由齿轮面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，可取m=1.57圆整为m=2 ，145.71d = 小齿轮齿数11145.71232d z m ==≈ 大齿轮211 4.042393z i z ==⨯≈ 几何尺寸计算：分度圆直径11122346d m z ==⨯= 222293186d m z ==⨯= 中心距121162d d a +==齿轮宽度146d b d mm φ== 取246B mm = ，151B mm =轮的结构设计：小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用实心打孔式结构大齿轮有关尺寸：轴孔直径439D mm = 341.6 1.63964D D mm =⨯=⨯≈2/)(301D D D +=； m d D a )14~10(0-=0170D mm =； ()103/2117D D D mm =+= ()()2030.230.3530D D D mm =--=C=0.25B 取12mm2. 低速级齿轮的设选定齿轮的类型，精度等级，材1.按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动。