二级展开式圆柱齿轮减速器课程设计计算说明书范例

设计题目 二级展开式圆柱齿轮减速器

目录 一、设计任务书…………………………..………………………..…(3) 二、动力机的选择…………………………..……………………..…(4) 三、计算传动装置的运动和动力参数…………………………....…(5)

四、传动件设计计算（齿轮）………………………………………(6) 五、轴的设计………. ………. ………. ……….. .. .. ..………..……(12) 六、滚动轴承的计算………………………………………..…..…..(20) 七、连结的选择和计算……………………………….……….……(21) 八、润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择…………………..(22) 九、箱体及其附件的结构设计…………………………….….…..(22) 十、设计总结…..…………………………………………………….(23) 十一、参考资料.…………………….…………………………….…(23) 长春工程学院 机电学院 机械基础教研室 学号12345

2 一 设计题目：带式运输机的传动装置的设计题号1

1 带式运输机的工作原理

（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图） 2工作情况：已知条件 1) 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35℃； 2) 使用折旧期；8年； 3) 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 4) 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V； 5) 运输带速度容许误差：±5%； 6) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

3原始数据 题号 参数 1

运输带工作拉力F/KN 1500 运输带工作速度v/(m/s) 1.1 卷筒直径D/mm 220 注：运输带与卷筒之间卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑。 二 动力机选择

因为动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；所以选用常用的封闭式系列的 ——交流电动机。 1． 电动机容量的选择 1） 工作机所需功率Pw 由题中条件（两班制-16小时；单向，载荷平稳）查询工作情况系数KA（见[1]P156表8-7），查得K A=1.3

设计方案的总效率 0=1*2*3*4*5*6…n 本设计项目中的各级效率（见[2]P4表1-5）

联—联轴器的传动效率（输入输出共2对），单对0.99；

轴——轴承的传动效率 （4对）， 单对0.99；

齿——齿轮的传动效率（2对），单对0.96；

卷筒--卷筒的传动效率，0.96。

总=4轴承’联2齿1233

轴承联ηηηηη

=98.0*99.0*96.0*99.0*99.023=0.86

2） 电动机的输出功率

Pw=kA*卷筒1000FV=0.96*10001.3*1.1*1500=2.24KW

Pd＝Pw/总，总=0.86 Pd＝2.24/0.86=2.60KW 2． 电动机转速的选择 由v=1.1m/s 求卷筒转速nw

V =1000*60wdn=1.1 →nw=95.54r/min nd＝（i1·i2…in）nw 由该传动方案知，传动系统中只有减速器中存在二级传动比i1、i2，其它传动比都等于1。由[2]P196一、3）知：展开式二级圆柱齿轮减速器i1≈（1.3-1.5）i2，由[2]P192表13-2知二级圆柱齿轮减速器传动比范围为8-40。 所以 nd =[8-40] nw=[8，40]* 95.54 r/min 所以 nd的范围是（764.32，3821）r/min。 3．电动机型号的确定 由[2]173表12-1查出电动机型号为Y100L2-4,其额定功率为3kW，满载转速1430r/min。基本符合题目所需的要求。 长春工程学院 机电学院 机械基础教研室 学号12345 4 总=0.86

Pw=2.24 KW Pd＝2.60 KW nw=95.54 r/min 电机Y100L2-4 电动机 型号 额定功 率/KW 满载转 速r/min 堵转 转矩 额定 转矩 最大转矩 额定 转矩 质量 /Kg Y100L2-4, 3.0 1430 2.2 2.3 38

三 计算传动装置的运动和动力参数 传动装置的总传动比及其分配 1． 计算总传动比

由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：总i＝nm/nw nw＝95.54 nm=1430r/min i＝14.97 2． 合理分配各级传动比 由于减速箱是展开式布置，所以i1＝（1.3-1.5）i2。 因为i＝14.97，取i＝（1.3-1.5）i22，i2=3.2 i1=4.68 速度偏差为0.05%，所以可行。 3 各轴转速、输入功率、输入转矩 转速的计算 电动机转轴速度 n0=1430r/min

高速I n1=0inm=1430r/min 中间轴II n2=11in=305.6r/min

低速轴III n3= 22in=95.5r/min 卷筒 n4=95.5r/min。

电动机额定功率 P0=Pd*01=3Kw (n01=1) 高速I P1=P0*=P0*联轴 = 3*0.99*0.99= 2.9403 Kw 中间轴II P2=P123=P1*齿*轴承=2.9403*0.96*0.99=2.7945 Kw 低速轴III P3=P2*34=P2*轴承齿=2.7945*0.96*0.99=2.656 Kw 卷筒 P4=P3*45=P3*轴承联=2.656*0.98*0.99=2.5767 Kw 各轴转矩 电动机转轴 T0=2.2 Nm• 长春工程学院 机电学院 机械基础教研室 学号12345 5 高速I T1=11*9550nP =14309403.2*9550=19.634 Nm• 中间轴II T2=22*9550nP=930.2977945.2*9550=87.328 Nm• 传动比14.97 i1=4.68 i2=3.2 各轴速度 n0=1430r/min n1=1430r/min n2=305.6r/min n3=95.5r/min n4=95.5r/min 各轴功率 P0 =3Kw P1= 2.9403

P2=2.7653 Kw P3=2.600 Kw

P4=2.523 Kw 低速轴III T3= 33*9550nP=5.95656.2*9550=265.6 Nm•

卷筒 T4=44*9550nP=5.955767.2*9550=257.67 Nm• 其中Td=ddnP9550 (N*m) 项 目 电动机轴 高速轴I 中间轴II 低速轴III 卷筒 转速（r/min） 1430 1430 305.6 95.5 95.5 功率（kW） 3 2.9403 2.7945 2.656 2.5767 转矩（N·m） 2.9403 19.634 87.328 265.6 257.67 传动比 1 1 4.68 3.2 1 效率 1 0.98 0.95 0.95 0.94 四 传动件设计计算（齿轮） A 高速齿轮的计算 输入功率 小齿轮转速 齿数比 小齿轮转矩 载荷系数 2.9403KW 1430r/min 4.68 19.643N·m 1.3 1． 选精度等级、材料及齿数 长春工程学院 机电学院 机械基础教研室 学号12345 6 1） 材料及热处理； 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。 2） 精度等级选用8级精度； 3） 试选小齿轮齿数z1＝20，大齿轮齿数z2＝94； 2． 按齿面接触强度设计 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。按[1]P203式（10—11）试算，即

dt≥2.32*321·HEdtZuuTKσφ 3． 确定公式内的各计算数值 1）参数确定 （1） 试选Kt＝1.3 （2） 由[1]P206表10－7选取尺宽系数φd＝0.8 （3） 由[1]P202表10－5查得材料的弹性影响系数ZE＝188.9Mpa （4） 由[1]P212图10－25按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极σHlim1＝550MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝500MPa； （5） 由[1]P209式10－15计算应力循环次数 N1＝60n1jLh＝60×1430×1×（2×8×300×8）＝3.3×109 N2＝N1/4.68＝7.05×108（此式中j为每转一圈同一齿面的啮合次数。Lh为齿轮的工作寿命，单位小时） 各轴转矩 T1=19.634 Nm• T2=88.615 Nm• T3=264.118 Nm• T4=256.239 Nm• 8级精度； Z1＝20 Z2＝94 Kt＝1.3 φd＝0.8 σHlim1＝550MPa σHlim2＝500MPa （6） 由[1]P208图10－23查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.90；KHN2＝0.95 （7）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1％，安全系数S＝1，由 [1]P207式（10－14）得 [σH]1＝0.90×550MPa＝495MPa [σH]2＝0.98×500MPa＝490MPa 2） 计算

（1） 试算小齿轮分度圆直径d1t

d1t≥3211·*32.2HEdtZuuTKσφ