二级展开式圆柱齿轮减速器设计

燕山大学机械设计课程设计报告题目：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器学院：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：目录一、项目设计目标与技术要求 (6)1．任务描述： (6)2．技术要求： (6)二、传动系统方案制定与分析 (6)三、传动方案的技术设计与分析 (9)1．电动机选择与确定 (9)电动机类型和结构形式选择 (9)电动机容量确定 (10)2．传动装置总传动比确定及分配 (11)3．各轴传动与动力装置运动学参数 (12)各轴转速: (12)各轴输入功率: (12)各轴转矩: (12)四、关键零部件的设计与计算 (13)1．设计原则制定 (13)齿轮传动设计方案 (15)2．第一级齿轮传动设计计算 (16)第一级齿轮传动参数设计 (16)第一级齿轮传动强度校核 (20)3．第二级齿轮传动设计计算 (22)第二级齿轮传动参数设计 (22)第二级齿轮传动强度校核 (26)4．轴的初算 (28)5．键的选择及键联接的强度计算 (28)键联接方案选择 (28)键联接的强度计算 (29)6．滚动轴承选择方案 (31)五、传动系统结构设计与总成 (31)1．装配图设计及部件结构选择、执行机械设计标准与规范 (31)装配图整体布局 (32)轴系结构设计与方案分析 (34)中间轴结构设计与方案分析 (35)2．主要零部件的校核与验算 (37)轴系结构强度校核 (37)滚动轴承的寿命计算 (43)六、主要附件与配件的选择 (46)1．联轴器 (46)联轴器比较 (46)输入输出匹配具体方案 (46)2．润滑与密封的选择 (47)润滑方案对比及确定 (47)密封方案对比及确定 (48)3．油标 (49)4．螺栓及吊环螺钉 (49)5．油塞 (50)6．窥视孔及窥视孔盖 (50)7．定位销 (50)8．启盖螺钉 (50)9．调整垫片 (51)七、零部件精度与公差的制定 (51)1．精度设计制定原则 (51)尺寸精度设计原则 (51)形位公差的设计原则 (51)粗糙度的设计原则 (51)2．减速器主要结构、配合要求 (52)3．减速器主要技术要求 (53)装配与拆装技术要求 (53)维修与保养技术要求 (53)八、项目经济性与安全性分析 (54)1．零部件材料、工艺、精度等选择经济性 (54)2．减速器总重量估算及加工成本初算 (54)3．经济性与安全性综合分析 (55)九、项目总结 (55)十、参考文献 (56)一、项目设计目标与技术要求减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。

第一章 设计任务书
设计题目2：设计带式运输机传动装置
传动简图
工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动，使用期限为
8年，小批量生产，单班制工作，运输带允许误差为±5％。

设计工作量：1.减速器装配图1张；
2．零件工作图2～3张； 3．设计说明书1份。

第二章 传动方案的说明
展开式二级圆柱齿轮减速器传动路线如下：
采用二级圆柱齿轮设计，其效率高，工作耐久，且维修简便。

高，低速级均采用斜齿齿轮，传动较平稳，动载荷也较小，可以胜任工作要求。

但其齿轮相对于支承位置不对称，当轴产生弯扭变形时，载荷在齿宽上分布不均匀，因此在设计时应将轴设计的具有较大的刚度。

同时由于减速传动，使输出端扭矩较大，在选择轴和轴承的时候要特别注意。

取,
m m
m ⋅⋅。

（1）. 传动 装置总传动 比 （2）. 分配 传动装置各 传动比
由[1]327 页中表 8-184 选常用的同步转速为1000 r min 的 Y 系列电动 Υ132Μ1− 6 ，
其满载转速为 nω = 960 r min 。
nω =960r min
总传动比： i = nm = 960 = 13.40 nω 71.62
对于两级展开式圆柱齿轮减速器，一般按齿轮浸油润滑要求，即各级大齿轮直径相近
i = 13.40 i1 = 4.19
的条件分配传动比，因此，速器高速级和低速级的传动比分别取 i1 = 4.19 ，i2 = 3.2 。 i2 = 3.2
3. 计 算 传 动装置的 运动和动 力参数
（1）. 各轴 转速的计算
（3）. 确定 电动机转速
卷筒轴作为工作轴，其转速为：
nω
=
6 × 10 4Vm πD
=
6 ×104 ×1.5 π × 400
= 71.62 r
min
nω = 71.62r min
-4-
2. 计算传 动装置的 总传动比 和分配各 级传动比
传动装置总传动比：按[1]11 页中表 2-3 推荐的各传动机构传动比的二级展开式圆柱齿
×
0.97 2
=
0.89
故 Ρo = Ρω KW = 4.63KW = 5.20KW
η
0.89
Ρo = 5.20KW
因载荷平稳，电动机额定功率 Ρm 只需略大于 Ρ o 即可。按[1]327 页中表 8-184Y 系列
闭式三相异步电动机技术数据，选电动机的额定功率为 Ρm =5.5kw
Ρm =5.5kw
= 9550 ΡI nI
= 9950 5.07 = 50.44N ⋅ m 960

二级展开式圆柱齿轮减速器设计任务书一、传动方案拟定设计传动图如上图所示第77组：运送原料的带式运输机用的圆柱齿轮减速器（1）工作条件：一班制、连续单向运转、载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与滚筒摩擦阻力影响已在F中考虑）。

（2）原始数据：运输带拉力F=2300N；带速V=1.1m/s；滚筒直径D=300mm。

二、电动机选择1、电动机类型的选择：Y系列三相交流异步电动机（380V）2、电动机功率选择：（1）传动装置的总效率：连轴器为弹性连轴器,轴承为深沟球轴承,齿轮为精度等级为8的闭式圆柱齿轮.根据<机械设计课程设计>表2-4则有:η总=η4轴承×η2齿轮×η联轴器2×η滚筒=0.984×0.972×0.992×0.95=0.808(2)电机所需的工作功率：P工作=FV/1000η总=2300×1.1/1000×0.808=3.13KW3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=60×1000V/πD=60×1000×1.1/π×300=70.03r/min按<机械设计课程设计>表2-1推荐的传动比合理范围，取一级传动比范围I’1=3~6，二级传动比取I’2=3~6，齿轮均为直齿圆柱齿轮，则总传动比范围为I’a=9~36。

故电动机转速的可选范围为n d=（9~36）×70.03=630.27~2521.08 r/min4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y112M-4。

其主要性能：额定功率：4KW，满载转速1440r/min，额定转矩2.2。

三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=1440/70.03=20.562、分配各级传动比根据表2-4(以下无特殊说明则表格皆为<机械设计课程设计>一书表格)两级圆柱齿轮减速器的高速级传动比与低速级传动比取i1=1.3 i2由i1 .i2=20.56得i1=5.17 i2=3.98 F=2300NV=1.1m/sD=300mmη总=0.808P工作=3.13KW P ed=4KW电动机转速：n d =1440r/min电动机型号Y112M-4i总=20.56i1=5.17i2=3.98I=1440 r/minII=278.53 r/min III=69.98 r/minI=3.96 KWII=3.76 KWIII=3.57 KWI=26.39N·mII=129.7N·mIII=490.7N·mI=26390N·mm1=322=165故实际传动比01i =165/32=5.156 模数m=1d /1z =54.32/32=1.7齿宽 b=d φ.1d =0.8×54.32=43.456 mm 取 2b =45mm ，1b =50 mm由表4-1，取m=2,则实际的1d =1mz =2×32=64 mm 22d mz ==2×165=330 mm12a 1972d d mm +== 4、由图11-8，11-9知Fa1Y 2.56= ， Fa 2Y 2.22= Sa1Y 1.63= ， Sa2Y 1.83=则111Fa1sa1F F 212KT Y Y σ==42.06MPa<σ=360MPa bm Z ⎡⎤⎣⎦ []Fa2sa2F2F1F2Fa1sa1Y Y σ=σ=40.95MPa<σ=240MPa Y Y齿轮的圆周速度11πd n v==4.82m/s 601000⨯ 所以选8级制造精度合适查表4-2 1.0a h *=，0.25c *=故 11112268a a a d d h d h m *=+=+=mm222222334a a a d d h d h m mm *=+=+=()11112259f f a d d h d h c m mm **=-=-+= ()222222325f f a d d h d h c m mm **=-=-+=二级齿轮计算1.大小轮均选硬齿面，材料均选用45#钢，调质处理，由表11-1，Hlim FE σ=380MPa, σ=300MPa2.初选8级制造精度，由表11-3，载荷系数K=1.1， 由表11-6，齿宽系数d =0.8φ，由表11-5，S H =1.1, S F =1.25， 由表11-4, Z E =188.0, Z H =2.5 3.[][]Hlim H1HH2==600/1.1=545.45MPaS =380/1.1=345.45MPa σσσ[][]FE1F1FF2==450/1.25=360MPaS =300/1.25=240MPaσσσ1d 93.83mm ≥=取 齿数1z =32，则2z = 1i .1z =3.98×32=127,取2z 为127 故实际传动比01i =127/32=3.97 模数m=1d /1z =93.83/32=2.93 齿宽 b=d φ.1d =0.8×93.83=75.1mm 取 2b =80 mm ，1b =85 mm由表4-1，取m=3,则实际的1d =1mz =3×32=96 mm 22d mz ==3×127=381 mm12a 238.52d d mm +== 4、由图11-8，11-9知Fa1Y 2.56= ， Fa 2Y 2.23= Sa1Y 1.63= ， Sa2Y 1.84=则112Fa1sa1F F 212KT Y Y σ==51.68MPa<σ=360MPa bm z ⎡⎤⎣⎦ []Fa2sa2F2F1F2Fa1sa1Y Y σ=σ=50.82<σ=240MPa Y Y齿轮的圆周速度11πd n v==1.4m/s 601000⨯ 所以选8级制造精度合适查表4-2 1.0a h *=，0.25c *=故 111122102a a a d d h d h m *=+=+=mm222222387a a a d d h d h m mm *=+=+=()11112288.5f f a d d h d h c m mm **=-=-+= ()222222373.5f f a d d h d h c m mm **=-=-+=六. 轴的设计计算 输入轴的设计计算由表14-1，材料选择为45#，调质处理，则硬度为230HBS ， σB =650MPa ，σS =360MPa ，σ-1=300MPa由表14-2 ，τ=35MPa ，C=110则，d 16.39mm ≥== 由课程设计书表17-4选联轴器为128444/43232544Y LT GB T J ⨯⨯由课程设计书表15-3初选轴承为6206，d=30mm,D=62mm,B=16mm,D 1=36mm （安装高度）输入轴结构图如下图所示轴水平方向受力分析如下图圆周力F t =2T 1/d 1=2×26.39/0.064=824.7 N径向力F r =F t tan α=824.7×tan20°=300 N 解得：F 1=624.5N, F 2=200.2N轴竖直方向受力分析如下图所示解得F ’1=227.7N, F ’2=72.8N 水平、竖直方向力图分别如下图所示水平、竖直方向弯矩图分别如下图所示最大和力矩为M =扭矩图如下图所示有轴的结构以及受力分析图可知，齿轮处是危险截面，需要校核。