机械设计一级斜齿圆柱齿轮减速器说明书解析

机械设计（论文）说明书 题 目：一级斜齿圆柱齿轮减速器 系 别： XXX系 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称：

二零一二年五月一日 目 录 第一部分 课程设计任务书-------------------------------3 第二部分 传动装置总体设计方案-------------------------3 第三部分 电动机的选择--------------------------------4 第四部分 计算传动装置的运动和动力参数-----------------7 第五部分 齿轮的设计----------------------------------8 第六部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计---------------17 第七部分 键连接的选择及校核计算-----------------------20 第八部分 减速器及其附件的设计-------------------------22 第九部分 润滑与密封----------------------------------24 设计小结--------------------------------------------25 参考文献--------------------------------------------25 第一部分 课程设计任务书 一、设计课题： 设计一用于带式运输机上的一级圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。

二. 设计要求: 1.减速器装配图一张(A1或A0)。 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。 3.设计说明书一份。

三. 设计步骤: 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计V带和带轮 6. 齿轮的设计 7. 滚动轴承和传动轴的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计

第二部分 传动装置总体设计方案 1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。 3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：

图一: 传动装置总体设计图 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 选择V带传动和一级圆柱斜齿轮减速器。 计算传动装置的总效率a: a=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96=0.85 1为V带的效率,2为轴承的效率,3为齿轮啮合传动的效率,4为联轴器的效率,5为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率）。

第三部分 电动机的选择 1 电动机的选择 已知条件为: P =8KW n = 310 r/min 电动机所需工作功率为:

pd= p wηa = 80.85 = 9.41 KW 执行机构的曲柄转速为: n = 310 r/min 经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1=2~4，一级圆柱斜齿轮减速器传动比i2=2~6，则总传动比合理范围为ia=4~24，电动机转速的可选范围为nd = ia×n = (4×24)×310 = 1240~7440r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y160M-4的三相异步电动机，额定功率为11KW,满载转速nm=1460r/min，同步转速1500r/min。 2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 （1）总传动比： 由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为: ia=nm/n=1460/310=4.7 （2）分配传动装置传动比: ia=i0×i 式中i0,i1分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0=2，则减速器传动比为: i=ia/i0=4.7/2=2.4

第四部分 计算传动装置的运动和动力参数 （1）各轴转速: nI = nm/i0 = 1460/2 = 730 r/min nII = nI/i = 730/2.4 = 304.2 r/min nIII = nII = 304.2 r/min （2)各轴输入功率: PI = Pd× = 9.41×0.96 = 9.03 KW PII = PI× = 9.03×0.98×0.97 = 8.58 KW PIII = PII× = 8.58×0.98×0.99 = 8.32 KW 则各轴的输出功率： PI' = PI×0.98 = 8.85 KW PII' = PII×0.98 = 8.41 KW PIII' = PIII×0.98 = 8.15 KW (3)各轴输入转矩: TI = Td×i0× 电动机轴的输出转矩:

Td = 9550×p dn m = 9550×9.411460 = 61.6 Nm 所以： TI = Td×i0× = 61.6×2×0.96 = 118.3 Nm TII = TI×i× = 118.3×2.4×0.98×0.97 = 269.9 Nm TIII = TII× = 269.9×0.98×0.99 = 261.9 Nm 输出转矩为： TI' = TI×0.98 = 115.9 Nm TII' = TII×0.98 = 264.5 Nm TIII' = TIII×0.98 = 256.7 Nm

第五部分 V带的设计 1 选择普通V带型号 计算功率Pc: Pc = KAPd = 1.1×9.41 = 10.35 KW 根据手册查得知其交点在B型交界线范围内，故选用B型V带。 2 确定带轮的基准直径，并验算带速 取小带轮直径为d1 = 140 mm,则： d2 = n1×d1×(1-)/n2 = i0×d1×(1-) = 2×140×(1-0.02) = 274.4 mm 由手册选取d2 = 280 mm。 带速验算： V = nm×d1×π/(60×1000) = 1460×140×π/(60×1000) = 10.7 m/s 介于5~25m/s范围内，故合适。 3 确定带长和中心距a 0.7×(d1+d2)≤a0≤2×(d1+d2) 0.7×(140+280)≤a0≤2×(140+280) 294≤a0≤840 初定中心距a0 = 567 mm，则带长为: L0 = 2a0+π×(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4×a0) = 2×567+π×(140+280)/2+(280-140)2/(4×567)=1802 mm 由表9-3选用Ld = 1800 mm，确定实际中心距为： a = a0+(Ld-L0)/2 = 567+(1800-1802)/2 = 566 mm 4 验算小带轮上的包角:  = 1800-(d2-d1)×57.30/a = 1800-(280-140)×57.30/566 = 165.80>1200 5 确定带的根数： Z = Pc/((P0+P0)×KL×K故要取Z = 4根B型V带。 6 计算轴上的压力： 由初拉力公式有： F0 = 500×Pc×(2.5/K-1)/(Z×V)+q×V2 = 500×10.35×(2.5/0.96-1)/(4×10.7)+0.10×10.72 = 205.4 N 作用在轴上的压力： FQ = 2×Z×F0×sin(1/2) = 2×4×205.4×sin(165.8/2) = 1630.5 N

第六部分 齿轮的设计 （一） 高速级齿轮传动的设计计算 1 齿轮材料、热处理及精度： 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮。 1） 材料：高速级小齿轮选用40Cr钢调质，齿面硬度为小齿轮：274~286HBW。高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮：225~255HBW。取小齿齿数：Z1 = 21，则： Z2 = i×Z1 = 2.4×21 = 50.4 取：Z2 = 50 2） 初选螺旋角: = 150。 2 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计： d 1t ≥ 32K tT 1ψ dε α×u±1u×Z HZ E[σ H]2 确定各参数的值: 1) 试选Kt = 2.5 2) T1 = 118.3 Nm 3) 选取齿宽系数d = 1 4) 由表8-5查得材料的弹性影响系数ZE = 189.8MPa 5) 由图8-15查得节点区域系数ZH = 2.42 6) 由式8-3得：  = [1.88-3.2×(1/Z1+1/Z2)]×cos = [1.88-3.2×(1/21+1/50)]×cos150 = 1.607 7) 由式8-4得：  = 0.318dZ1tan = 0.318×1×21×tan150 = 1.79 8) 由式8-19得:

Z11.607 = 0.789 9) 由式8-21得： Z = cosβ = cos15 = 0.98 10) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:Hlim1 = 650 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限:Hlim2 = 530 MPa。 11) 计算应力循环次数：