两级直齿圆柱齿轮减速器项目设计方案Word文档格式.docx
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电动机0通过联轴器将动力传入两集圆柱齿轮减速器，再通过联轴器，将动力传至输送机滚筒，带动输送带工作。
传动系统采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其机构简单，但齿轮箱对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。
两级齿轮均为直齿圆柱齿轮的传动，高速级小齿轮位置远离电动机，齿面接触更均匀。
2-2电动机的选择
1．电动机容量选择
根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率
（1）
（2）确定传动总效率
经查表得：
一对滚动轴承效率
=0.99;
闭式圆柱齿轮传动为7级的效率
=0.98；
弹性联轴器的效率
=0.99；
输送机滚筒效率
=0.96。
估算传动系统的总效率：
输送带卷筒的总效率为:
（3）选择电动机电动
电动机类型：
推荐Y系列380v，三相异步电动机。
（4）选择功率
工作机所需要的电动机输出功率
计算如下：
kw
查取手册Y系列三相异步电动机技术数据中应满足：
电动机的额定功率
=4kw工作机所需的电动机
（5）电动机的转速选择
根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速
r/min,经查表按推荐的传动比合理范围,二级圆柱斜齿轮减速器传动比
＝8～25
所以电动机转速的可选范围为
=
×
n＝（8～25）n=968～3025r/min,在该范围内的转速1000r/min,1500r/min,3000r/min,其主要数据及计算的减速器传动比，列表如下：
表2.1
方
案
电机型号
额定功率
KW
电动机转速
传动比
同步r/min
满载
r/min
1
Y132M1—6
4.0KW
1000
960
7.9
2
Y112M—4
1500
1440
11.9
3
Y112M—2
3000
2890
23.8
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第2种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y112M—4。
其主要参数：
=4kw大于工作机所需的电动机输出功率
=3.2kw同步满载转速
=1500r/min,其主要性能参数如下表2.2所示：
表2.2
中心高
外型尺寸:
L
AC/2+
AD×
HD
底脚安装尺寸A×
B
地脚螺栓孔直径K
轴伸尺寸D×
E
装键部位尺寸F×
GD
132
400
115
190
265
190×
140
12
28
60
8
24
图2.2
主要外形和安装尺寸见下表2.3所示
表2.3
（kw）
满载转速
（r/min）
（mm）
伸出直径
伸出长度
4
112
2-2传动比的分配
1带式输送机传动系统的总传动比：
（1）
（2）分配减速器传动比
。
浸油图深度如图2.4所示，
尽量使高速级和低速级大齿轮浸油深度相当，故取高速级传动比与低速级传动比
由此得减速器总的传动比关系为：
低速级齿轮传动比：
=2.975
高速级齿轮传动比：
3-3传动系统的运动和动力学参数设计
传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下：
0轴——电动机轴
1轴——减速器中间轴
2轴——减速器中间轴
3轴——减速器低速轴
4轴——工作机
将计算结果汇表，如下表3.1所示。
表3.1
轴代号
电动机
减速器
工作机
0轴
1轴
2轴
3轴
4轴
转速r/min
360
121
功率kw
3.2
3.168
3.07
2.979
2.92
转矩N•m
21.22
21
81.5
235.24
230.595
联接、传动件
联轴器
齿轮
3.45
2.65
传动效率
0.99
0.97
0.9801
第三章高速级齿轮设计
3-1按齿面强度设计
已知条件为3.297kW，小齿轮转速=1440r/min，传动比4，由电动机驱动，工作寿命8年，二班制，载荷平稳，连续单向运转。
1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。
（1）按图1.1所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取为
（2）带式输送机为一般工作机器，按GB/T10095－1998，选择7级精度，齿根喷丸强化。
（3）材料选择。
由课本表10-1，选择小齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度250HBS。
大齿轮材料为45钢（正火）齿面硬度210HB
（4）初选小齿轮齿数
大齿轮齿数
2按齿面接触疲劳强度设计
（1）由课本式（10-11）试算小齿轮分度圆直径，即
确定公式中各参数的值:
①试选
=1.3。
②计算小齿轮传递的转矩。
③由表10-7选取齿轮系数
=1。
④由图10-20查得区域系数
=2.5。
⑤由表10-5查得材料的弹性影响系数
=189.8MPa。
⑥由式（10-9）计算接触疲劳强度用重合度系数
=[
]/
=1.746
⑦计算接触疲劳许用应力[
]。
由课本图10-25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为
由式（10-15）计算应力循环次数：
=60
=3.31776
=8.2944
由手册查取接触疲劳寿命系数
，
取失效概率1%，安全系数1。
由公式，
取
和
中较小者作为该齿轮副的接触疲劳需用应力，
=
=380MPa
2）试算小齿轮分度圆直径：
mm=44mm
（2）调整小齿轮分度圆直径
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
b=
2）计算实际载荷系数
①由表（10-2）查得使用系数
②根据v=3.3m/s,7级精度，由图（10-8）查得动载系数
③齿轮圆周力
=2
21010/44N=955N,
=1
955/44N/mm=21.7N/mm<
100N/mm，查表（10-3）的齿间载荷分配系数
④查表（10-4）用插值法查得7级精度，小齿轮相对于支承非对称布置时的齿向载荷分布系数
由此得实际载荷系数为：
由式（10-12），可得按实际载荷系数算得的分度圆直径
齿轮模数
=50.06/27mm=1.854mm。
3-2按齿面强度设计
（1）由课本式（10-7）试算模数，即
1）确定公式中的各参数值
②由式（10-5）计算弯曲疲劳强度用重合度系数：
③计算
由课本图（10-17）查得齿形系数
=2.6F、
=2.16
由课本图（10-18）查得应力修正系数
=1.62、
=1.81。
由课本图（10-24c）查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为
由图（10-22）查得弯曲疲劳寿命系数
=0.85,
=0.88。
取弯曲疲劳安全1系数S=1.4，由式（10-14）得
因为大齿轮的
大于小齿轮，所以取
2）试算模数
（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。
3宽高比b/h。
b/h=26.919/2.24325=12
①根据v=2.07m/s,7级精度，由图（10-8）查得动载系数
21010/26.919N=1561N,
1561/26.919N/mm=58N/mm<
②查表（10-4）用插值法查得
，结合b/h=12查表（10-13），得
则载荷系数为
由（10-13），可得按实际载荷系数算得的齿轮模数
对比计算结果，由齿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疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度计算的模数1.1mm，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m=1.25mm，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
=50.06,算出小齿轮齿数
则大齿轮齿数
取
；
与
于是由:
互为质数。
这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。
4几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
（2）计算中心距
a=（
）/2=（68+218）/2mm=128.125mm,将中心距圆整为128mm。
（3）计算齿轮宽度
将齿宽圆整为51mm。
考虑不可避免的安装误差，为了保证设计齿宽b和节省材料，一般将小齿轮略为加宽（5-10）mm，即
=51+（5-10）mm=56-61mm。
=58mm。
而使大齿轮的齿宽等于设计齿宽，即
=b=68。
5齿面弯曲疲劳强度校核按前述类似方法，先计算式10-6中的各参数
=21010
=2.6，
=1.62,
=2.16,
=1.81,
=0.68,
=1,m=1.25,
=41。
将它们带入式（10-6），得到
小于许用的应力
齿根弯曲疲劳强度满足要求，所以设计合理。
第四章低速级齿轮设计
4-1按齿面接触疲劳强度设计
1选定齿轮材料、热处理方式、精度等级、
（1）按图①所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，压力角取为
（2）带式输送机为一般工作机器，按GB/T10095－1998，选择7级精度，齿面粗糙度要求
齿根喷丸强化。
由课本式（10-11）试算小齿轮分度圆直径，即
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