二级圆柱齿轮减速器设计计算设计说明书Word格式.docx
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v（m/s）
1.0
1.1
0.9
1.2
1.5
1.3
滚筒直径
D（mm）
300
400
450
二.设计要求
1通过设计使学生综合运用有关课程的知识，巩固、深化、扩展有关机械设计方面的知识，树立正确的设计思想。
2、培养分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握简单机械的一般设计方法和步骤。
3、提高学生的有关设计能力，如计算能力、绘图能力等，使学生熟悉设计资料的使用，掌握经验估算等机械设计的基本技能。
、设计工作量：
1、设计说明书1份
2、减速器装配图1张
3、零件工作图1~3张
4、答辩
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
2、工作条件
连续工作，单向运转，载荷平稳，单班制工作，使用期限5年，输送带速度
允许误差为土5%
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带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。
传动装置的总效率a
=0.96X0.993x0.972x0.97X0.98x0.96=0.80
i为V带传动的效率，2为齿轮传动的轴承效率,
3为齿轮的效率，4为联轴器的效率，
5卷筒轴的效率，16卷筒的效率。
电动机所需工作功率为：
P=P/n=2.475kw,工作主轴的转速为n=
经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i=2〜4,二级圆柱轮减速器传动比i=8-40,
则总传动比合理范围为i=16-160,电动机转速的可选范围为n=ixn=（16〜160）
x57.325=917.2〜9172r/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，
选定型号为丫112m—4的三相异步电动机，额定功率为4kw
满载转速nm1440r/min，同步转速1500r/min。
方案
电动机型号
额定功率
同步转速
r/min
额定转速
总传动比
丫112M-4
4KW
1440
25.12
Y132M1-6
1000
960
50.53
（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=n/n=1440/57.325=25.12
（2）分配传动装置传动比
ia=i0Xi
式中io,ii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=2.8,则减速器传动比为i=ia/i0
=25.12/2.8=9.0
初步选取i0=2.8,i1=3.20,i2=2.81
3.计算传动装置的运动和动力参数
（1）各轴转速
n=nm/i0=1440/2.8=514.29r/min
nn=ni/i1=514.29/3.2=160.72r/min
nm=nn/i2=160.72/2.81=57.20r/min
n^=n^=57.20r/min
（2）各轴输入功率
R=pdX1=2.475X0.96=2.376kW
Pn=piXnX3=2.26kW
Pm=PnXnX3X?
4=2.11kW
Pw=PmxnXn=1.99kw
（3）各轴输入转矩
「=TdXi0X1N*m
所以：
Ti=TdXi0X1=16.42X2.8X0.96=44.14Nm
Tn=TiXi1X1X2=44.14X3.20X0.992X0.97=134.28Nm
Tm=TnXi2X2X3=134.28X2.81X0.97X0.97X0.99=351.48Nm
Tw=TmX3X4=351.48X0.98X0.96=330.67N-m
运动和动力参数结果如下表
轴名
功率PKW
转矩TNm
转速r/min
输入
电动机轴
2.475
16.42
1轴
2.376
44.14
514.29
2轴
2.26
134.28
160.72
3轴
2.11
351.48
57.20
4轴
1.99
330.67
4.设计V带和带轮
⑴确定计算功率
查课本P122表7-19得：
Ka=1.1
Pca=KA<
P=1.1X2.475=2.7225kw,式中为工作情况系数，p为传递的额定功率
既电机的额定功率
⑵选择带型号
根据PCa=2.7225,KA=1.1,查课本P123图7-12a选用带型为A型带.
⑶选取带轮基准直径dd1,dd2
查课本参考图8-12a及表8-7得小带轮基准直径ddi=100mm
⑷验算带速v
vddj6010007.536%
从动带轮直径dd2=280mm
在5〜25m/s范围内，V带充分发挥。
查表取
初定中心距a。
500mm,所以带长，
⑸确定中心距a和带的基准长度由于，所以初步选取中心距a：
Ld1400mm得实际中心距
取a489mm
⑹验算小带轮包角1
1180dd2ddi57.3159.29120，包角合适。
a
⑺确定v带根数z
查课
本表7-10和
7-20a,
并由
内插值法得
1.321.14
p00.93
14401200
1.10kw.
14601200
查课本表
7-22得Kl=0.96.
7-21,并由内插值法得K
=0.96,ki
1.1373,kb
1.0275103
31_
0.18kw
22'
1.1373
得
Z
PCa2.3
P°
故选Z=3根带。
⑻计算单根V带初拉力预紧力Fo
查课本表7-6可得q0.1kg/m,故:
单根普通V带张紧后的初拉力为
102.02N
⑼计算作用在轴上的压轴力Fp
利用R55公式8-24可得：
Fq2F0ZSin25"
.9N
第三章齿轮设计
（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，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮
（1）齿轮材料及热处理
1材料：
高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数Z!
=25
高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBS
himi560mpahim2530MpaZ2=ixZy=80
2齿轮精度
按GB/T10095-1998，选择7级,
2•初步设计齿轮传动的主要尺寸
转矩Ti9.55106PD4.4121104N'
Mn
按齿面接触强度设计
40.5079mm
m=d/z1=40.5079/25=1.74故取标准模数m=2确定各参数的值
1试选K=1
查课本选取区域系数d=1
由课本ZN仁1,ZN2=1.06,SH=1
②由课本P202公式10-13计算应力值环数
N1=60nJg=60X514.29X1X5X（40X52X5）=1.6109
N2==1.6X109/3.2=5X108
3齿轮的疲劳强度极限
取失效概率为1%安全系数S=1,应用得：
[h]1=ZnHlim1=560MPa
Sh
[H]2=玉H^m£
=562MPa
SH
3.设计计算
1齿轮的分度圆直径d1t
d1tmz122550mm
d2t=mz2=2X80=160mm
2计算齿顶高ha
ha=ha*m=1X1.25=1.25mm
计算圆周速度
601000
d2tn2
2601000
@计算齿宽b
计算齿宽b
b=dd1t=50mm经圆整后b2=50mmb1=55mm
3齿顶圆直径da
da1=d1+2ha=54mm
da2=d2+2ha=164mm
⑥计算中心距a=（d1+d2）/2=109mm
将中心距圆整为109mm
（二）低速级齿轮传动的设计计算
280HBS取小齿
⑴材料：
低速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为小齿轮
齿数乙=30
速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBSz2=2.81X30=85圆
整取z2=85
⑵齿轮精度
按GB/T10095-1998,选择8级
⑶按齿面接触强度设计
KTu1
d,76.4332=56.5582mm
.dUH2
m=d/zi=56.5582/30=1.89mm故取标准模数m=2mm
确定各参数的值：
1试选Kt=1.1
由课本ZN1=1,Zn2=1.6,Sh=1
2由课本P202公式10-13计算应力值环数
N1=60n2jL!
=60X160.72X1X5（52X5X40）
=5108
N2==叫1.7X108
i
3查课本：
K1=0.93K2=0.96
4齿轮的疲劳强度极限
[h]1=ZnHlim1=661MPa
[h]2=Zn2Hlim2=1.25X530/1=663MPaSH
5许用接触应力
[h]（[h]1[h]2）/2（661663）/2662MPa
©
查课本求转矩
65
T3=9.55X10XP3/n3=9.55X105X2.26/160.72
=1.3X105N.
①齿轮的分度圆直径d1t
d1mzi=60mm
d2t=mz=1.25X85=170mm
d1tn2
袪晋=0.化
d2t%
3计算齿宽b计算齿宽b
B=dd1t=60mmb2=60mmb1=b2+5=65mm
②计算齿顶高ha
ha=ha*m=1x2=2mm
计算齿顶圆直径da
da1=d1+2ha=60+4=64mm
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