二级斜齿轮减速器设计概述Word文件下载.docx
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四
设计小结
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五
参考资料
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一.课程设计书
设计课题:
设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.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）,两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V
表一:
题号
参数12345
运输带工作拉力（kN）2.52.32.11.91.8
运输带工作速度（m/s）1.01.11.21.31.4
卷筒直径（mm）250250250300300
二.设计要求
1.减速器装配图一（A1）。
2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一（A3）。
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
1.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带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。
传动装置的总效率
＝0.96×
×
0.97×
0.96＝0.759；
为V带的效率,为第一对轴承的效率，
为第二对轴承的效率，为第三对轴承的效率，
为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为7级精度，油脂润滑.
因是薄壁防护罩,采用开式效率计算）。
2.电动机的选择
电动机所需工作功率为：
P＝P/η＝1900×
1.3/1000×
0.759＝3.25kW,执行机构的曲柄转速为n＝=82.76r/min，
经查表按推荐的传动比合理围，V带传动的传动比i＝2～4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i＝8～40，
则总传动比合理围为i＝16～160，电动机转速的可选围为n＝i×
n＝（16～160）×
82.76＝1324.16～13241.6r/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Y112M-4的三相异步电动机，额定功率为4.0
额定电流8.8A，满载转速1440r/min，同步转速1500r/min。
方案电动机型号额定功率
P
kw电动机转速
电动机重量
N参考价格
元传动装置的传动比
同步转速满载转速
总传动比V带传动减速器
1Y112M-441500144047023016.152.37.02
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
132515×
345×
315216×
1781236×
8010×
41
3.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＝n/n＝1440/82.76＝17.40
（2）
分配传动装置传动比
＝×
式中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＝2.3，则减速器传动比为＝＝17.40/2.3＝7.57
根据各原则，查图得高速级传动比为＝3.24，则＝＝2.33
4.计算传动装置的运动和动力参数
（1） 各轴转速
＝＝1440/2.3＝626.09r/min
＝＝626.09/3.24＝193.24r/min
＝/＝193.24/2.33=82.93r/min
==82.93r/min
（2） 各轴输入功率
＝3.25×
0.96＝3.12kW
＝×
η2×
＝3.12×
0.98×
0.95＝2.90kW
＝2.97×
0.95＝2.70kW
η4=2.77×
0.97＝2.57kW
则各轴的输出功率：
0.98=3.06kW
0.98=2.84kW
0.98=2.65kW
0.98=2.52kW
（3）各轴输入转矩
=×
N·
m
电动机轴的输出转矩=9550=9550×
3.25/1440=21.55N·
所以:
=21.55×
2.3×
0.96=47.58N·
=47.58×
3.24×
0.95=143.53N·
=143.53×
2.33×
0.95=311.35N·
=×
=311.35×
0.95×
0.97=286.91N·
输出转矩：
0.98=46.63N·
0.98=140.66N·
0.98=305.12N·
0.98=281.17N·
运动和动力参数结果如下表
轴名功率PKW转矩TNm转速r/min
输入输出输入输出
电动机轴
3.25
21.551440
1轴3.123.0647.5846.63626.09
2轴2.902.84143.53140.66193.24
3轴2.702.65311.35305.1282.93
4轴2.572.52286.91281.1782.93
6.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，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮
齿轮材料及热处理
①材料：
高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数=24
高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBS
Z=i×
Z=3.24×
24=77.76
取Z=78.
②齿轮精度
按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。
２．初步设计齿轮传动的主要尺寸
按齿面接触强度设计
确定各参数的值:
①试选=1.6
查课本图10-30选取区域系数Z=2.433
由课本图10-26
则
②由课本公式10-13计算应力值环数
N=60nj=60×
626.09×
1×
（2×
8×
300×
8）
=1.4425×
10h
N==4.45×
10h#（3.25为齿数比,即3.25=）
③查课本10-19图得：
K=0.93
K=0.96
④齿轮的疲劳强度极限
取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式10-12得:
[]==0.93×
550=511.5
[]==0.96×
450=432
许用接触应力
⑤查课本由表10-6得：
=189.8MP
由表10-7得:
=1
T=95.5×
10×
=95.5×
3.19/626.09
=4.86×
10N.m
3.设计计算
①小齿轮的分度圆直径d
=
②计算圆周速度
③计算齿宽b和模数
计算齿宽b
b==49.53mm
计算摸数m
初选螺旋角=14
④计算齿宽与高之比
齿高h=2.25=2.25×
2.00=4.50
==11.01
⑤计算纵向重合度
=0.318=1.903
⑥计算载荷系数K
使用系数=1
根据,7级精度,查课本由表10-8得
动载系数K=1.07,
查课本由表10-4得K的计算公式:
K=
+0.23×
b
=1.12+0.18（1+0.61）×
1+0.23×
49.53=1.42
查课本由表10-13得:
K=1.35
查课本由表10-3得:
K==1.2
故载荷系数:
K＝KKKK=1×
1.07×
1.2×
1.42=1.82
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径
d=d=49.53×
=51.73
⑧计算模数
4.齿根弯曲疲劳强度设计
由弯曲强度的设计公式
≥
⑴
确定公式各计算数值
①
小齿轮传递的转矩＝48.6kN·
确定齿数z
因为是硬齿面，故取z＝24，z＝iz＝3.24×
24＝77.76
传动比误差i＝u＝z/z＝78/24＝3.25
Δi＝0.032％5％，允许
②
计算当量齿数
z＝z/cos＝24/cos14＝26.27
z＝z/cos＝78/cos14＝85.43
③
初选齿宽系数
按对称布置，由表查得＝1
④
初选螺旋角
初定螺旋角＝14
⑤
载荷系数K
1.35＝1.73
⑥
查取齿形系数Y和应力校正系数Y
查课本由表10-5得:
齿形系数Y＝2.592Y＝2.211
应力校正系数Y＝1.596Y＝1.774
⑦
重合度系数Y
端面重合度近似为＝[1.88-3.2×
（）]＝[1.88－3.2×
（1/24＋1/78）]×
cos14＝1.655
＝arctg（tg/cos）＝arctg（tg20/cos14）＝20.64690
＝14
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