课程设计文档格式.docx
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6.3轴承的润滑
6.4减速器的密封
七.减速器箱体及其附件
7.1箱体结构形式及材料
7.2箱体结构尺寸
7.3主要附件（作用、结构形式）
八.小结
九.资料索引：
一、设计任务书
已给定参数：
运输带速度：
0.75m/s
圆筒直径：
330mm
扭矩：
670Nm
双级圆柱齿轮减速器
二、拟订传动方案
2.1传动方案说明
Nw=60×
1000V/πD=（60×
1000×
0.75）/（π×
330）=43.4
一般选用同步转速为1000r/min或者1500r/min的电动机作原动机，因此，传动装置传动比约为20或29，选用结构简单、制造成本较低的方案：
皮带传动。
皮带传动制造成本比较低廉，在额定的转速下能保证所需的传动比，比链条传动及齿轮传动更经济，而且修理维护比较简便，所以就选择皮带传动。
2.2.1.电动机类型的选择
根据工作条件及工作环境，选用卧式封闭型Y（IP44）系列三相交流异步电动机。
2.2.2.电动机容量
1）工作所需功率
Pw=T·
nw/9550=670×
43.4/9550=3.0Kw
2）电动机输出功率Pd
Pd=Pw/η
η=η带×
η齿2×
η轴承3×
η联轴器
由表查得：
η带=0.96
η齿=0.95
η轴承=0.99
η联轴器=0.99
所以η=0.83
Pd=Pw/η=3.0/0.83=3.6Kw
所以选定额定功率Ped=3.6Kw
2.2.3.电动机转速
传动比i=i带×
i高×
i低=（2~3）×
（3~5）2=18~75
nd=nw×
（18~75）=918~3825（r/min）
2.2.4.电动机型号
选用Y132s-4型电动机，参数如下：
型号
额定功率（Kw）
同步转速（r/min）
满载转速（r/min）
质量（Kg）
Y132s-4
5.5
1500
1440
68
2.2.5.电动机外型简图及安装尺寸
H
A
B
C
E
AB
AC
HD
132
216
140
89
80
280
135
315
2.3总传动比的确定及各级传动比的分配
2.3.1.理论总传动比
i=nm/nw=1440/43.4=33.1
2.3.2.各级传动比分配
取i带=2.4i高=1.3×
i低
i低=[33.1/（2.4×
1.3）]1/2=3.01
i高=1.3×
i低=3.91
2.4各轴转速、转矩、输入功率
2.4.1各轴的理论转速
电动机为0轴，高速轴为1轴，中间轴为2轴，低速轴为3轴
n0=nm=1440r/min
n1=n0/i带=1440/2.4=600r/min
n2=n1/i高=600/3.91=153r/min
n3=n2/i低=153/3.01=51r/min
2.4.2各轴的输入功率（按专用设计计算）
P0=Ped=3.6Kw
P1=P0·
η带=3.42Kw
P2=P1·
η齿×
η轴承=3.23Kw
P3=P2·
η轴承=3.03Kw
2.4.3各轴的理论转矩
T0=9550·
P0/n0=27.66
T1=9550·
P1/n1=63.67
T2=9550·
P2/n2=235.32
T3=9550·
P3/n3=662.88
2.4.4各轴的运动和动力参数汇总表（理论值）
项目
电动机
高速轴
中间轴
低速轴
转速r/min
600
153
51
功率Kw
3.6
3.42
3.23
3.03
转矩Nm
27.66
63.67
235.32
662.88
传动比
2.4
3.91
3.01
效率
0.96
0.95
三、传动设计
3.1.V带传动
3.1.1.V带传动的设计计算
（1）功率：
KA=1.2Pc=KA·
P0=4.28Kw
（2）V带型号：
由于Pc=4.28Kwn0=1440r/min
所以选A型
（3）V带根数：
Z=P1/[（P0+△P0）·
Kα·
KL]
由表查得P0=1.91Kw
i=2.4所以查得△P0=0.17
Kα=0.95KL=0.99
所以Z=2.56取Z=3
3.1.2.带轮设计
（1）带轮直径：
取d小=118mm
则d大=（n0/n1）·
d小·
（1-ε）=278mm
所以取d大=280mm
（2）带轮宽度：
带轮宽度b·
3=13·
3=39mm
（3）V带长度Ld及中心距a
初选a0=d小+d大=425mm，取a0=430mm
L0=2a0+π/2·
（d小+d大）+（d大-d小）2/4a0=1545mm
Ld=1600mm
a=a0+（Ld-L0）/2=457.5mm
取a=460mm
（4）小带轮包角：
α=180°
-[（d大-d小）/a]·
57.3°
=158°
12′3″>
120
（5）带轮上的压力
F0=（500P/ZV）·
（2.5/Ka-1）+qv2
查得q=0.10Kg/mF0=159N
Fa=2Z·
F0sin（α/2）=936N
3.2高速级齿轮传动设计计算
（1）选择材料及确定许用应力
小齿轮用45钢调质，硬度为220HBS
大齿轮用45钢正火，硬度为190HBS
δH1=560mpaδH2=532mpaSH=1.1
[δH1]=δH1/SH=509mpa
[δH2]=δH2/SH=482mpa
δF1=190mpaδF2=162mpaSF=1.3
[δF1]=δF1/SF=146mpa
[δF2]=δF2/SF=123mpa
（2）按齿轮齿面接触强度设计
取K=1.2φa=0.4
T1=63.67
取Z1=27则Z2=106i=3.91
初取β=14°
a≥（i+1）{（3.5/[δH]）2·
[（KT1）/φa]}1/3=134.56mm
取a=135mm
mn=2acosβ/（Z1+Z2）=2
βI=arcos[mn（Z1+Z2）/2cosβ]=9°
52′28″
齿宽b=54mm直径d1=54mmd2=212mm
（3）验算弯曲强度
YF1=2.73YF2=2.22
δF1=（1.6K·
T1·
YFcosβ）/（bmn2Z1）=31.75mpa<
[δF1]
δF2=δF1·
YF2/YF1=25.82mpa<
[δF2]
所以安全
（4）齿轮圆周转速
V=（лd1·
n1）/（60*1000）=2.0m/s
3.3低速级齿轮传动设计计算
T2=235.32
取Z1=20则Z2=63i=3.01
[（KT1）/φa]}1/3=169.91mm
取a=170mm
mn=2acosβ/（Z1+Z2）=4
βII=arcos[mn（Z1+Z2）/2cosβ]=12°
27′13″
齿宽b=68mm直径d1=80mmd2=252mm
YF1=2.75YF2=2.25
YFcosβ）/（bmn2Z1）=47.55mpa<
YF2/YF1=38.90mpa<
n1）/（60*1000）=0.69m/s
低速级大齿轮直径-高速级大齿轮直径=252-212=40
大带轮直径-低速级大齿轮直径=280-252=28
设计任务书的要求：
低速级大齿轮直径-高速级大齿轮直径=（30到50）
大带轮直径-低速级大齿轮直径=（-10到40）
因此该齿轮对的设计符合设计要求
3.4各轴的运动和动力参数汇总表（实际值）
3.93
3.15
3.5联轴器的选择
（1）类型选择
用于低速级轴上的联轴器，不需要经常正反转，不需要经常启动，对缓冲的要求不高，功率低，所以选择普通的弹性柱销联轴器便可。
用于高速级轴上的联轴器，由于轴的转速较高，选用有缓冲、吸振作用的弹性套柱销联轴器。
（2）根据转矩选择具体型号
低速级转矩为662.88Nm，输出轴直径为45mm，所以选择型号为HL4型的弹性柱销联轴器
高速级转矩为27.66Nm，输入轴直径为30mm，所以选择公称转矩为125Nm，轴孔直径包含30mm的TL5型弹性套柱销联轴器
（3）高速级：
TL5型弹性套柱销联轴器
低速级：
HL4型弹性柱销联轴器
四、轴与轮毂的设计计算
4.1低速轴的结构设计
4.2低速轴的强度校核
Fts=Ft2=5548.15N
Fr3=1952.8N
Fa3=1640.1N
（1）F1v=（Fr3·
0.133+Fa3·
0.13）/0.206=2295.7N
F2v=（Fr3·
0.073-Fa3·
0.13）/0.206=-342.9N
Mav=F1v·
0.073=167.59N
Mav’=F2v·
0.133=-45.6N
（2）F1H=Fts·
0.133/0.206=3298.1N
F2H=Fts·
0.073/0.206=1810.3N
MaH=F1H·
0.073=240.76N
（3）Ma=（Mav2+MaH2）1/2=293.3N
T=662.88N
Me=[293.32+（0.6·
662.88）2]1/2=494.18N
σ=M/0.1d3=494.18/0.1d3=54.2≤[σ]
4.3低速轴的键连接强度校核
低速级输出轴直径d=45mm
初选键14×
9
T=662.88Nmb=14mmh=9mm
σp=4T/dhl=4·
662.88/（45·
9·
100）=65.46≤[σ]
所以，安全
五、轴承选择计算
5.1低速级轴承寿命验算
Fa=1640.1N
Fr=1592.8N
n3=51r/min
初选6212
12.3·
F/32.8=12.3·
1640.1/32.8=0.615
e=0.26
X=0.56Y=1.71
P=X·
Fr+Y·
Fa=0.56·
1592.8+1.71·
1640.1=3696.51N
Cr=（1.1·
3696.5/1）·
（60·
51/106·
5000）1/3=10094
Cr=47800>
10094
Ln=106/60n·
（ftt/fpp）ε=60年
5.2减速器各轴选用轴承型号
高速级：
深沟球轴承6207
中间轴：
低速级：
深沟球轴承6212
六、减速器的润滑与密封
6.1齿轮传动的润滑
高速级齿轮圆周转速为2。
0m/s
低速级齿轮圆周转速为0.69m/s
所以选择脂润滑的润滑方式，可用旋盖式、压注式油杯向轴承室加注润滑脂。
6.2润滑油牌号的确定及油量计算
减速器中传动件通常用浸油（油浴）润滑
选用牌号为L-AN32的全损耗系统用油，其主要用于一般机床齿轮减速箱、中小型机床导轨。
油面高度为浸过高速级大齿轮一个全齿，油量计算：
V=a×
b×
h=543×
146×
57=4.52×
106mm3
6.3轴承的润滑
选用牌号为ZGN69-2的滚动轴承脂，该润滑脂适用于各种机械设备的滚动轴承润滑，适用工作温度≤90°
脂润滑结构简单、易于密封，但润滑效果不如油润滑，故常用于开式齿轮传动、开式蜗杆传动和低速滚动轴承的润滑。
滚动轴承采用脂润滑时，润滑脂的填充量不应超过轴承空间的1/3~1/2。
6.4减速器的密封
选用毡圈密封方式。
其密封效果是靠矩形毡圈安装于梯形槽中所产生的径向压力来实现的。
其特点是结构简单、价廉，但磨损较快、寿命短。
它主要用于轴承采用脂润滑，且密封处轴的表面圆周速度较小的场合，对粗、半粗及航空用毡圈其最大圆周速度分别为3m/s、5m/s、7m/s，工作温度t≤90°
七、减速器箱体及其附件
7.1箱体结构形式及材料
箱体起着支承轴系、保证传动件和轴系正常运转的重要作用，选用箱体结构形式为剖分式，箱体的毛坯制造方法为铸造箱体。
材料选用牌号为HT200的灰铸铁
7.2箱体结构尺寸
（1）箱座高度满足齿顶圆到油池底面距离不小于30mm到50mm，总高度为356mm。
（2）箱体壁厚为10mm。
（3）轴承座螺栓凸台高度45mm
（4）肋板厚度10mm
（5）各处导角为r10到r15
7.3主要附件
（1）窥视孔和视孔盖
窥视孔应设在箱盖顶部能看见齿轮啮合区的位置，大小以手能伸入箱体内检查操作为宜。
窥视孔处应设计凸台以便于加工。
视孔盖可用螺钉紧固在凸台上，并考虑密封。
（2）通气器
通气器设置在箱盖顶部或视孔盖上。
较完善的通气器内部制成一定曲路，并设置金属网。
选择通气器类型的时候应考虑其对环境的适应性，其规格尺寸应与减速器大小相适应。
（3）油面指示器
油面指示器应设置在便于观察且油面较稳定的部位，如低速轴附近。
常用的油面指示器有圆形油标、长形油标、管状油标，油标尺等形式。
油标尺的结构简单，在减速器中较常采用。
油标尺上有表示最高及最低油面的刻线。
装有隔离套的油尺可以减轻油搅动的影响。
油标尺安装位置不能太低，以避免油溢出油标尺座孔。
（4）放油孔和螺塞
放油孔应设置在油池的最低处，平时用螺塞堵住。
采用圆柱螺塞时，座箱上装螺塞处应设置凸台，并加封油垫片。
放油孔不能高于油池底面，以避免排油不净。
（5）起吊装置
吊环螺钉可按照起重量选择。
为保证起吊安全，吊环螺钉应完全拧入螺孔。
箱盖安装吊环螺钉处应设置凸台，以使吊环螺钉孔有足够深度。
箱盖吊耳、吊钩和箱座吊钩的结构尺寸在设计时可以进行适当修改。
（6）定位销
常采用圆锥销作定位销。
两定位销之间的距离越远越可靠，因此，通常将其设置在箱体联接凸缘的对角处，并应作非对称布置。
定位销的长度应大于箱盖、箱座凸缘厚度之和。
（7）起盖螺钉
起盖螺钉设置在箱盖联接凸缘上，其螺纹有效长度应大于箱盖凸缘厚度。
起盖螺钉直径可与箱盖凸缘螺钉直径相同，螺钉端部制成圆柱形并光滑导角或制成半球形。
八、小结
按照设计任务书的要求，设计出的双级圆柱齿轮减速器其各结构均符合国家标准，各零件的配合无大的缺陷，可以进行正常的运作，所以该设计方案是可行的。
齿轮为圆柱斜齿齿轮，各级齿轮的尺寸大小均符合设计任务书的要求，其强度经校核均符合强度标准，使用时不会出现强度不足造成的零件损坏。
轴系的设计符合设计任务书的设计要求，轴承处均以0或5结尾，抗弯的强度校核均符合要求，不会出现因强度不足而造成的轴系零件损坏。
各轴与轴承的配合也无问题，总体运行情况良好。
窥视孔、通气器、油塞、吊耳都符合设计要求，设计的位置按照设计任务书的注意事项设计，能完成各附件的作用。
装配图以及零件图基本无结构问题，各零件的配合间隙符合国家标准。
零件图中，标注适当。
箱体的结构设计以及附件的位置布置均符合设计任务书的要求，位置合适。
计算部分的计算依据以及数据来源可靠，计算结果基本正确。
在设计过程中，参考设计任务书以及各种标准件的国家标准，让我认识到设计工作所必须的严谨态度。
每个零件不单单要考虑到工作情况，还要考虑加工的工艺难度，每个零件的配合都要力求精确，不可带有半点含糊。
我设计的这个双级圆柱齿轮减速器在结构上采用开放式，润滑方式为脂润滑，各轴都采用深沟球轴承，密封盖采用旋盖式，运行情况良好，结构简单又不失其基本功能。
但是总体外型上还有一点小小的不足之处，起盖螺钉的端面采用了六角形，而没有采用圆柱形或者半球形，这样在平时使用时容易造成起盖螺钉松动，造成危险。
九、资料索引
GB9439-88灰铸铁
FJ314-81工业毛毡
GB196-81普通螺纹
GB5786-86六角头螺栓
GB6171-86六角螺母
GB93-87标准型弹簧垫圈
GB97.1-85平垫圈-A级
GB1096-79普通平键
GB117-86圆锥销
GB276-89深沟球轴承
设计任务书表16-1常用润滑油的主要用途和性质
设计任务书表16-4常用润滑脂的主要用途和性质
设计任务书表16-8常用滚动轴承的密封形式
FZ/T92010-91毡圈油封及槽
GB3852-83轴孔和键槽的形式、代号及系列尺寸
GB4323-84弹性套柱销联轴器
GB5014-85弹性柱销联轴器
GB1800-79GB1801-79公差及配合
GB1182-80GB1184-80GB13319-91形状和位置公差
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