精品设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器机械设计毕业论文说明书Word文档格式.docx
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5.计算各轴段长度21
6轴承的选择和校核23
一、Ⅱ轴承的选择和校核23
1．Ⅱ轴轴承的选择23
2．根据滚动轴承型号，查出和。
23
3．校核Ⅱ轴轴承是否满足工作要求23
7键联接的选择和校核25
一、Ⅱ轴大齿轮键25
1．键的选择25
2．键的校核26
8联轴器的选择26
9减速器的润滑、密封和润滑牌号的选择26
一、传动零件的润滑26
1．齿轮传动润滑26
2．滚动轴承的润滑26
二、减速器密封26
1.轴外伸端密封26
2.轴承靠箱体内侧的密封27
3.箱体结合面的密封27
10减速器箱体设计及附件的选择和说明27
一、箱体主要设计尺寸27
二、附属零件设计30
1窥视孔和窥视孔盖30
2.通气塞和通气器30
3.油标、油尺31
4.油塞、封油垫31
5.起吊装置32
6.轴承端盖、调整垫片32
11设计小结34
12参考资料35
1机械设计课程设计任务书
原始数据。
2传动方案的分析
本设计中采用的原动机为电动机，工作机为皮带输送机。
传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为展开式二级直齿圆柱齿轮减速器。
结构简单，应用广泛，展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，要求轴有较大的刚度。
带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。
齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，斜齿轮传动的平稳性较直齿好，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。
所以本设计采用的是双级斜齿圆柱齿轮传动，如上图所示。
3电动机选择，传动系统运动和动力参数计算
一、电动机的选择
1.确定电动机类型
按工作要求和条件,选用y系列三相交流异步电动机。
2.确定电动机的容量
（1）工作机卷筒上所需功率Pw和转速nw
Pw=Fv1000=1600×
1.61000=2.56kW
nw=60v×
1000πd=60×
1.6×
1000（π×
900）=33.95rmin
（2）电动机所需的输出功率
为了计算电动机所需的输出功率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总功率η总。
设η1、η2、η3、η4、η5分别为弹性联轴器、2对闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级）、3对滚动轴承、V形带传动、工作机的效率，由[2]表1-7查得η1=0.99，η2=0.99，η3=0.98，η4=0.96，η5=0.96，则传动装置的总效率为
η总=η1η22η33η4η5=0.99×
0.992×
0.983×
0.96×
0.96=0.841632
3.04kW
3.选择电动机转速
由[2]表13-2推荐的传动副传动比合理范围
普通V带传动i带=2～4
圆柱齿轮传动i齿=3～5
则传动装置总传动比的合理范围为
i总=i带×
i齿1×
i齿2
i‘总=（2～4）×
（3～5）×
（3～5）=（18～100）
电动机转速的可选范围为
nd=i‘总×
nw=（18～100）×
nw=18nw～100nw=611.1～3395
根据电动机所需功率和同步转速，查[2]表12-1，选择一电动机，常选择电动机的转速有1000或1500，如无特殊需要，不选用750rmin以下的电动机。
选用同步转速为1500
选定电动机型号为Y112M-4
二、传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配
1.传动装置总传动比
i总=nmnw=144033.95=42.415
式中nm----电动机满载转速，1440rmin;
nw----工作机的转速，33.95rmin。
2.分配传动装置各级传动比
分配原则：
（1）i带＜i齿
（2）i带=2～4i齿=3～5i齿1=（1.3～1.5）i齿2
根据[2]表2-3，V形带的传动比取i带=3，则减速器的总传动比为
i=42.453
双级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为
i齿1=4.45
低速级的传动比
i齿2=i（i带×
i齿1）=3.18
三、运动参数和动力参数计算
1.各轴转速计算
1440rmin
nⅠ=nmi带=480rmin
nⅡ=nⅠi齿1=107.9rmin
nⅢ=nⅡi齿2=33.93rmin
2.各轴输入功率
P0=Pd=3.04kW
PⅠ=Pdη4=2.92kW
PⅡ=PⅠη2η3=2.83kW
PⅢ=PⅡη2η3=2.75kW
3.各轴输入转矩
T0=9550Pdn0=20.16
TⅠ=9550PⅠnⅠ=58.1
TⅡ=9550PⅡnⅡ=250.48
TⅢ=9550PⅢnⅢ=774.02
表1传动装置各轴运动参数和动力参数表
项目
轴号
功率
转速
转矩
传动比
0轴
3.04
1440
20.16
3
Ⅰ轴
2.92
480
58.1
4.45
Ⅱ轴
2.83
107.9
250.48
3.18
Ⅲ轴
2.75
33.93
774.02
4传动零件的设计计算
一、V带传动设计
1.设计计算表
项目
计算（或选择）依据
计算过程
单位
计算（或确定）结果
（1）确定计算功率Pca
Pca=d
查[1]表13-8
Pca=d=1.2×
Pca=3.648
（2）选择带的型号
n1=1440
查图13-15
A型
（3）选择小带轮直径
100
查[1]表13-9及图13-15
（4）确定大带轮直径
=
根据图13-15
=300
（5）验算传动比误差
=0
（6）验算带速
=（π×
100×
1440）（60×
1000）
=7.5
（合格）
（7）初定中心距
a0=（0.7~2）×
（100+300）
=600
（8）初算带长
=1845
（9）确定带的基准长度
查[1]表13-2
因为，选用A型带
取
=1800
（10）计算实际中心距离（取整）
=577.5
（11）安装时所需最小中心距（取整）
=（577.5-0.015×
1800）
=550.5
（12）张紧或补偿伸长量所需最大中心距
=（577.5+0.015×
=604.5
（13）验算小带轮包角
=180°
－（300－100）577.5×
57.3°
=160°
度
（14）单根V带的基本额定功率
查[1]表13-3插值法
=1.31
（15）单根V带额定功率的增量
查[1]表13-5插值法
=0.17
（16）长度系数
由得
=1.01
（17）包角系数
查[1]表13-7插值法
=0.95
（18）单位带长质量
查[1]表13-1
=0.1kgm
=0.1
（19）确定V带根数
=3.648[（1.31+0.17）×
1.01×
0.95]
=3
（20）计算初拉力
查[1]表13-1得q=0.1kgm
=137.9
（21）计算带对轴的压力
=2×
3×
137.9×
sin（）
=814.8
2.带型选用参数表
带型
300
7.5
577.5
160
814.8
48
3．带轮结构相关尺寸
（1）带轮基准宽bd
查[1]表13-10
因选用A型，故取
bd=11
bd＝11
（2）带轮槽宽b
b＝13
（3）基准宽处至齿顶距离ha
ha＝2.75
（4）基准宽处至槽底距离hf
hf＝8.7
（5）两V槽间距e
e＝15
（6）槽中至轮端距离f
f＝9
（7）轮槽楔角φ
；
=300>
118；
＝；
＝
（8）轮缘顶径da
=305.5
da=305.5
（9）槽底直径df
=282.6
df=282.6
（10）轮缘底径D1
查[1]表13-10，
=270.6
D1=270.6
（11）板孔中心直径D0
D0=（D1+d1）2
D0=（270.6+42）2
D0=156.3
（12）板孔直径d0
d0=52
（13）大带轮孔径d
由装带轮的轴决定
=300,=3
d=21
（14）轮毂外径d1
d1=（1.8~2）×
21
d1=42
（15）轮毂长L
L=（1.5~2）d
L=（1.5~2）×
L=40
（16）辐板厚S
S=（0.2~0.3）B
S=（0.2~0.3）×
13
=2.6~3.9
S=3.5
（17）孔板孔数
n=πD0（S+d0）
n=π×
161.3（3.5+54）
个
n=9
二、渐开线直齿圆柱齿轮设计
（一）高速级直齿圆柱齿轮设计计算表
1．选齿轮精度等级
查[1]表11-2
初选精度等级为7级
级
7级
2．材料选择
查[1]表11-1
小齿轮材料为45（调质），齿面硬度为280HBS；
大齿轮材料为45（调质），齿面硬度为240HBS；
小齿轮
280HBS
大齿轮
240HBS
3．选择齿数Z
小齿轮齿数Z1＝22
齿轮传动比=4.45
Z2=4.45×
22=98
Z1＝22
Z2=98
U=4.455
4．按齿面接触强度设计
（1）载荷系数K
查[1]11-3表
K=1.2
（2）区域系数ZH
ZH=2.5
（3）计算小齿轮传递的转矩T1
Nmm
T1=5.810×
104
（4）齿宽系数Фd
由[1]表11-6
Фd=1.0
（5）材料的弹性系数ZE
由[1]表11-4
ZE=189.8
MPa12
（6）齿轮接触疲劳强度极限
由[1]表11-1
600
550
（7）计算接触疲劳强度许用应力[σH]
取失效概率≤１％，查［1］表11-5，得安全系数SH=1.0
[σH]1==600
[σH]2==550
代入较小的
［σH］
（8）试算小齿轮分度圆直径
按[1]式（11－3）试算
mm
d1=50.276
（9）计算圆周速度v
ms
v=1.26
（10）计算齿宽B
b=φdd1
B1=1.0×
50.276+5
=55.276
B2=B1－5
=50.276
B1=55.276
B2=50.276
（11）模数
m=2.285
5．按齿根弯曲强度设计
K=1.2；
（2）齿形系数YFa
根据齿数和由[1]图11-8
YFa1=2.84
YFa2=2.21
（3）应力校正系数YSa
由[1]图11-9
YSa1=1.58
YSa2=1.81
（4）齿轮的弯曲疲劳强度极限
（5）计算弯曲疲劳许用应力[σF]
取失效概率１％，
查［1］表11-5取弯曲疲劳安全系数SF＝1.25，
[σF]1=
[σF]2=
[σF]1=384
[σF]2=336
（6）计算大小齿轮的并加以比较
结论：
大齿轮的数值大
（7）齿根弯曲强度设计计算
由[1]式11-11
m=1.508
由齿根弯曲疲劳强度计算模数，取＝2mm。
为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=50.276mm来计算应有的齿数。
于是由==25.138,取26，则Z2=Z1×
i齿1=26×
4.45=115.7,取Z2=116
6．几何尺寸计算
（1）计算中心距a
将中心距圆整为142
a=142
（2）计算齿轮的分度圆直径d
d1=52
d2=232
（3）计算齿轮的齿根圆直径df
df1=47
df2=227
（4）计算齿轮宽度B
圆整后取：
B1=1.0×
52+5=57
B2=B1－5=52
B1=57
B2=52
（二）低速级直齿圆柱齿轮设计计算表
齿轮传动比=3.18
Z2=3.18×
22=70
Z2＝70
U=3.182
T1=2.505×
105
[σH]2==550
d1=83.782
v=0.473
B3=1.0×
83.782+5
=88.782
B4=B3－5
=83.782
B3=88.782
B4=83.782
m=3.808
YFa2=2.28
YSa2=1.74
取失效概率≤１％，
m=2.448
由齿根弯曲疲劳强度计算模数，取＝2.5mm。
为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=83.782mm来计算应有的齿数。
于是由,取Z1=34，则Z2=Z1×
i齿1=34×
3.18=108.12,
取Z2=109
将中心距圆整为179
a=179
d1=85
d2=272.5
df1=78.75
df2=266.25
B3=1.0×
85+5=90
B4=B3－5=85
B3=90
B4=85
（三）直齿轮设计参数表
传动类型
模数
齿数
中心距
齿宽
高速级
直齿圆柱齿轮
m=2.0mm
Z1=26,Z2=116
a=142mm
低速级
m=2.5mm
Z1=34,Z2=109
a=179mm
B4=85
5轴的设计计算
减速器轴的结构草图
一、Ⅰ轴的结构设计
轴的结构草图（直径和长度标号）
1．选择轴的材料及热处理方法
查[1]表14-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；
根据齿轮直径，热处理方法为正火。
2．确定轴的最小直径
查[1]的扭转强度估算轴的最小直径的公式：
再查[1]表14-2，查C=（118~107）
考虑键：
有一个键，轴的直径加大5～7%，取6%
3．确定各轴段直径并填于下表内
名称
依据
确定结果
用键与V带连接，带有键槽取d1＝21mm
＝21
考虑带轮的定位，
d2=d1+2（0.07~0.1）d1
=21+2.94~4.2
=23.94~25.2mm
取d2=25mm
d2=25
轴承主要受到径向力作用选用圆柱滚子轴承，考虑d3>
d2，
查[2]表6-2，
选用轴承代号：
N206E，
B=16mm，da=36mm，
d3=d=30mm
d3=30
考虑轴承的定位，故取
d4=da=36mm
d4=36
考虑将轴与齿轮做成一体，且齿轮的齿顶高da为
da=m（Z1+2）=2×
（26+2）=56mm
故d5=da=56mm
d5=56
考虑轴承内径，d6=d3=30mm
d6=30
查[2]P223，dn=30×
480=14400mm·
rmin＜2×
105mm·
rmin,故选用脂润滑。
将与轴长度有关的各参数填入下表
箱体壁厚
查[2]P164表11-1，
地脚螺栓直径及数目n
查[2]P164表11-1，
取=20
因为a＜250，所以n=4
轴承旁联接螺栓直径
查[2]P164表11-1,
轴承旁联接螺栓扳手空间、
查[2]P167表11-2，取
轴承盖联接螺钉直径
查[2]P164表11-1
轴承盖厚度
查[2]P172表11-10
小齿轮端面距箱体内壁距离
，取
轴承内端面至箱体内壁距离
采用脂润滑轴承=（5~10）mm,取=10mm
=10
轴承支点距轴承宽边端面距离a
a=8
计算公式
计算结果
=L带轮（2~3）
=40（2~3）
=38~37mm
L带轮为轮毂长度，取=38mm
箱体轴承座厚度为
取L=54mm，轴承端盖凸缘厚度取Bd=10mm，取端盖与轴承座间的调整
垫片厚度为△t=2mm，取带轮凸缘断面与轴承端盖表面的距离K=25mm，则
=L+Bd+K+△t+1+3
=54+10+25+2-27+1+3=68mm
=172.557101=104.5mm
其中在设计中间轴的时候确定
L（总长）
L=330.5
（支点距离）
二、Ⅱ轴的结构设计
查[1]表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；
根据齿轮直径，热处理方法为正火回火。
再查[1]表14-
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