二级减速器课程设计说明书.docx
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二级减速器课程设计说明书
1设计任务书
1.1设计数据及要求
表1-1设计数据
序号
F（N）
D（mm）
V（m/s）
年产量
工作环境
载荷特性
最短工作年限
传动
方案
7
1920
265
0.82
大批
车间
平稳冲击
十年二班
如图1-1
1.2传动装置简图
图1-1传动方案简图
1.3设计需完成的工作量
（1）减速器装配图1张（A1）
（2）零件工作图1张（减速器箱盖、减速器箱座-A2）；2张（输出轴-A3；输出轴齿轮-A3）
（3）设计说明书1份（A4纸）
2传动方案的分析
一个好的传动方案，除了首先应满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。
要完全满足这些要求是困难的。
在拟定传动方案和对多种方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的传动方案。
现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。
方案
制造成本低，但宽度尺寸大，带的寿命短，而且不宜在恶劣环境中工
作。
方案
结构紧凑，环境适应性好，但传动效率低，不适于连续长期工作，且制造成本高。
方案
工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好，但宽度较大。
方案
具有方案
的优点，而且尺寸较小，但制造成本较高。
上诉四种方案各有特点，应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。
若该设备是在一般环境中连续工作，对结构尺寸也无特别要求，则方案
均为可选方案。
对于方案
若将电动机布置在减速器另一侧，其宽度尺寸得以缩小。
故选
方案，并将其电动机布置在减速器另一侧。
3电动机的选择
3.1电动机类型和结构型式
工业上一般用三相交流电动机，无特殊要求一般选用三相交流异步电动机。
最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。
其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。
此处根据用途选用Y系列三相异步电动机
3.2选择电动机容量
3.2.1工作机所需功率
卷筒3轴所需功率：
=
=
卷筒轴转速：
3.2.2电动机的输出功率
考虑传动装置的功率耗损，电动机输出功率为
传动装置的总效率：
取
所以
所以
3.2.3确定电动机额定功率
根据计算出的功率
可选定电动机的额定功率
。
应使
等于或稍大于
。
查《机械设计课程设计》表20-1得
3.3选择电动机的转速
由《机械设计课程设计》表2-1圆柱齿轮传动的单级传动比为
，故圆柱齿轮传动的二级传动比为
，所以电动机转速可选范围为
3.4电动机技术数据
符合上述要求的同步转速有750r/min,1500r/min和3000r/min,其中减速器以1500和1000r/min的优先，所以现以这两种方案进行比较。
由《机械设计课程设计》第二十章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表3-1：
表3-1电动机技术数据
方案
电动机型号
额定功率
kW
电动机转速
r/min
电动机质量
kg
总传动比
同转
满转
总传动比
高速级
低速级
1
Y100L1-4
2.2
1500
1420
34
24
6
4
2
Y112M-6
2.2
1000
940
45
16
4.5
3.5
表3-1中，方案1与方案2相比较，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量及总传动比，为使传动装置结构紧凑，兼顾考虑电动机的重量和价格，选择方案2，即所选电动机型号为Y112M-6。
4传动装置运动和动力参数计算
4.1传动装置总传动比的计算
4.2传动装置各级传动比分配
减速器的传动比
为16,对于两级卧式展开式圆柱齿轮减速器的
，计算得两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比
，低速级的传动比
。
4.3传动装置运动和动力参数计算
4.3.1电动机轴运动和动力参数计算
4.3.2高速轴运动和动力参数计算
4.3.3中间轴运动和动力参数计算
4.3.4低速轴运动和动力参数计算
5传动件的设计计算
5.1高速级齿轮传动设计计算
5.1.1选择材料、热处理方式和公差等级
1）按以上的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作，速度不高，故选用8级精度（GB10095-88）。
3）材料选择。
考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理。
由《机械设计》书表10-1得齿面硬度HBS1=217-255,HBS2=162-217,平均硬度硬度分别为236HBS,190HBS，二者材料硬度差为46HBS。
4）选小齿轮的齿数
，大齿轮的齿数为
，取
。
5）选取螺旋角。
初选螺旋角
。
5.1.2按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算，即
（5-1）
（1）确定公式内的各计算数值
1）试选载荷系数
2）由以上计算得小齿轮的转矩
3）查表及其图选取齿宽系数
，材料的弹性影响系数
，按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限
；大齿轮的接触疲劳强度极限
。
4）计算应力循环次数
5）按接触疲劳寿命系数
6）计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1
由
（5-2）
得
故：
7）查图选取区域系数
。
8）查图得
，
，则
（2）计算：
1）求得小齿轮分度圆直径
的最小值为
2）圆周速度：
3）计算齿宽及模数：
齿宽：
模数:
齿高:
∴
4）计算纵向重合度
：
5）计算载荷系数：
根据
8级精度，查得动载系数
，
，
故载荷系数
6）按实际载荷系数校正分度圆直径：
7）计算模数：
5.1.3按齿根弯曲强度计算
弯曲强度设计公式为
（5-3）
（1）确定公式内的各计算数值
1）根据纵向重合度
，从图中查得螺旋角影响系数
2）计算当量齿数：
3）查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
;
4）查图取弯曲疲劳寿命系数
5）计算弯曲疲劳许用应力.
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得
6）计算载荷系数K.
7）查取齿形系数.
查表得
8）查取应力校正系数.
查表得
9）计算大、小齿轮的
并加以比较.
大齿轮的数值大.
（2）设计计算
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,由于齿轮模数的大小要取决于弯曲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（即模数与齿数的成积）有关,可取弯曲强度算得的模数1.266mm，并接近圆整为标准值
按接触强度算得的分度圆直径
算出小齿轮齿数
，
大齿轮齿数
，取
.
这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费.
5.1.4.几何尺寸计算
（1）计算中心距：
将中心距圆整为120mm.
（2）修正螺旋角：
值改变不多，故参数
等不必修正。
（3）分度圆直径：
（4）齿轮宽度：
取
5.2低速级齿轮传动设计计算
5.2.1选择材料、热处理方式和公差等级
1）运输机为一般工作，速度不高，故选用8级精度（GB10095-88）。
2）材料选择。
考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用45钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理。
由《机械设计》书表10-1得齿面硬度HBS1=217-255,HBS2=162-217,平均硬度硬度分别为236HBS,190HBS，二者材料硬度差为46HBS。
3）选小齿轮的齿数
，大齿轮的齿数为
，取
。
4）选取螺旋角。
初选螺旋角
。
5.2.2按齿面接触强度设计
由设计公式进行试算，即
（1）确定公式内的各计算数值
1）试选载荷系数
2）由以上计算得小齿轮的转矩
3）查表及其图选取齿宽系数
，材料的弹性影响系数
，按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限
；大齿轮的接触疲劳强度极限
。
4）计算应力循环次数
5）按接触疲劳寿命系数
7）计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1
由
得
故：
7）查图选取区域系数
。
8）查图得
，
，则
（2）计算：
1）求得小齿轮分度圆直径
的最小值为
2）圆周速度：
3）计算齿宽及模数：
齿宽：
模数:
齿高:
∴
4）计算纵向重合度
：
5）计算载荷系数：
根据
8级精度，查得动载系数
，
，
故载荷系数
6）按实际载荷系数校正分度圆直径：
7）计算模数：
5.2.3按齿根弯曲强度计算
弯曲强度设计公式为
（1）确定公式内的各计算数值
1）根据纵向重合度
，从图中查得螺旋角影响系数
2）计算当量齿数：
3）查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
大齿轮的弯曲疲劳强度极限
;
4）查图取弯曲疲劳寿命系数
5）计算弯曲疲劳许用应力.
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得
6）计算载荷系数K.
7）查取齿形系数.
查表得
8）查取应力校正系数.
查表得
9）计算大、小齿轮的
并加以比较.
大齿轮的数值大.
（1）设计计算
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,由于齿轮模数的大小要取决于弯曲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（即模数与齿数的成积）有关,可取弯曲强度算得的模数2.87mm，并接近圆整为标准值
按接触强度算得的分度圆直径
算出小齿轮齿数
，
大齿轮齿数
.
这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费.
5.2.4几何尺寸计算
（1）计算中心距：
将中心距圆整为153mm.
（2）修正螺旋角：
值改变不多，故参数
等不必修正。
（3）分度圆直径：
（4）齿轮宽度：
取
6轴的设计计算
6.1高速轴的轴系结构设计
6.1.1轴的结构尺寸设计
1.高速轴的功率
，转速
，转矩
根据结构及使用要求,把该轴设计成阶梯轴且为齿轮轴,共分七段,其中第5段为齿轮,如图6-1所示:
图6-1高速轴
由于结构及工作需要将该轴定为齿轮轴,因此其材料须与齿轮材料相同,均为45钢,热处理为调制处理,材料系数
为120。
所以,有该轴的最小轴径为:
此处最小直径显然是安装联轴器处的直径
，选择半联轴器的孔径
，半联轴器长度
，半联轴器与轴配合的毂孔长度
。
其他各段轴径、长度的设计计算依据和过程见下表:
表6-1高速轴结构尺寸设计
阶梯轴段
设计计算依据和过程
计算结果
第1段
由半联轴器孔径确定
略小于联轴器毂孔长度，毂孔长度
取
第2段
为了满足半联轴器的轴向定位要求，一段右端应制出一轴肩，故取2段的直径为
，取端盖右端到联轴器左端距离为
端盖总宽度为
，故
第3段
根据
，预选轴承
7206C
，
、
由轴承尺
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