二级斜齿轮减速器结构设计说明书.docx
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二级斜齿轮减速器结构设计说明书
机械创新设计
学院：
机电工程学院
班级：
机械081
姓名：
李云
学号：
**********
指导教师:
刘尚
2012-4-25
设计目录
一、传动方案拟定…………….……………………………………….2
二、电动机的选择……………………………………….…………….2
三、计算总传动比及分配各级的传动比……………….……….2
四、减速器外的传动零件的设计………………………………….5
五、齿轮传动的设计……………………………………………….….8
六、轴和传动零件的设计计算…………….……………………....16
七、校核计算…………………………………….………………….…21
八、主要尺寸及数据………..………………………………………22
九、设计小结………..…………………………………………………25
计算和说明
一．电动机型号的选择及V带设计
设计一带式输送机传动系统中第一级用的V带传动。
已知输送带的传动速度v=0.62m/s,凸轮的直径为290mm,其所需的扭矩为。
每天工作8小时。
二．电动机的型号选择
1.输送机凸轮的转速
n=
=
=40.8r/min
输送带的功率
P
=
=
=2.95kw
其中T为凸轮所需的扭矩，v为输送带的速度，D为凸轮的直径。
2.查机械手册知：
联轴器的传动效率η
=0.99
一对滚动轴承的传动效率η
=0.99
封闭式齿轮的传动效率η
=0.97
皮带的传动效率η
=0.96
故装置总的传递效率
=η
η
η
η
=0.99
0.99
0.97
0.96=0.87
所以电动机至少的功率P=
=
=3.14kw
因工作满载，工作有轻震，电动机的额定功率应大于P
查机械手册，综合电动机的额定功率、效率、等因素选Y112ML-8型号电动机，其额定功率P=4kw,转速n
=720r/min。
三．V带设计
1.确定计算功率P
查表8-7的工作情况系数K
=1.1,故
P
=K
P=3.46kw
2.选择V带类型
根据Pca、n
由表8-10选择B型。
3.确定带轮的基准直径d
并验算怠速为:
V
（1）初选小带轮的基准直径d
。
有表8-6和8-8，取小带轮的基准直径d
=125mm
（2）验算带速V
。
按式（8-13）验算带的速度
V
=
=
=4.71m/s
（3）传动比分配
由以上知总传动比i=i
i
i
=
=
=17.7
取i
=2,i
=i
=3.
（4）计算大带轮直径。
根据式（8-15a）计算大带轮直径d2
d
=i
d
=2
150=250mm
4.确定V带中心距a和基准长度Ld
（1）根据式（8-20），确定中心距a
=300mm.。
（2）由式（8-22）计算带所需的基准长度
L
=2
a
+
（d
+d
）+
=1202mm
由表8-2选带的基准长度Ld=1250mm
（3）按（8-23）式计算实际中心距a.
由（8-24）式有：
a
=a
+0.03L
=500+0.015
2000=361.5mm.
a
=a
-0.015L
=305.25mm
中心距的变化范围：
470~560mm
a=a
+
=300+
=324mm
5验算小带轮上的包角α
α
180
-（d
-d
）
=180
-（250-125）
158
>90
.
6计算带的根数z.
（1）计算单根V带的额定功率Pr.
由d
=125mm和n
=720r/min查表8-4a得P
=1.95kw
根据n
=960r/min，i=2.7和B型带，
查表8-4b得ΔP
=0.32kw
查表8-5得Kα=0.915，表8-2得K
=0.98,于是
Pr=（P
+ΔP
）K
K
=（1.3+0.22）
0.95
0.88=1.18kw
（2）计算V带的根数z.
（3）z=
=3,取3根.
齿轮的设计
1选择齿轮材料和热处理，确定许用应力
（1）因批量不大，尺寸无严格要求，传递功率不大，转速不高
小齿轮选用45Cr
大齿轮选用45钢（调质）
均用软齿面。
（2）齿轮精度用7级.
（3）选取螺旋角。
初选螺旋角
（4）
，则
2按齿面接触强度设计
按式（10-21）计算，即
（1）确定公式内的各个算数值
1）试选
。
2）由图10-30选取区域系数
。
3）由图10-26查得
，
，则
4）由图10-19取接触疲劳寿命系数
1.02;
1.08
5）由图10-21d按齿面硬度查得
小齿轮的接触疲劳强度极限
，
大齿轮的接触疲劳强度极限
6）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1,由式（10-12）得
许用接触应力
7）由表10-6查得材料的弹性影响系数
。
8）由表10-7选取齿宽系数
。
（2）计算
1）试算小齿轮分度圆直径
，由计算公式得
2）计算圆周速度。
3）计算齿宽
及模数
。
4）计算纵向重合度
5）计算载荷系数
已知使用系数
，根据
，7级精度，由图10-8查得动载系数
；由表10-4查得
；
由图10-13查得
由表10-3查得
。
故载荷系数
6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10-10a）得
7）计算模数
3按齿根弯曲强度设计
由式（10-17）
（1）确定计算参数
1）计算载荷系数。
2）根据纵向重合度
，从图10-28查得螺旋角影响系数
。
3）计算当量齿数。
4）查取齿形系数。
由表10-5查得
；
5）查取应力校正系数
由表10-5查得
；
6）计算大、小齿轮的
并加以比较
由图10-20c查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限：
，
由图10-18取弯曲疲劳寿命系数
，
取弯曲疲劳安全系数
大齿轮数值大
（2）设计计算
对比计算结果，由齿面解除疲劳强度计算的法面模数
大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取
，已可满足弯曲强度。
但为了同时满足解除疲劳强度，需按解除疲劳强度算得的分度圆直径
来计算应有的齿数。
于是由
取
，则
4几何尺寸计算
（1）计算中心距
将中心距圆整为180mm
（2）按圆整后的中心距修正螺旋角
因
值改变不多，故参数
、
、
等不必修正。
（3）计算大、小齿轮的分度圆直径
（4）计算齿轮宽度
圆整后取
；
2轴的设计计算（按弯扭合成强度条件计算）
1.选择轴的材料及热处理
由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.
2.初估轴径
按扭矩初估轴的直径,查表10-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则:
D2min=
3.初选轴承
2轴选轴承为30313
根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:
D2=45mm
4.结构设计为了拆装方便,减速器壳体用剖分式,轴的结构形状如图所示.
（1）.各轴直径的确定
1段半联轴器的直径为50mm。
右端需制出一轴肩，直径为58mm，半联轴器和轴配合的长度为84mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故轴长应少2mm。
联轴器的选择，因为轴承同时受到径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。
故选择30313。
尺寸为d*D*T=65*140*36。
（2）各轴段长度的确定
轴的支点上受力点间的跨距L1=87mm，L2=233mm，L3=146mm。
（3）.轴上零件的周向固定
为了保证良好的对中性，齿轮和轴选用过盈配合H7/r6。
和轴承内圈配合轴劲选用k6，查表得应选用b*h=20*12,半联轴器和轴承的连接使用16*10*70的平键。
（4）.轴上倒角和圆角
为保证6008轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承手册的推荐，取轴肩圆角半径为1mm。
其他轴肩圆角半径均为2mm。
根据标准GB6403.4-1986，轴的左右端倒角均为1*45。
10
5.轴的受力分析
（1）画轴的受力简图。
（2）计算支座反力。
Ft=2T1/d1=
=
=1802.36N
水平平面上的弯矩
垂直平面上的弯矩
合成弯矩，
转矩
N
6.判断危险截面
显然，如图所示，a-a剖面左侧合成弯矩最大、扭矩为T，该截面左侧可能是危险截面；b-b截面处合成湾矩虽不是最大，但该截面左侧也可能是危险截面。
若从疲劳强度考虑，a-a，b-b截面右侧均有应力集中，且b-b截面处应力集中更严重，故a-a截面左侧和b-b截面左、右侧又均有可能是疲劳破坏危险截面。
7.轴的弯扭合成强度校核
由表10-1查得
19.7MPa<
8.轴的安全系数校核:
由表10-1查得a-a截面左侧
抗弯截面系数
抗扭截面系数
a-a截面左侧的弯矩M为
M=308954
=146555N
界面上的扭矩
=723889.78
截面上的弯曲应力
界面上的扭转切应力
轴的材料为45钢，
截面上由于轴肩而引起的理论应力集中
及
查表可得。
因
，
，经插值后可查得
=2.0
=1.31
又查得轴的材料的敏感系数为
故有效应力集中系数为
尺寸系数
;扭转尺寸系数
轴按磨削加工。
表面质量系数为
轴未经表面强化处理，即
1，得综合系数为
又得碳钢的特性系数
取
取
安全系数
查表10-6得许用安全系数
=1.3～1.5,显然S>
故a-a剖面安全.
由表10-1查得a-A右侧
抗弯截面系数
抗扭截面系数
b-a截面左侧的弯矩M为
M=308954
=146555N
界面上的扭矩
=723889.78
截面上的弯曲应力
界面上的扭转切应力
过盈配合处的
，用差值法求出，并取
，于是得
=3.16
=0.8
3.16=2.53
轴按磨削加工。
表面质量系数为
轴未经表面强化处理，即
1，得综合系数为
安全系数
查表10-6得许用安全系数
=1.3～1.5,显然S>
故a-a剖面安全
故该轴的强度是足够的。
3联轴器的选择。
联轴器的计算扭矩
查表得
=1.3.则
查GB/T5014-2003,选用LX4型号的弹性柱销联轴器，半联轴器的孔径为50mm，半联轴器的长度为112mm，
课程设计体会
课程设计都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。
对于每一个事物都会有第一次的吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气！
课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。
虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许
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