二级展开式圆柱斜齿轮减速器说明书机械设计课程设计说明书.docx
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二级展开式圆柱斜齿轮减速器说明书机械设计课程设计说明书
机械设计课程设计说明书
设计题目:
展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器
一、设计任务书
（一）课程目的：
1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。
2、学习机械设计的一般方法。
通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。
进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。
（二）题目：
题目4.设计一用于带式运输机传动装置中的三轴线双级斜齿圆柱齿轮减速器。
设计基础数据如下：
工作情况
载荷平稳
鼓轮的扭矩T（N•m）
750
鼓轮的直径（mm）
350
运输带速度V（m/s）
0.8
带速允许偏差（%）
5
使用期限（年）
5
工作制度（班/日）
2
总体布置：
设计任务
（三）设计内容：
1.电动机的选择与运动参数设计计算；
2.斜齿轮传动设计计算；
3.轴的设计；
4.装配草图的绘制
5.键和联轴器的选择与校核；
6.滚动轴承的选择；
7.装配图、零件图的绘制；
8.设计计算说明书的编写。
（四）设计进度：
1、第一阶段：
总体计算和传动件参数计算
2、第二阶段：
轴与轴系零件的设计
3、第三阶段：
轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制
4、第四阶段：
装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写
二、传动方案的拟订及说明
设计计算及说明
结果
传动方案的总体设计
（一）对给定传动方案分析论证
总体布置见任务书
（二）电动机的选择
1.电动机类型和结构形式
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相交流异步电动机，它为卧式封闭结构。
2.电动机容量的选择
1）确定工作机所需功率
2）确定传动系统总效率
式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。
由表2－4查得：
滚动轴承；圆柱齿轮传动；弹性联轴器；滑动轴承，则
3）所需电动机功率
4）确定电动机额定功率
根据，由第二十章表20－1选取电动机额定功率
3.电动机转速的选择
1）工作机的转速
2）电动机转速的可选范围
取
查表20-1，选电动机型号Y132M1-6
列表记录电动机技术数据和安装尺寸
电动机型号
额定功率（kw）
同步转速（r/min）
满载转速（r/min）
轴身尺寸
E×D
平键尺寸
F×GD
Y132M1-6
4
1000
960
80×38
10×8
（三）计算传动装置总传动比和分配
1.传动装置的总传动比
2.分配各级传动比
因为是展开式二级齿轮传动，故，现取1.3，则
则低速级齿轮传动比为
3.计算传动装置的运动和动力参数
●各轴转速
●各轴输出功率
●各轴转矩
4.将以上计算结果整理后列于下表，供设计计算时使用
项目
电动机轴
高速轴
中间轴
低速轴
转速（r/min）
960
960
179.44
43.66
功率（kw）
3.99
3.95
3.79
3.64
转矩（N·m）
39.69
39.29
201.71
796.20
传动比
效率
kw
电动机型号为Y132M1-6
三、齿轮设计计算
设计计算及说明
结果
（一）高速级齿轮的设计
1.选定齿轮类型、等级精度、材料及齿数
按图所示传动方案，选用斜齿圆柱齿轮
运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）
材料及热处理：
由课本表10-1选得大、小齿轮的材料均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为48~55HRC。
初选小齿轮齿数：
大齿轮齿数
初选取螺旋角
2.按齿面接触强度设计
确定公式内各计算数值
a）试选。
b）由图10-30选取区域系数
c）由图10-26查得
；
d）因大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取稍小的齿宽系数，取
e）由表10-6查得材料弹性影响系数
f）由图10-21e查得；
g）应力循环次数：
h）由图10-19查得接触疲劳寿命系数
i）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）
许用接触应力为
计算
a）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得
b）计算圆周速度
c）齿宽b及模数
d）
e）计算纵向重合度
f）计算载荷系数K
已知使用系数，根据，7级精度，由图10-8得动载系数；由表10-4中的硬齿面齿轮栏查得小齿轮相对支承非对称布置、6级精度、，考虑齿轮为7级，取；
由图10-13查得
由表10-3查得
故载荷系数
g）按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式（10－10a）得
h）计算模数
3.按齿根弯曲强度设计
确定计算参数
a）计算载荷系数
b）根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数
c）计算当量齿数
d）查取齿形系数：
由表10-5查得
查取应力校核系数：
由表10-5查得
e）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数
f）由图10-20d查得齿轮的弯曲疲劳强度极限
g）计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10－12）得
h）计算大、小齿轮的，并加以比较
小齿轮的数值大
设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取模数，取分度圆直径mm。
于是由
取，则，取。
4.几何尺寸计算
计算中心距
，圆整为
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。
计算大、小齿轮的分度圆直径
计算齿轮齿宽
圆整后取
大小齿轮的齿顶圆，齿根圆计算
结构设计
大齿轮因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式结构为宜。
小齿轮可采用实心式，做成齿轮轴。
（二）低速级齿轮设计计算
1.选定齿轮类型、等级精度、材料及齿数
按图所示传动方案，选用斜齿圆柱齿轮
运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）
材料及热处理：
由课本表10-1选得大、小齿轮的材料均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为48~55HRC。
初选小齿轮齿数：
大齿轮齿数
初选取螺旋角
2.按齿面接触强度设计
确定公式内各计算数值
a）试选。
b）由图10-30选取区域系数
c）由图10-26查得
；
d）因大、小齿轮均为硬齿面，故宜选取稍小的齿宽系数，取
e）由表10-6查得材料弹性影响系数
f）由图10-21e查得
g）应力循环次数：
h）由图10-19查得接触疲劳寿命系数
i）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）
许用接触应力为
计算
a）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得
b）计算圆周速度
c）齿宽b及模数
d）计算纵向重合度
e）计算载荷系数K
已知使用系数，根据，7级精度，由图10-8得动载系数；由表10-4中的硬齿面齿轮栏查得小齿轮相对支承平面非对称布置、6级精度、，考虑齿轮为7级，取；
由图10-13查得
由表10-3查得
故载荷系数
f）按实际的载荷系数校正所得分度圆直径，由式（10－10a）得
g）计算模数
3.按齿根弯曲强度设计
确定计算参数
a）计算载荷系数
b）根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数
c）计算当量齿数
d）查取齿形系数：
由表10-5查得
查取应力校核系数：
由表10-5查得
e）由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数
f）由图10-20d查得齿轮的弯曲疲劳强度极限
g）计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10－12）得
h）计算大、小齿轮的，并加以比较
小齿轮的数值大
设计计算
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取模数。
分度圆直径。
取，则。
4.几何尺寸计算
计算中心距
，圆整为
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。
计算大、小齿轮的分度圆直径
计算齿轮齿宽
圆整后取
大小齿轮的齿顶圆，齿根圆计算
五．轴的结构设计计算
（一）高速轴的结构设计
1、求输入轴上的功率P1、转速n1和转矩T1
2、求作用在齿轮上的力
因已知高速级小齿轮的分度圆直径为
则
圆周力，径向力及轴向力的方向如图所示。
3、初步确定轴的最小直径
选取轴的材料为40Cr调质处理。
根据资料1表15-3，取，于是得
轴上有一个键槽，轴径应增加5％所以,圆整取.
输入轴的最小直径显然是安装联轴器直径dVII-VIII。
为了使所选的轴直径dVII-VIII与联轴器孔径相适应，故同时确定联轴器型号。
联轴器的计算转矩，查表14-1，取
。
按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB5272-85，选用选取ML3型的梅花形弹性联轴器，其公称转矩为。
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。
根据要求，进行结构设计，如图。
用滚动轴承7305AC，B=17mm，再加上封油盘的长度，取，。
Ⅱ-Ⅲ为轴到齿轮轴的过渡段，且起轴肩的作用，齿轮轴的，故取， 。
Ⅲ-Ⅳ段为齿轮轴，
Ⅳ-Ⅴ根据整体设计要求，由三根轴的两对齿轮配合，取L=69mm，考虑到右端轴承处的，取。
Ⅴ-Ⅵ段用滚动轴承7305AC，B=17mm，再加上封油盘的长度，取，。
Ⅵ-Ⅶ段为了轴承端盖的装拆方便的要求，故取，又因为VI-VII段还起轴肩的作用，故取。
VII-VIII段为最细段，和联轴器配合，所以取。
图中未标圆角处取。
这样，即初步确定了轴的各段直径和长度。
（3）键的选择
根据《机械设计课程设计》表14-1查得Ⅶ-Ⅷ处的键的代号为
键6×25GB1096-79（6×6×25）。
（二）中间轴的设计
1．已知该轴的功率，转速，转矩
=3.79KW，=179.44r/min,=201.71N·mm，
2.求作用在齿轮上的力
已知该轴上大齿轮的分度圆直径为
该轴上小齿轮的分度圆直径为
3、初步确定轴的最小直径
选取轴的材料为40Cr调质处理。
根据表15-3，取，于是得
加装三个键最小轴径增加7%，为33.13mm。
中间轴的最小直径是与轴承配合处的直径，根据轴承内径系列，选择轴承代号为7307C取d=35mm，尺寸外形为35mm×80mm×21mm,其余尺寸见图。
4．轴的结构设计
安装大齿轮处的键型号为键C1222GB1096-79
安装小齿轮处的键型号为键1240GB1096-79
轴上零件装配方案和尺寸如图
根据要求，进行结构设计，如图。
Ⅰ-Ⅱ轴最细
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