2级减速器课程设计.docx
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2级减速器课程设计
目录
一课程设计书2
二设计要求2
三设计步骤2
1.传动装置总体设计方案2
2.电动机的选择2
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比3
4.计算传动装置的运动和动力参数4
5.设计V带和带轮5
6.齿轮的设计7
7.轴的设计和轴承的选择16
8.键的设计和计算22
9.联轴器设计23
10.箱体结构的设计23
11.润滑密封设计25
四设计小结26
五参考资料27
计算及说明
结果
1.传动装置总体设计方案:
1.装置组成：
传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2.设计特点：
齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。
3.传动方案：
考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级；
选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。
4.传动装置的总效率
＝
V带的效率为0.96,齿轮的效率为0.97，齿式联轴器0.99
滚动轴承的效率为0.99，平带的效率为0.97。
2.电动机的选择
执行机构的曲柄转速为：
n＝
，
鼓轮轴所需功率：
电动机所需工作功率为：
P
＝P
/η
经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动取比i
＝2，一级圆柱斜齿轮减速器传动比i
=1.1i二级圆柱斜齿轮减速器传动比＝8～40，
则总传动比合理范围为i
＝16～160，
电动机转速的可选范围为
n
＝i
×n＝（16～160）×40＝1324.16～13241.6r/min。
=0.82
n=43.676r/min
kw
kw
n
的范围：
640~6400r/min
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，
选定型号为Y132M—4的三相异步电动机，额定功率为7.5kw
，满载转速
1440r/min，同步转速1500r/min。
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比
（1） 总传动比
由选定的电动机满载转速n
和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为
＝n
/n＝1440/43.676＝32.97
（2） 分配传动装置传动比
＝
×
式中
分别为带传动和减速器的传动比。
为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取
＝2.6，则减速器传动比为
＝
＝1.3
解方程得
＝4.06
=3.123
方案
电动机型号
额定功率
P
kw
电动机转速
电动机重量
kg
参考比价
传动装置的传动比
同步转速
满载转速
总传动比
V带传动
减速器
5
Y132M—4
7.5
1500
1440
81
3.52
32.97
2.6
12.68
中心高
外型尺寸
L×（AC/2+AD）×HD
底脚安装尺寸A×B
地脚螺栓孔直径K
轴伸尺寸D×E
装键部位尺寸F×GD
132
400×247.5×265
190×140
12
28×60
8×7
计算及说明
结果
4.计算传动装置的运动和动力参数
（1） 各轴转速
＝
＝1440/2.6
＝
＝553.846/4.06
＝
/
＝136.415/3.123
=
=43.676r/min
（2） 各轴输入功率
＝
＝
×
＝7.5×0.95
＝
×η2×
＝7.125×0.96×0.98
＝
×η2×η5=6.703×0.98×0.96＝6.306kW
（3）各轴输入转矩
T0=9550·P0/n0
T1=9550·P1/n1
T2=9550·P2/n2
T3=9550·P3/n3
=553.846r/min
＝136.415r/min
=43.676r/min
＝7.5kw
＝7.125kw
＝6.703kw
＝6.306kw
T0=49.74Nm
T1=122.875Nm
T2=469.257Nm
T3=1378.842Nm
运动和动力参数结果如下表:
轴名
输入功率P（kw）
输入转矩T（Nm）
转速（r/min）
电动机轴
7.5
49.74
1440
1轴
7.125
122.875
553.846
2轴
6.703
469.257
136.415
3轴
6.306
1378.842
43.676
计算及说明
结果
5.设计Ｖ带和带轮
⑴ 确定计算功率
查课本
表8-7得：
式中
为工作情况系数，
为传递的额定功率,既电机的额定功率.
⑵ 选择带型号
根据
，
查课本
图8-11和
表8-9选用带型为A型带．
⑶ 选取带轮基准直径
查课本
表8-6和
表8-8得小带轮基准直径
，则大带轮基准直径
，查课本
表8-8后取
。
⑷ 验算带速v
在5～25m/s范围内，Ｖ带充分发挥。
⑸ 确定中心距a和带的基准长度
由于
所以初步选取中心距a：
，初定中心距
，所以带长,
=
.
查课本
表8-2选取基准长度
得实际中心距
⑹ 验算小带轮包角
，
包角合适。
⑺ 确定v带根数z
因
，带速
，传动比
查课本
表8-4a和8-4b,并由内插值法得
.
查课本
表8-2得
=0.99.
查课本
表8-5,并由内插值法得
=0.97
由
公式8-26得
故选Z=5根带。
⑻ 计算预紧力
查课本
表8-3可得
故:
单根普通Ｖ带张紧后的初拉力为
⑼ 计算作用在轴上的压轴力
kw
Z=4.69
N
计算及说明
结果
6.齿轮的设计
（一）高速级齿轮传动的设计计算
1．齿轮材料，热处理及精度
考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮
（1） 齿轮材料及热处理
①材料：
高速级小齿轮选用
钢调质，齿面硬度为小齿轮48—55HRC取小齿齿数
=24
高速级大齿轮选用
钢正火，齿面硬度为大齿轮48—55HRCZ
=i×Z
=4.06×24
②齿轮精度
按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。
２．初步设计齿轮传动的主要尺寸
按齿面接触强度设计
确定各参数的值:
①试选
=1.6
查课本
图10-30选取区域系数Z
=2.433
由课本
图10-26
则
②由课本
公式10-13计算应力值环数
N
=60n
j
=60×480×1×（2×8×300×10）
（
）
③查课本
10-19图得：
K
=0.95K
=0.98
查表
图10—21e得
④齿轮的疲劳强度极限
取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式得:
[
]
=
=0.95×1100
[
]
=
=0.98×1100
许用接触应力
⑤查课本由
表10-6得：
=189.8MP
由
表10-7得:
=0.8
T
=105.1N.m=105100Nmm
3.设计计算
①小齿轮的分度圆直径d
=
②计算圆周速度
③计算齿宽b和模数
计算齿宽b
b=
=0.8×39.29
计算摸数m
初选螺旋角
=14
=
④计算齿宽与高之比
齿高h=2.25
=2.25×1.588
=
=8.797
⑤计算纵向重合度
=0.318
⑥计算载荷系数K
使用系数
=1
根据
7级精度,查课本由
表10-8得
动载系数K
=1.04,
查课本由
表10-4得K
:
K
=1.286
查课本由
表10-13得:
K
=1.26
查课本由
表10-3得:
K
=
=1.2
故载荷系数:
K＝K
K
K
K
=1×1.04×1.2×1.286
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径
d
=d
=39.29×
⑧计算模数
=
4.齿根弯曲疲劳强度设计
由弯曲强度的设计公式
≥
⑴确定公式内各计算数值
①小齿轮传递的转矩
＝105100N·mm
确定齿数z
因为是硬齿面，故取
＝24，
② 计算当量齿数
z
＝z
/cos
＝24/cos
14
z
＝z
/cos
＝96/cos
14
③ 初选齿宽系数
按不对称布置，由表查得
＝0.8
④ 初选螺旋角
初定螺旋角
＝14
⑤ 载荷系数K
K＝K
K
K
K
=1×1.04×1.2×1.26
⑥ 查取齿形系数Y
和应力校正系数Y
得:
齿形系数Y
＝2.592Y
＝2.176
应力校正系数Y
＝1.596 Y
＝1.794
计算大小齿轮的
查课本得到弯曲疲劳强度极限
小齿轮
大齿轮
查课本由表10-18得弯曲疲劳寿命系数:
K
=0.87K
=0.89
取弯曲疲劳安全系数S=1.4
[
]
=
[
]
=
小齿轮的数值大.因此选用.
⑵设计计算
1计算模数
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m
大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，圆整为标准模数,取m
=2mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d
=39.42
来计算应有的齿数.于是由:
z
=
=19.08取z
=20
那么z
=4×20=80
②几何尺寸计算
计算中心距
a=
=
将中心距圆整为103
按圆整后的中心距修正螺旋角
=arccos
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
d
=
d
=
计算齿轮宽度
B=
圆整的
（二）低速级齿轮传动的设计计算
⑴材料：
低速级小齿轮选用
钢调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数
=30
速级大齿轮选用
钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBSz
=3×30=90圆整取z
=90.
⑵齿轮精度
按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。
⑶按齿面接触强度设计
1.确定公式内的各计算数值
①试选K
=1.6
②查课本选取区域系数Z
=2.433
③试选
查课本查得
=0.77
=0.88
=0.77+0.88=1.65
应力循环次数
N
=60×n
×j×L
=60×120×1×（2×8×300×5）
N
=
由课本图10-19查得接触疲劳寿命系数
K
=0.94K
=0.97
查课本由图10-21d
按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳
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