机械课程设计减速器设计.docx
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机械课程设计减速器设计
封面……………………………………………………………………………………………01
目录……………………………………………………………………………………………02
一初步设计…………………………………………………………………………………03
1．设计任务书……………………………………………………………………………03
2．原始数据………………………………………………………………………………03
3．传动系统方案的拟定…………………………………………………………………04
二电动机的选择……………………………………………………………………………04
1．电动机的容量选择……………………………………………………………………04
2．确定电动机转速………………………………………………………………………05
3．电动机型号的选定……………………………………………………………………05
三计算传动装置的运动和动力参数……………………………………………………..06
1．计算总传动比…………………………………………………………………………06
2．合理分配各级传动比…………………………………………………………………06
3．各轴转速、输入功率、输入转矩的计算……………………………………………06
四传动件设计计算………………………………………………………………………....08
1．高速级斜齿轮的设计计算…………………………………………………………....08
2．低速级斜齿轮的设计计算...........................................................................................12
五轴的设计…………………………………………………………………………………16
1．低速轴Ⅲ的设计………………………………………………………………………16
2．中间轴Ⅱ的设计………………………………………………………………………24
3．高速轴Ⅰ的设计………………………………………………………………………28
六滚动轴承的设计计算……………………………………………………………………31
1．低速轴Ⅲ上轴承的计算………………………………………………………………31
2．中间轴Ⅱ上轴承的计算………………………………………………………………32
3．高速轴Ⅰ上轴承的计算………………………………………………………………33
七连接的选择和计算………………………………………………………………………34
1．低速轴Ⅲ上键和联轴器的设计计算…………………………………………………34
2．中间轴Ⅱ上键的设计计算……………………………………………………………36
3．高速轴Ⅰ上键和联轴器的设计计算…………………………………………………37
八减速器润滑方式、润滑剂及密封方式的选择…………………………………………38
1．齿轮的润滑方式及润滑剂的选择……………………………………………………38
2．滚动轴承的润滑方式及润滑剂的选择………………………………………………39
3．密封方式的选择………………………………………………………………………39
九减速器箱体及附件的设计…….………………………………………………………...40
1．箱体设计……………………………………………………………………………….40
2．减速器附件设计……………………………………………………………………….41
十设计体会与小结………………………………………………………………………….42
十一参考文献………………………………………………………………………………….42
一.初步设计
1.设计任务书
（1）：
工作条件：
两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，室内工作，有灰尘，环境最高温度35℃；
（2）：
使用折旧期：
8年；
（3）：
检修间隔期：
四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；
（4）：
动力来源：
电力，三相交流电，电压380/220V；
（5）：
运输带速度容许误差：
±5%；
（6）：
制造条件及生产批量：
小批量生产。
（7）：
工作机效率：
。
2.原始数据
题号
参数
13
运输带工作拉力F/KN
4.2
运输带工作速度v/（m/s）
1.5
卷筒直径D/mm
400
注：
运输带与卷筒之间卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑。
3.传动系统方案的拟定
（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）
二.电动机的选择
按照设计要求以及工作条件选用三相鼠笼异步电动机，Y系列，额定电压380V.
（1）：
电动机的容量选择
根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率Pw
Pw=2.755kw
设：
——联轴器效率，=0.99
——对滚动轴承的效率，=0.98.
——闭式圆柱齿轮传动效率，=0.96
___工作机效率，=0.96
从而得到传动系统的总效
=··=0.992·0.984·0.962=0.8332
工作机所需功率为：
Pd===3.3kw
（2）电动机转速的选择
根据已知条件由计算得知输送机滚筒转速：
nw==82r/min.
按表9.1推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比=8～40,所以电动机的可选范围为：
nd=nw=（8～40）×82=（656～3280）r/min
综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量及价格因素，为使传动装置紧凑，，决定采用同步转速为1000r/min的电动机。
根据电动机类型、容量和转速，由电机产品目录或有关手册选定电动机型号为Y132M1-6。
其主要性能如表2.2所示。
表2.2Y160M-6型电动机的主要性能
电动机型号
额定功率
/kw
满载转速/（r·min-1）
起动转矩
最大转矩
Y132M1-6
4
960
2.0
2.0
由表3.3查得电机中心高H=160㎜。
轴伸出部分用于装联轴器段直径与长度分别为：
D=42㎜,E=110㎜.
3、传动比的分配
带式传动机的总传动比为：
i===11.71
分配传动比
=iⅠ×iⅡ
考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取iⅠ===4.0.
iⅡ===2.93
4、传动系统的运动和动力参数计算
（1）各轴的转速
Ⅰ轴nⅠ=nm=960r/min.
Ⅱ轴nⅡ===240r/min
Ⅲ轴nⅢ===81.9r/min
卷筒轴n卷=nⅢ=81.9r/min
（2）各轴输入功率
Ⅰ轴PⅠ=Pd=3.3×0.99=3.267kw.
Ⅱ轴PⅡ=PⅠ··=3.267×0.98×0.96=3.07kw
Ⅲ轴PⅢ=PⅡ··=3.07×0.98×0.96=2.89kw
卷筒轴P卷=PⅢ··=2.89×0.98×0.99=2.8kw
（3）各轴的输入转矩
电动机的输出转矩Td为
Td=9.55×106=9.55×106×=3.28×104N·㎜
故Ⅰ轴TⅠ=Td=32828.1×0.99=3.25×104N·㎜
故Ⅱ轴TⅡ=TⅠ···iⅠ=32499.8×0.98×0.96×4.0=1.26×105N·㎜
Ⅲ轴TⅢ=TⅡ···=126125.4×0.98×0.96×2.93=3.48×N·㎜
卷筒轴=··=347670.2×0.98×0.99=3.37×105
将上述计算结果汇总于表2.4，以备查用。
轴名
功率P/
kw
转矩T/（N·㎜）
转速n/
（r·min-1）
传动比i
效率
电机轴
3.3kw
3.28×104
960
1
0.99
Ⅰ
3.267kw
3.25×104
960
4.0
0.94
3.071kw
1.26×105
240
2.93
0.94
2.89kw
3.48×105
81.9
1
0.97
卷筒轴
2.8kw
3.37×105
81.9
三、传动系统的总体设计
1.高速级斜齿轮传动的设计计算
1.选精度等级、材料及齿数
1）材料选择及热处理
小齿轮1选用45号钢，热处理为调质HBS1=280.
大齿轮2选用45号钢，热处理为调质HBS2=240.
两者皆为软齿面。
2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。
3）选小齿轮齿数z1=22,大齿轮齿数z2=88
4）选取螺旋角。
2.按齿面接触疲劳强度设计
d1t≥
（1）确定公式内各计算数值
1）试选Kt=1.6
2）由文献【1】图10-30选取区域系数ZH=2.433.
3）由文献【1】图10-26查得=0.75，=0.85，==1.6.
4）小齿轮传递的转矩T1=3.25×104N·㎜。
5）按文献【1】表10-7选取齿宽系数=1
6）由文献【1】表10-6查得材料的弹性影响系数
ZE=189.8MP
7）由文献【1】图10-21按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限=600MPa；大齿轮接触疲劳强度极限=550MPa
8）由文献【1】式10-13计算应力循环次数
N1=60n1jLh=60×960×1×（2×8×300×8）=2.212×109
N2=60n2jLh=60×960×1×（2×8×300×8）/4=5.53×108
9）按文献【1】图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90,
KHN2=1.05.
10）计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1，由文献【1】式（10-12）得
1==0.90×600MPa=540MPa
2==1.01×550MPa=577.5MPa
===558.75MPa
（2）计算
1）计算小齿轮分度圆直径d1t==38.1㎜
2）计算圆周速度
V===1.92m/s.
3）计算齿宽b及模数mnt。
b=d1t=1×38.1=38.1㎜
mnt===1.66㎜
h=2.25mnt=2.25×1.66=3.74㎜
b/h==10.2
4）计算纵向重合度。
=0.318Z1=0.318×1×22×160=2
5）计算载荷系数K
已知使用系数KA=1,根据v=1.92m/s,7级精度，由文献【1】图10-8查得动载系数KV=1.08,由文献【1】表10-4查得1.308,由文献【1】图10-13查得=1.26.由文献【1】表10-3查得=1.2。
故载荷系数
K=KAKV=1×1.08×1.2×1.308=1.7
6）按实际的载荷校正所算得的分度圆直径，由文献【1】式（10-10a）得
d1=d1t=38.1×=38.88㎜
7）计算模数mn
mn===1.7㎜
3.按齿根弯曲强度设计
由文献【1】式10-17
mn≥
（1）确定计算参数
1）计算载荷系数。
K=KAKV=1×1.08×1.2×1.26=1.633
2）根据纵向重合度=2，从文献【1】图10-28查得螺旋角影响系数=0.86.
3）计算当量齿数。
ZV1===24.77
ZV2===99
4）查取齿形系数
由文献【1】表10-5查得YFa1=2.623；YFa2=2.198
5）查取应力校正系数。
有
由文献【1】表10-5查得YSa1=1.588；YSa2=1.789
6）由文献【1】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500MPa,大齿轮弯曲疲劳强度极限=380M
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