二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书

课程机械设计说明书
题目：二级展开式圆柱齿轮减速器学院：机械工程学院
班级：过程1102
*名：***
学号： **********
指导教师：***
目录
一课程设计任务书 1 二设计要求2三设计步骤2
1. 传动装置总体设计方案 3
2. 电动机的选择 4
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5
4. 计算传动装置的运动和动力参数 6
5. 齿轮的设计 7
6. 滚动轴承和传动轴的设计 11
7. 键联接设计 28
8.联轴器的计算 29
带式运输机传动装置的设计
设计任务书
动力及传动装置
已知条件
1.工作条件：8h/天，两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉
尘，环境最高温度35℃；
2.使用折旧期：8年；
3.动力来源：电力，三相电流，电压380/220V；
4.运输带速度允许误差：±5%
5.制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

设计数据（1号数据）
运输带工作拉力F=1500N
运输带工作速度v=1.1m/s
卷筒直径D=220mm
一、传动装置传动方案拟定和传动方案的确定
1.二级展开式圆柱齿轮减速器： 优点：
缺点：
2.锥圆柱齿轮减速器：
优点：
缺点：
结构较复杂，横向尺寸小，轴向尺寸大，间轴较长，刚度差，中间轴润滑比较困难。

3.单级蜗杆减速器
齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之—。

减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。

结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。

齿轮传动的传动效率高，
适用的功率和速度范围广，使用寿命较长。

优点：在轮廓尺寸和结构质量较小的情况下，可得到较大的传动比（可 大于7）； 在任何转速下使用均能工作得非常平稳且无噪声；能传递大的载荷，使用寿命长；在一定条件下，蜗杆传动可以自锁，有完全保护作用；结构简单且紧凑，拆装方便，调整容易。

缺点：由于蜗轮齿圈要求用高质量的锡青铜制作，故成本较高；另外，传动效率较低并且摩擦发热大。

绝大多数是蜗杆为主动，蜗轮为从动。

4.带-单级圆柱齿轮减速器： 优点：
缺点：
最终确定的方案为：方案1.二级展开式圆柱齿轮减速器
结构简单，带传动易加工、成本低，可吸振缓冲，应用较广泛。

外廓尺寸大，带的寿命短，需经常更换。

联轴器的计算转矩I I I =T K T A ca ，查《机械设计》表10.1，取5.1=A K ，则：
mm N T K T A ca ⋅==I I I 269550
按照计算转矩ca T 应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用LX2型弹性柱销联轴器，
其公称转矩为 mm N ⋅560000。

半联轴器的孔径 mm d 30=I ，故取mm d 30=I I -I ，
半联轴器长度mm L 82=，半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 60=I
Ⅳ.轴的结构设计
(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1).为保证半联轴器轴向定位的可靠性，ⅡⅠ-l 应略小于I L ，故取ⅡⅠ-l =58
2）Ⅱ处轴肩高h=(0.07～0.1）d,故取h=3mm,则mm d 36=-ⅢⅡ
2).初步选择滚动轴承。

因轴承受径向力，故选用圆锥滚子轴承。

按照工作要求并根据mm d 36=-ⅢⅡ，查手册选取型号为30208的轴承，其尺寸为mm mm mm B D d 188040⨯⨯=⨯⨯，故mm d d 40-==-ⅧⅦⅣⅢ 3）为方便安装， 应略大于ⅦⅥ-d ⅧⅦ-d ，取ⅦⅥ-d =45mm
4)为使套筒端面可靠的压紧齿轮，60,2=-l b l Ⅶ—ⅥⅦⅥ故取度应略小于齿轮轮毂的宽 5)齿轮的定位轴肩高度h=(0.07～0.1）d,取h=3.5,取mm d 52=-ⅥⅤ 5）参见表11.6，轴环的宽度b ≥1.4h=4.9,故取mm l 8=-ⅥⅤ 6）取
32=l
Ⅷ
—Ⅶ
扭矩T mm N T ⋅=179700
Ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C ）的强度根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6.0=α，轴的计算应力
MPa W
T M ca 28.16)(2
21=+=
ασ
前已选定轴的材料为45钢，正火处理，由《机械设计》表15-1查得MPa 55][1=-σ 因此][1-<σσca ，故安全。

Ⅶ.精确校核轴的疲劳强度 (1).判断危险截面
截面A ，Ⅱ,Ⅲ,B 只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的，所以截面A,Ⅱ,Ⅲ,B 均无需校核。

输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径ⅡⅠ-d ，取mm d 22=-ⅡⅠ，根据带轮结构和尺寸，取mm l 35=-ⅡⅠ。

Ⅳ.齿轮轴的结构设计
(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1).为了满足带轮的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径
mm d 26=-ⅢⅡ；
2).初步选择滚动轴承。

因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。

按照工作要求并根据mm d 26=-ⅢⅡ，查手册选取单列角接触球轴承7006AC ，其尺寸为mm mm mm B D d 146235⨯⨯=⨯⨯，故mm d d 30==--ⅦⅥⅣⅢ；而mm l 28=-ⅦⅥ。

3).由小齿轮尺寸可知，齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径mm d 54=-ⅥⅤ，mm l 55=-ⅥⅤ。

轴肩高度d h 07.0>，故取mm h 3=，则轴环处的直径mm d d 36==--ⅦⅥⅤⅣ。

轴环宽度h b 4.1≥，取mm l l 6==--ⅦⅥⅤⅣ。

4).轴承端盖的总宽度为mm 35(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。

根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离mm l 15=，故mm l 50=-ⅢⅡ。

5).取齿轮距箱体内壁的距离mm a 5.8=，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动承位置时，应距箱体内壁一段距离s ，取mm s 5.10=，已知滚动轴承宽度mm T 13=，，则
总弯矩 mm N M ⋅=229001 ，mm N M ⋅=22902
扭矩T mm N T ⋅=48400
Ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C ）的强度。

根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取6.0=α，轴的计算应力
MPa W
T M ca 7.34)(2
21=+=
ασ
前已选定轴的材料为45钢，正火处理，由《机械设计》表15-1查得MPa 55][1=-σ 因此][1-<σσca ，故安全。

(三).滚动轴承的校核
轴承的预计寿命h L H 584003652810'=⨯⨯⨯= Ⅰ计算输入轴承
(1).已知m in 444r n =I I ，两轴承的径向反力N F F R R 48421== 由选定的角接触球轴承7006AC ，轴承内部的轴向力r S F F 63.0=
N F F F R S S 9.30463.021=== (2).因为21S a S F F F =+，所以0=a F
由于e F F R A <11，故0,111==Y X ; e F F R A <22,故 0,122==Y X (4).计算当量载荷1P 、2P
由《机械设计》表8.7，取1.1=p f ，则 N F Y F X f P A r p 73.528)(111=+= N F Y F X f P A r p 17.1433)(222=+= (5).轴承寿命计算
查表8.8，3/10=ε，1=t f ，则
'6683628)(6010H t H L h P C f n L >==
ε
故满足预期寿命。

7.三个轴装配草图。