展开式二级斜齿圆柱减速器论文

09级汽车专业课程设计目录一、设计目的 (1)二、设计步骤 (2)2.1传动装置总体方案设计 (2)2.2电动机的选择 (3)2.3确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 (4)2.4传动装置的运动和动力设计 (4)2.5普通V带及带轮的设计 (5)2.6齿轮传动的设计 (7)2.7减速器轴及轴承和键的设计 (15)2.8润滑和密封的设计 (32)2.9箱体的设计 (32)三、设计心得体会 (35)四、参考文献…………………………………………………………………………………………………………………3 51一. 设计目的1.1 设计题目：展开式斜齿圆柱齿轮减速器1.2 设计要求：运输带工作拉力（F） 3000N工作环境室内（环境最高温度35度）运输带工作速度 1.4m/s卷筒直径（D） 400mm工作情况两班制，连续单向转动，载荷较为平稳运输带速度允许误差正负5%使用期限 8年二. 设计步骤2.1传动装置总体方案设计组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

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。

确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。

其传动方案如下：初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。

选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。

209级汽车专业课程设计3图1—1 传动装置总体设计图（1—电动机 2—传动带 3—减速器 4—联轴器 5—滚筒 6—传送带）2.2电动机选择2.2.1电动机类型和结构的选择：选择Y 系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。

2.2.2电动机容量选择： 电动机所需工作功率为P d =Pw η∑式中：P w —工作机的有效功率(单位Kw);η∑ —从电动机到工作机输送带间的总效率。

P w =FV/1000η∑由电动机至运输带的传动总效率η∑为η∑=1η× 2η4×3η2×4η×5η（1η为V 带的传动效率，2η为轴承的效率，3η为齿轮传动的效率，4η为联轴器的效率，5η为滚筒的效率）由参考文献[1] 表9-1取：1η=0.96 2η=0.99 3η=0.97 4η= 0.99 5η= 0.96 η∑=0.96×0.994×0.972×0.99×0.96=0.8246 所以电机所需的工作功率： Pd = FV/1000η总=3000×1.4/824.6 =5.093(kw)2.2.3确定电动机转速n d =i ∑′n w ，i ∑′=i 1′×i 2′×i 3′式中：n w —工作机主动轴转速，对带式运输机n w =60×1000vπd,单位r/min,V 为输送带的线速度，单位m/s ；d 为卷筒的直径，单位mm;4i ∑′—传动装置总传动比的合理范围;i 1′、i 2′、i 3′分别为齿轮减速器高低级及v 带传动的合理传动比范围。

根据参考文献[3]表2.1得v 带传动的合理传动比范围为2~4，二级展开式圆柱斜齿轮减速器的合理传动比范围为8~40。

所以n d =i ∑′n w=（16~160）×60×1000×1.43.1415×400,=1069.5~10695.2 r/min经查参考文献[3]表14.1及综合考虑选取电动机如下： 电动机型号额定功率/kw满载转速 /(r/mim)起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S —45.514402.22.22.3确定传动装置总传动比及分配各级的传动比总传动比由电动机满载转n m 速和工作机主动轴转速n w 确定， 即i ∑=n m n w≈ 144066.845 =21.54i ∑=i 1×i 2×i 3式中i 1、i 2、i 3分别为高速级和低速级的传动比及V 带传动比 根据传动装置传动比分配原则进行分配：因为普通V 带传动和齿轮减速器组成时，带传动比不宜过大 所以，选取i 3=2.5i 1i 2=i ∑i 3=21.54/2.5=8.616采取参考文献[3]推荐的范围 i 1=(1.3~1.5)i 2 取 i 1=1.4i 2 ， 则 i 1=3.47 ，i 2=2.482.4传动装置的运动和动力设计2.4.1各轴的转速I 轴 n ＝n m /i 3＝1440/2.5＝576r/min II 轴 Ⅱn ＝1/　Ⅰi n ＝576/3.47＝165.99r/min III 轴 Ⅲn ＝Ⅱn /2i ＝ 165.99/2.48=66.93 r/min09级汽车专业课程设计5卷筒轴 Ⅳn =Ⅲn =66.93 r/min 2.4.2各轴的输入功率I 轴 ⅠP ＝d p 1η＝5.093×0.96＝4.89kWII 轴 ⅡP ＝Ⅰp η23η＝4.89×0.99×0.97＝4.69kW III 轴 ⅢP ＝ⅡP η23η＝4.69×0.99×0.97＝4.50kW 卷筒轴 ⅣP ＝ⅢP η2 η4=4.50×0.99×0.99＝4.41kW 2.4.3各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩T d 为d T =9.55×106md n P =9.55× 5.093Kw1440r/min ×106=3.37×104 N ·mm 所以:I 轴 ⅠT ＝d T 1ηi 3 =3.37×0.96×2.5×104 =8.088×104 N ·mmII 轴 ⅡT ＝ⅠT 1i 1η2η=8.088×3.47×0.96×0.99×104 =2.667×105 N ·mm III 轴 ⅢT ＝ⅡT 2i 2η3η=2.667×2.48×0.99×0.97×105 =6.35×105 N ·mm 卷筒轴ⅣT =ⅢT 3η4η=6.35×0.97×0.99×105 =6.10×105 N ·mm 2.4.4运动和动力参数结果汇总如下表轴名功率 P/Kw转矩 T/（N ·mm ） 转速 n/(r/min) 电机轴 5.09 3.37×104 1440 I 轴 4.89 8.088×104 576 II 轴 4.69 2.667×105 165.99 III 轴 4.50 6.35×105 66.93 卷筒轴 4.416.10×10566.932.5普通V 带及带轮的设计2.5.1确定计算功率P ca =K A P式中：P ca —计算功率，单位Kw ； K A —工作情况系数；P —电动机的额定功率。

根据参考文献[1]表8—7查得工作情况系数K A=1.1 ，故P ca=K A P=1.1×5.09=5.599 Kw；2.5.2选择V带的带型根据计算功率P ca和小带轮转速n w,从参考文献[1]图8—11选取A带型根据参考文献[1]表8—6和表8—8，取小带轮的基准直径d d1=90mm。

2.5.3验算带速：v=πd d1n m60×1000=6.78m/s因为5m/s<v<30m/s,故带速合适。

2.5.4计算大带轮的基准直径d d2。

d d2=i3d d1=2.5×90=225mm根据参考文献[1]表8—8圆整为 d d2=224mm。

2.5.6确定V带的中心距a和基准长度L d初定中心距为a0，则有0.7（d d1+ d d2）≤a0≤ 2（d d1+ d d2）即 219.8mm≤a0≤628mm，取a0=500mm。

L d0≈2a0+π2（d d1+ d d2）+(d d2−d d1)24 a0=2×500+π2(90+224)+(224−90)24×500≈1502mm根据参考文献[1]表8—2选带的基准长度L d=1400mm。

2.5.7计算实际中心距aa≈a0+L d−L d02 = (500 - 1502−14002)mm = 449mm根据参考文献[1]公式8—24a min=a-0.015L d，a max= a + 0.03L d得中心距的变动范围为 428~491mm。

2.5.8验算小带轮上的包角α1α1=180°−（d d2−d d1）57.3°a= 162.9°≥90°2.5.9计算带的根数z计算单根V带的额定功率P r。

由d d1=90mm和n m=1440 r/min ,查参考文献[1]表8—4a得609级汽车专业课程设计7P 0=1.064Kw 。

根据n m =1440 r/min ，i 3=2.5和A 带型，查参考文献[1]表8—4b 得∆P 0=0.17Kw查参考文献[1]表8—5得包角修正系数K α=0.956 查教参考文献[1]表8—2得V 带的长度系数K L =0.96P r =(P 0+∆P 0)×K α×K L=(1.064 + 0.17) ×0.956×0.96 Kw=1.13Kw 计算V 带的根数zz = P caP r= 5.5991.13 = 4.95 , 取z =5。

.2.5.10计算单根V 带的初拉力的最小值（F 0）min 由表8—3得A 型带的单位长度质量q=0.1 kg/m ,所以（F 0）min = 500 （2.5−K α）P caK αzv+ q v 2=500×(2.5−0.956)×5.5990.956×5×6.78+ 0.1×6.782 ≈138N应使实际的初拉力F 0>（F 0）min 2.5.11计算压轴力F p 压轴力的最小值为（F p ）min（F p ）min=2z （F 0）min sinα12=2×5×138×sin162.9°2≈1364.7N2.6齿轮传动的设计2.6.1高速级齿轮设计⑴.选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级 根据参考文献[1]表10—1选取齿轮材料：小齿轮材料为45C r ，调质处理，硬度为280HBS ，硬齿面大齿轮材料为45钢，调质后表面淬火处理，硬度为240HBS ，软齿面 根据参考文献[8]表2·3—1，齿轮精度初选8级小齿轮齿数Z 1=24，大齿轮齿数Z 2=Z 1×i 1=24×3.47=83.28，取Z 2=85； 初选螺旋角 β=14°。