二级减速器课程设计完整版

at2 arccos[z2 cost /(z2 2han cos )] arccos[103cos 20.562 /(103 21 cos14 )] 23.223
a
[z1(
tanat1- tant' )
z2 (
tan
a
2
-
tan
' t
)]/2
[24( tan 29.974 - tan 20.562 ) 103( tan 23.223 - tan 20.562 )]/2 1.655
计算及说明
结果
4. 减速器齿轮传动的设计计算
高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算
1、初选精度等级、材料及齿数
(1) 材料及热处理：选择小齿轮材料 40Cr（调质），齿面硬度 280HBS，大齿
轮材料为 45 钢（调质），齿面硬度 240HBS。
(2) 齿轮精度：7 级 (3) 初选小齿轮齿数 z1=24, 大齿轮齿数 z2=103 (4) 初选螺旋角β=14°
20
(5) 压力角α=20°
2、按齿面接触疲劳强度设计
(1).由《机械设计.(高等教育出版社 第九版)》式（10-24）试算小齿轮分
度圆直径，即
d1t
3
2K HtT1 d
•
u
u
1
•
Z
H
ZE
Z
H
Z
2
确定公式中的各参数值。
试选载荷系数 KHt=。 由式（10-23）可得螺旋角系数 Zβ。
2.4884kW
计算及说明 选择电动机容量时应保证电动机的额定功率 Pm 等于或大于工作机所需的电 动机动率 Pr。因工作时存在轻微冲击，电动机额定功率 Pm 要大于 Pr。由《机械 设计课程设计（西安交通大学出版社）》表 3—2 所列 Y 系列三相异步电动机技术 数据中可以确定，满足选 Pm≥Pr 条件的电动机额定功率 Pm 应取为 3kW。
H lim2 550MPa 由式（10-15）计算应力循环次数：
N1 60n1 jLh 6014401 (28 30012) 4.977 109
N2 N1 / u 4.977 109 / (103 / 24) 1.160 109
由式（10-21）计算接触疲劳强度用重合度系数 Z
t arctan(tann / cos ) arctan(tan 20 / cos14 ） 20.562
at1 arccos[z1 cost /(z1 2han cos )] arccos[24 cos 20.562 /(24 21 cos14 )] 29.974
i01 i34 1
因此，两级圆柱齿轮减速器的总传动比
i
i i01i34
14.13
为便于两级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当两级齿轮的配对材料相同、齿
面硬度 HBS≤350,、齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高
速级传动比
i12 1.3i 1.328.26 4.286
低速级传动比
由《机械设计课程设计（西安交通大学出版社）》表 3—2 可以查得电动机数
据如下表：
方案 电动机型号
1
Y100L-2
2
Y100L2-4
额定功率（kw） 3 3
满载转速(r/min) 2880 1440
总传动比
电动机 Y100L2-4
型
3
Y132S-6
3
960
通过对以上方案比较可以看出：
电动机转
方案 1 选用的电动机转速最高、尺寸最小、重量最低、价格最低，总传动比
i23
i i12
14.13 4.286
3.297
传动系统各传动比分别为
i12 4.286 i23 3.297
i01 1 i12 4.286 i23 3.297 i34 1
传动系统的运动和动力参数计算
取电动机轴为 0 轴，减速器高速轴为 1 轴、中速轴为 2 轴、低速轴 3 轴，带 式输送机滚筒轴为 4 轴。各轴的转速如下
n0 nm 1440r / min
n1
n0 i01
1440 1
1440r
/
min
n2
n1 i12
1440 4.286
336r
/ min
计算及说明
结果
n3
n2 i23
336 3.297
102r
/
min
n4
n3 i34
102 1
102r
/
min
计算出各轴的输入功率
P0 Pr 2.4884kW
表 3—1）；
ηg——闭式圆柱齿轮传动效率，ηg=（同上）； ηb——滚动轴承（一对球轴承），ηb=（同上）； ηcy——输送机滚筒效率，ηcy =（同上）。 估算传动装置的总效率
011223344
式中 01 c 0.99
传动总效 率 η=
12 bg 0.99 0.98 0.9702
Pr=
工作条件
二班制，空载起动，有轻微冲击，连续单向运转，大修期三年；三相交流电源， 电压为 380/220V。
2. 传动系统方案的拟定
带式输送机传动系统方案如下图所示：
结果
带式输送机由电动机驱动。电动机 1 通过联轴器 2 将动力传入两级齿轮减速 计算及说明
器 3，再经联轴器 4 将动力传至输送机滚筒 5 带动输送带 6 工作。传动系统中采 用两级展开式圆柱齿轮减速器，高速级为斜齿圆柱齿轮传动，低速级为直齿圆柱 齿轮传动，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀。 展开式减速器结构简单，但齿轮相对于轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚 度。
dz1 tan / 1 24 tan14 / 1.905
计算及说明
结果
z
4- 3
(1-
)
4-1.655 (1-1.905) 1.905 0.666
3
1.655
计算接触疲劳许用应力 H
z 0.666
由图 10-25d 查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为 H lim1 600MPa 和
3. 电动机的选择
选择电动机的结构和类型
按设计要求及工作条件，选用 Y 系列三相异步电动机，卧式封闭结构，电压 380V。
选择电动机的容量 根据已知条件计算，工作机所需要的有效功率 Pw=
Fv 900 2.4 Pw 1000 1000 2.16kW
设：η4w——输送机滚筒轴至输送带间的传动效率； ηc——联轴器效率，ηc=（见《机械设计课程设计（西安交通大学出版社）》
运动和动力参数的计算结果如下表格所示:
轴号
电动机
两级圆柱齿轮减速器
工作机
0轴
1轴
2轴
3轴
4轴
转速 n(r/min)
1440
1440
336
102
102
功率 P（Kw）
转矩 T（N•m）
两轴联接、传动件 联轴器
来自百度文库
齿轮
齿轮
联轴器
传动比 i
1
1
传动效率η （注：除了电动机轴的转矩为输出转矩外，其余各轴的转矩为输入转矩。）
为使传动装置结构紧凑，选用方案 2 比较合理。Y100L2-4 型三相异步电动机的
额定功率 Pm=3kw，满载转速 nm=1440r/min。由《机械设计课程设计（西安交通大 学出版社）》表 3—3 电动机的安装及外型尺寸（单位 mm）如下：
A BC
D
E F G H K AB AC AD HD BB L
23 bg 0.99 0.98 0.9702
34 bc 0.99 0.99 0.9801
结果
4w bcy 0.99 0.96 0.9504
传动系统效率
011223344 0.990.97020.97020.98010.9504 0.8680
工作机所需要电动机功率
Pr
Pw
2.16 0.8680
P1 P001 2.4884 0.99 2.4635kW
P2 P112 2.4635 0.9702 2.3901kW
P3 P223 2.3901 0.9702 2.3189kW
P4 P334 2.3189 0.9801 2.2728kW
计算出各轴的输入转矩
T0
9550 P0 n0
目录
1. 设计任务 .............................. 错误!未定义书签。 2. 传动系统方案的拟定 .................... 错误!未定义书签。 3. 电动机的选择 .......................... 错误!未定义书签。 选择电动机的结构和类型 ...................... 错误!未定义书签。 传动比的分配............................... 错误!未定义书签。 传动系统的运动和动力参数计算 ................. 错误!未定义书签。 4. 减速器齿轮传动的设计计算 .............. 错误!未定义书签。 高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算 .............. 错误!未定义书签。 低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算 .............. 错误!未定义书签。 5. 减速器轴及轴承装置的设计 .............. 错误!未定义书签。 轴的设计 .................................. 错误!未定义书签。 键的选择与校核 ............................. 错误!未定义书签。 轴承的的选择与寿命校核 ...................... 错误!未定义书签。 6. 箱体的设计 ............................ 错误!未定义书签。 箱体附件 .................................. 错误!未定义书签。 铸件减速器机体结构尺寸计算表 ................. 错误!未定义书签。 7. 润滑和密封 ............................ 错误!未定义书签。 润滑方式选择............................... 错误!未定义书签。 密封方式选择............................... 错误!未定义书签。 参考资料目录 ............................. 错误!未定义书签。
160 140 63
28+
60 8 24 100 12 205 205 180 245 170 380
结果
计算及说明
查得电动机电动机基本参数如下：
中心高 H 100mm，
轴伸出部分用于装联轴器轴端的直径
D
28(0.009 0.004
)
mm
，
轴伸出部分长度 E 60mm 。
传动比的分配
带式输送机传动系统的总传动比 i= 由传动系统方案可知
9550 2.4884 1440
16.50N
m
T1 T0i0101 16.501 0.99 16.34N m
T2 T1i1212 16.34 4.286 0.9702 67.95N m
T3 T2i2323 67.95 3.297 0.9702 217.36N m
T4 T3i3434 217.361 0.9801 213.03N m
速
为。但总传动比最大，传动系统（减速器）尺寸大，成本提高。方案 2 选用的电 nm=1440
动机转速中等、质量较轻、价格较低，总传动比为。传动系统（减速器）尺寸适 r/min
中。方案 3 选用的电动机转速最低、质量最重、价格高，总传动比为。对于展开 总传动比
式两级减速器（i=8~60）综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素， i=
计算及说明
结果
1. 设计任务
设计任务
设计带式输送机的传动系统，工作时有轻微冲击，输送带允许速度误差±4%，二 班制，使用期限 12 年（每年工作日 300 天），连续单向运转，大修期三年，小批 量生产。
原始数据 滚筒圆周力： F 900N 输送带带速： v 2.4(4%)m / s
滚筒直径： 450mm
Z cos cos14 0.985 计算小齿轮传递的转矩：
T1
9.55106 P1 n1
9.55106 2.4635 1440
1.634104 N
mm
由图 10-20 查取区域系数 ZH 2.433 。
由表 10-7 选取齿宽系数d 1。
由表 10-5 查得材料的弹性影响系数 ZE 189.8MPa1/2 。
确定电动机转速
Pm=3kW
由已知条件计算滚筒工作转速
nw
v d
2.4 60 3.14 450103
101.91r
/ min
传动系统总传动比 i nm nw
由《机械设计（高等教育出版社）》表 18—1 查得，展开式两级圆柱齿轮减
速器推荐传动比范围为 i=8~60，故电动机转速的可选范围为
nm inw (8 ~ 60) 101.91 815.28 ~ 6114.6r / min