二级圆柱齿轮减速器机械设计课程设计说明书

机械设计课程设计说明书

设计题目二级圆柱齿轮减速器

完成日期年月日

设计任务书

题目：连续单向运转，工作时有轻微振动，空载启动，使用期限为8年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为5%。所选参数如下：

运输带工作拉力F = 2200 Nm

运输带工作速度v = 1.45 m/s

卷筒直径D= 280 mm

方案的草图如下：

1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速机；4—链传动；5、带式运输机

η1，链传动的效率;

η2，轴承的效率;

η3，齿轮传动效率;

η4，联轴器的传动效率;

η5，鼓轮上的传动效率。

一、传动方案的拟定

根据要求电机与减速器间选用联轴器传动，减速器与工作机间选用链传动，减速器为二级圆柱斜齿齿轮减速器。方案草图如上。

二、电动机的选择

1、电机类型和结构型式。

根据电源及工作机工作条件，工作平稳，单向运转，单班制工作，选用Y系列三相笼型异步电动机。

2、电机容量卷筒所需功率

传动装置的总效率η=η

1η

2

3η

3

2η

4

2η

5

取链带的效率η

1

=0.92

轴承的效率η

2

=0.98

圆柱齿轮的传动效率η

3

=0.97

联轴器的效率η

4

=0.99

卷筒上的传动效率η

5

=0.96

总效率η=0.92×0.983×0.972×0.992×0.96=0.767 卷筒所需功率P =Fv/1000=2200×1.45/1000=3.19kw 电动机的输出功率

P

ed =P

W

/η=3.19/0.767=4.16 Kw

3、电动机额定功率 P

ed

由已有的标准的电机可知，选择的电机的额定功率 P

ed

=5.5Kw

4、电动机的转速

工作机卷筒转速n = =60×1000×1.45/（3.14×280）=98.96r/min

链传动比范围1.5-2，单级圆柱齿轮传动比范围是2-5，则电动机转速可选范围574-4948

按工作要求和工作条件选用Y系列同步转速为1500r/min 的三相笼型异步电动机

具体规格如下：

三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算

1、计算传动装置总传动比和分配各级传动比 1)传动装置总传动比

由电动机的满载转速n m 和工作机主动轴转速n w 可确定传动装置应有的总传动比为i=

w

m

n n =1440/98.96=14.55 2）分配各级传动比

取链带传动的传动比为3i =1.5；

为满足相近的浸油条件，高速齿轮传动比为1i =1.32i ； 所以由i= i 1 i 2i 3取1i =3.55 2i =2.73

2、计算传动装置的运动和动力参数 1)各轴转速

n I = 满n =1440r/min ;

n Ⅱ = n I / 1i =1440/3.55=405.6r/min ; n Ⅲ = n Ⅱ/2i =405.6/2.73=148.6r/min ; 2)各轴输入功率

P I = P ο×η4×η2×η3=5.5×0.99×0.98×0.97=5.18 Kw ; P Ⅱ = P I ×η2×η3=5.18×0.98×0.97=4.92Kw ; P Ⅲ = P Ⅱ×η2×η3=4.92×0.98×0.97=4.68 Kw ; 3)各轴输入转矩 T 1= 9550 P

I

/ n I =9550×5.18/1440=34.4N •m ;

T 2=9550 P Ⅱ/ n Ⅱ =9550×4.92/405.6=115.8N •m ; T 3 =9550 P Ⅲ/ n Ⅲ =9550×4.68/148.6=300.8N •m ;

四、齿轮设计

一级齿轮的设计

1、选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数

（1）、按设计题目传动方案，选用一级斜齿轮，二级斜齿圆柱齿轮传动。 （2）、运输机为一般工作机，速度不高，故选用8级精度（GB10095-88）。 （3）、材料选择。

由表10—1选择小齿轮材料为40Gr ，并经调质处理，齿面硬度为260HBS 。大齿轮选45钢，调质处理235HBS

（4）、选取齿轮螺旋角，初步选定螺旋角β=14°

（5）、选取小齿轮齿数Z 1=24，大齿轮齿数Z 2=3.55X24=85.2，取Z 2=86 2、按齿面接触强度设计

由设计公式（10—9a ）进行试算，即：

3

2

11)(12H

E H t Z Z d T K d σμμεφα••±•••≥

（1）、确定公式内的各个计算参数值 1）、试选载荷系数

3

.1=t K

2）、计算小齿轮传递的转矩 mm N T •⨯=411044.3 3）、由表10—7选取齿宽系数

1=d φ

4）、由表10—6查得材料的弹性影响系数2

1

8.189a E MP Z =，由图10—30选取区域系数433.2=H Z

5)、由图10—21d 按齿面硬度查得小、大齿轮的解除疲劳强度极限分别为

a MP H MPa H 450,5002lim 1lim ==σσ 6）、由式10—13计算应力循环次数

9111066.1)830081(114406060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N 8

1

11067.455

.3⨯==

N N