级展开式斜齿圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计计算说明书设计题目：二级展开式圆柱齿轮减速器设计者：专业：车辆工程指导教师：2009 年 6 月 14 日减速器设计说明书设计参数：1、运输带工作拉力: 1.9F kN =；2、运输带工作速度: 1.45/v m s = (5%)±；3、滚筒直径：260D mm =；4、滚筒工作效率：0.96W η=；5、工作寿命：8年单班制工作，所以，8300819200H h =⨯⨯=；6、工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动。

传动装置设计：一、传动方案：展开式二级圆柱齿轮减速器。

二、选择电机：1、类型：Y 系列三相异步电动机；2、型号：工作机所需输入功率： 2.871000W W FvP kW η==;电机所需功率：1233.15WWd P P P kW ηηηη===;其中，W η为滚筒工作效率，0.96 1η为高速级联轴器效率，0.98 2η为两级圆柱齿轮减速器效率，0.953η为高速级联轴器效率，0.98电机转速n 选：1500/min r ；所以查表选电机型号为：Y112M-4 电机参数： 额定功率：m p =4Kw满载转速：m n ＝1440/minr电机轴直径：0.0090.00428mm m d +-=三、 传动比分配：12144013.5106.5m w n i i i n ====总 （601000106.5/min w vn r Dπ⨯⨯==） 其中：1i 为高速级传动比，2i 为低速级传动比，且12(1.3~1.5)i i =，取121.5i i =，则有：124.5,3i i ==；四、传动装置的运动和动力参数1、电机轴： 3.15m d P P kW ==；1440/min m n r = ；3.159550955020.891440m m m P T N m n ===； 2、高速轴：1 3.087m P P kW η==联；11440/min m n n r == ；111 3.0879550955020.4731440P T N m n ===； 3、中间轴：21 3.01P P kW ηη==承齿；211/1440/4.5320/min n n i r === ；222 3.019550955089.83320P T N m n ===； 4、低速轴：32 2.935P P kW ηη==承齿；322/320/3106.7/min n n i r === ；333 2.93595509550262.7106.7P T N m n ===； 5、工作轴：3 2.876o P P kW η==联；3106.7/min o n n r == ；2.87695509550257.4106.7o o o P T N m n ===； 传动零件设计：一、齿轮设计（课本p175）高速级（斜齿轮）：设计参数：11121 3.087;20.473;1440/min;320/min;4.5;19200P kW T N m n r n r i h======寿命t1、选材：大齿轮：40Cr ，调质处理，硬度300HBS ； 小齿轮：40Cr ，表面淬火，硬度40~50HRC 。

2、确定许用应力： 1）许用接触应力：[]lim H bH HL HK S σσ＝而：222lim 11720/(174820)/836/H b HRC N mm N mm N mm σ=+=⨯+=222lim 2269/(230069)/669/H b HBS N mm N mm N mm σ=+=⨯+= 因为lim 2lim 1H b H b σσ<，所以，只需考虑[]2H σ。

对于调质处理的齿轮， 1.1H S =。

822606032019200 3.6910H N n t h ==⨯⨯=⨯；查表（HBS 为300）有循环基数70 2.510H N =⨯，故，02H H N N <，所以，1HL K =。

[]2lim 2669608/1.1H b H HL HK N mm S σσ==2＝2）许用弯应力：[]lim F bF Fc FLFK K S σσ＝查表有：2lim 1600/F b N mm σ=2lim 2 1.8 1.8300540/F b HBS N mm σ==⨯=取2F S =，单向传动取1Fc K =，因为，8603.6910410FV H F N N N ==⨯>=⨯ 所以取1FL K =，则有：[]2lim 1600300/2F b F Fc FL FK K N mm S σσ==1＝[]2lim 2540270/2F b F Fc FL FK K N mm S σσ==2＝3）齿轮的工作转矩：111 3.0879550955020.4731440P T N m n === 4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径：1d d K =其中，d K =（钢制斜齿轮），11, 1.17, 4.5d K i βψ===。

131.35d d K mm === 所以，取 1141,20,2n d mm z m mm ===，则有12114190d b d mm z z i ψ====1111222cos ()12.7()112.752cos 184.5cos n nn m z d m a z z mm m zd mmβββ-==︒=+=== 5）验算接触应力：H H E Z Z Z εσ= 其中，取1.76cos 1.72;0.78;H Z Z εβ====12111, 1.88 3.2()cos 1.64a K z z εεβ⎡⎤==-+=⎢⎥⎣⎦E Z = 而，齿轮圆周速度为：114114403.09/601000601000d n v m s ππ⨯⨯===⨯⨯故， 1.12HV K =（7级精度），所以，最终有，[]222354.65/608/H H N mm N mm σσ=<= 6）验算弯曲应力：1212V F Fd nT K K Y d m βσψ=其中，112220, 4.1590, 3.75F F z Y z Y ====（x=0）[][]21122230072.23/4.1527072/3.75F F F F N mm Y N mm Y σσ====[][]1212F F F F Y Y σσ>，所以应验算大齿轮的弯曲应力[]122222212220473 1.17 1.123.7559.8/4112V F F F d nT K K Y N mm d m βσσψ⨯⨯⨯===<⨯⨯低速级（直齿轮）：设计参数：11122 3.01;89.83;320/min;106.7/min;3;19200P kW T N m n r n r i h======寿命t1、选材：大齿轮：40Cr ，调质处理，硬度300HBS ； 小齿轮：40Cr ，表面淬火，硬度40~50HRC 。

2、确定许用应力： 1）许用接触应力：[]lim H bH HL HK S σσ＝而：222lim 11720/(174820)/836/H b HRC N mm N mm N mm σ=+=⨯+=222lim 2269/(230069)/669/H b HBS N mm N mm N mm σ=+=⨯+= 因为lim 2lim 1H b H b σσ<，所以，只需考虑[]2H σ。

对于调质处理的齿轮， 1.1H S =。

8226060106.719200 1.2310H N n t h ==⨯⨯=⨯；查表（HBS 为300）有循环基数70 2.510H N =⨯，故，02H H N N <，所以，1HL K =。

[]2lim 2669608/1.1H b H HL HK N mm S σσ==2＝2）许用弯应力：[]lim F bF Fc FL FK K S σσ＝查表有：2lim 1600/F b N mm σ=2lim 2 1.8 1.8300540/F b HBS N mm σ==⨯=取2F S =，单向传动取1Fc K =，因为，8601.2310410FV H F N N N ==⨯>=⨯所以取1FL K =，则有：[]2lim 1600300/2F b F Fc FL FK K N mm S σσ==1＝[]2lim 2540270/2F b F Fc FL FK K N mm S σσ==2＝3）齿轮的工作转矩：111 3.019550955089.83320P T N m n === 4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径：1d d K =其中，d K =（钢制直齿轮），20.8, 1.13,3d K i βψ===。

164.7d d K mm ===所以，取 1170,28, 2.5d mm z m mm ===，则有121212225684()1402210d b d mm z z i ma z z mm d mz mmψ=====+=== 5）验算接触应力：H H E Z Z Z εσ= 其中，取1.76,1H Z Z ε==（直齿轮），E Z = 而，齿轮圆周速度为：11703201.17/601000601000d n v m s ππ⨯⨯===⨯⨯故， 1.1HV K =（7级精度），所以，最终有，[]222496.84/608/H H N mm N mm σσ=<=6）验算弯曲应力：1212V F Fd nT K K Y d m βσψ=其中，112228, 3.984, 3.75F F z Y z Y ====（x=0）[][]21122230076.9/3.927072/3.75F F F F N mm Y N mm Y σσ====[][]1212F F F F Y Y σσ>，所以应验算大齿轮的弯曲应力[]122222212289830 1.13 1.13.7585.45/700.8 2.5V F F F d nT K K Y N mm d m βσσψ⨯⨯⨯===<⨯⨯高速级：20.89T N m =，电机轴直径：28D mm =，所以，选择 4()YL 钢制；低速级：262.7T N m =所以，选择 9()YL 钢制；三、初算轴径 d =45号钢，调质处理） 高速轴：min 10713.89d mm ≥=，（外伸轴，C=107），根据联轴器参数选择 min 22d mm =；中间轴：min 11825d mm ≥=，（非外伸轴，C=118），具体值在画图时确定；低速轴：min 10732.3d mm ≥=，（外伸轴，C=107），根据联轴器参数选择 min 42d mm =。