二级展开式圆柱齿轮减速器-机械课程设计(DOC)

目录一课程设计书 3 二设计要求3三设计步骤41. 传动装置总体设计方案 42. 电动机的选择 53. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 64. 计算传动装置的运动和动力参数 65. 设计V带和带轮 66. 齿轮的设计 87. 滚动轴承和传动轴的设计 118. 键联接设计 129. 箱体结构的设计 1210.润滑密封设计 1511.联轴器设计 1612.轴和轴承的校核17 四设计小结21 五参考资料21一. 课程设计书设计课题:工作条件1.允许速度误差为±5%；2.滚筒效率η=0.95（包括滚筒轴承效率）3.连续单向运转，载荷较平稳，空载启动4.两班制，使用年限10年，4年一次大修；5.室内,灰尘较大，环境最高温度35℃左右；6.在一般中小机械厂制造,小批量生产。

原始参数题1.手工绘制的减速器装配草图一张（Α。

）2.计算机绘制的减速器装配图1张（Α。

）3.以小组为单位，计算机绘制部分非标准零件工作图4．计算机编写的设计计算说明书1份。

三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计1.传动装置总体设计方案:1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2. 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。

3. 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：图一:(传动装置总体设计图)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）。

传动装置的总效率a ηη＝0.96×0.99×0.98×0.98×0.98×0.99×0.98×0.95=0.812.电动机的选择电动机所需工作功率为： P ＝P /η＝4.5×1.2／0.81＝6.6kW, 执行机构的曲柄转速为n ＝D π60v1000⨯=64r/min经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比i ＝2～4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i ＝3～5，i 3=3～5则总传动比合理范围为i ＝18～100，电动机转速的可选范围为n ＝i ×n ＝（18～100）×64＝1152～6400r/min 。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为Y132S2—2的三相异步电动机，额定功率为7.5 满载转速=m n 2900 r/min .3.确定传动装置的总传动比和分配传动比（1） 总传动比由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n ，可得传动装置总传动比为a i ＝n /n ＝2900/64＝45.5方案 电动机型号额定功率 P ed kw电动机转速minr电动机重量 N参考价格 元传动装置的传动比同步转速 满载转速 总传动比V 带传动减速器 1Y132S2—27.53000 2900 70035045.52.65, 3.5中心高外型尺寸 L ×（AC/2+AD ）×HD底脚安装尺寸A ×B 地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D ×E 装键部位尺寸F ×GD132475× 345× 315216 ×1401238× 8010 ×41（2） 分配传动装置传动比a i ＝1i ×2i ×3i式中21,i i ,3i 分别为带传动和减速器的传动比。

初步取1i ＝2.6，2i ＝5，则3i ＝3.54.计算传动装置的运动和动力参数（1） 各轴转速I n ＝1/i n m ＝2900/2.6＝1115.38r/min Ⅱn ＝2/　Ⅰi n ＝1115.38/5＝223.08r/min Ⅲn ＝ Ⅱn / 3i ＝223.08/3.5=63.74 r/min （2） 各轴输入功率ⅠP ＝d p ×1η＝6.6×0.96＝6.336kWⅡP ＝Ⅰp ×η2×3η＝6.336×0.99×0.98＝6.147kW ⅢP ＝ⅡP ×η2×3η＝6.147×0.98×0.95＝5.9kW（3）各轴输入转矩ⅠT ＝d T =955011n P =54.24 N ．mⅡT ＝d T =955022n P =263 N ．m ⅢT ＝d T =955033n P =884 N ．m5.设计Ｖ带和带轮⑴ 确定计算功率查课本得：2.1=A K92.76.62.1=⨯=⨯=P k P A c ,式中为工作情况系数， p 为传递的额定功率,既电机的额定功率. ⑵ 选择带型号根据92.7=c P ，2.1=A k ,选用带型为A 型带． ⑶ 选取带轮基准直径21,d d d d查课本139P 表11-8得小带轮基准直径mm d d 1001=，则大带轮基准直径mm d n n d d 2601212=⋅=,式中ξ为带传动的滑动率，通常取（1%～2%），查课本140P 表11-8后取mm d d 2652=。

⑷ 验算带速v s m n d V md /2.151000601=⨯=π 在5～25m/s 范围内，Ｖ带充分发挥。

⑸ 确定中心距a 和带的基准长度由于,所以初步选取中心距5000=a所以带长'd L =6.15864)()(220220121=-+++a d d d d a d d d d πmm .查课本表11-1选取基准长度mm L d 1600=得实际中心距mm L L a a dd 5.50620=-+='取mm a 500=⑹ 验算小带轮包角1α161180180121=⨯--=παa d d d d ，包角合适。

⑺ 确定v 带根数z因mm d d 1001=，带速s m v /2.15=，传动比6.21=i , 查课本得34.0.05.200=∆=p p .L K =0.12.K ∂=0.9579.312.095.0)34.005.2(92.7)(00=⨯⨯+=⨯∆+=l c k k p p p Z α故选Z=4根带。

⑻ 计算预紧力0F单根普通Ｖ带张紧后的初拉力为N qv k zv P F ca 4.1292.151.0)195.05.2(2.15450092.7)15.2(500220=⨯+-⨯⨯=+-⨯=α ⑼ 计算作用在轴上的压轴力p FN F z F p 3.10202sin210=⨯=α6.齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算１．齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮（1） 齿轮材料及热处理① 材料：高速级小齿轮选用45#钢调质，齿面硬度为小齿轮 230HBS 取小齿齿数1Z =20大齿轮选用45#钢正火，齿面硬度为大齿轮190HBS Z 2=i ×Z 1=5×20=100 ② 齿轮精度按GB/T10095－1998，选择8级，２．初步设计齿轮传动的主要尺寸齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1.1,应用公式得: [H σ]1=SH 1lim σ=560/1.1=509.1MPa[H σ]2=SH 2lim σ=540/1.1=490.9 MPa许用接触应力T=95.5×105×11/n P =95.5×105×6.336/1115.38=54249.5N.m3.设计计算取[H σ]=[H σ]2=490.9MPa φ=0.4 μ=52130)][335()1(H d uT K u a σφ⨯+≥ =（5+1）mm 140)9.490335(54.05.542491.123=⨯⨯⨯②计算模数nt m =mm z z a33.2221=+ 取m=2.5 重新确定中心距a=mm mz z 1502)(21=+ ③计算齿宽bb=a d ⨯φ=60mm 故b 2=60 取b 1=66 计算分度圆d 1=mz 1=50mm d 2=mz=250mm 计算齿顶分度圆和齿根分度圆a a h d d 2+= f f h d d 2-=551=a d 2552=a d 75.431=f d 75.2432=f d验算齿根弯曲疲劳强度201=z 1002=z 由图13-13得93.21=f Y 25.22=f Y1bb σ= 6.7221211=Z bm Y T F <[1bb σ] 1bb σ=Γ5512=F F Y Y <[2bb σ] 验算圆周速度υ=⨯=10006011　n d πυ 2.9m/s 8级精度合格小齿轮转矩 T=95.5×105×11/n P =263N.m3.设计计算取[H σ]=[H σ]2=490.9MPa φ=0.4 μ=3.52130)][335()1(H d uT K u a σφ⨯+≥ =（3.5+1）mm 7.199)9.490335(5.34.026300023=⨯⨯1Z =30 (推荐值20-40μ) 2Z =1Z ×=30×3.5=105②计算模数nt m =mm z z a95.2221=+ 取m=3 重新确定中心距a=mm mz z 5.2022)(21=+ ③计算齿宽bb=a d ⨯φ=81mm 故b 2=81 取b 1=90 计算分度圆d 1=mz 1=90mm d 2=mz=315mm 计算齿顶分度圆和齿根分度圆a a h d d 2+= f f h d d 2-=961=a d 3212=a d 5.821=f d 5.3072=f d验算齿根弯曲疲劳强度301=z 1052=z 由图13-13得6.21=f Y 25.22=f Y1bb σ= 27.3121211=Z bm Y T F <[1bb σ] 1bb σ=Γ06.2712=F F Y Y <[2bb σ] 验算圆周速度υ=⨯=10006011　n d πυ 1.05m/s 8级精度合格低速级大齿轮如上图：V 带齿轮各设计参数附表1.各传动比V 带 高速级齿轮 低速级齿轮 2.653.52. 各轴转速n(r/min) (r/min) (r/min) 1115.38223.0863.743. 各轴输入功率 P（kw ） （kw ） （kw ） 6.3366.1475.94. 各轴输入转矩 T(kN·m)(kN ·m)(kN·m)54.242638847.传动轴承和传动轴的设计1. 传动轴承的设计 初步确定轴的最小直径求输出轴上的功率P 1，转速1n ，转矩13TP 1=6.336KW 1n =1115.38r/min 1T =54.24N ．mГ=27.3111W T N ．m62.193=≥nPd 1d =1.03×19.62=20.2086 查表得s d =22 同理得：2d =35 3d =40由手册p66得 第一根轴的轴承6306 d=30 B=19 D=72 第二根轴的轴承6307 d=35 B=21 D=80第三根轴的轴承6311 d=55 B=29 D=120档油环△=8～12 δ=2～3初步确定中间轴的长度1b =60 4b =90 B =21档油环d =12△t=15 l=9L=△t+1b +4b +2B+2档油环d +l=240根据中间轴确定主动轴和从动轴的长度1.主动轴的确定①2b =60 B =19 档油环d =12 △t=109 l=104 δ=8 ②带轮的确定s d =22 h d =（1.8～2s d =42 查表11-3得H=8.7 δ=6d=100L1=（1.5～2）s d =36主动轴的初步长度L=2B+2档油环d +l+δ+△δ+2b + L1=335 2.从动轴的确定3b =81 B =29 档油环d =12 △t=46 l=83 δ=9d=265L1=（1.5～2）s d =67从动轴的初步长度L=2B+2档油环d +l+δ+△δ+3b + L1=3688.键的设计和计算①选择键联接的类型和尺寸一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求，应用平键. 根据 d 2=40 d 3=63查p53表4-1取： 键宽 b 2=12 h 2=8 2L =36 b 3=18 h 3=11 3L =70 对于连接带轮和联轴器的带轮应用C 型键 根据 d=22 d=40查p53表4-1取： 键宽b=8 h=7 L=32 b=12 h=8 L=639.箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用67is H 配合.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。