单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计

FE 2
410 ~ 480MPa 。
取 S F 1.25, s H 1.0 ；取 Z H 2.5, Z E 189.8 ；
S [ F 2 ]= S
[ F 1 ]=
FE1 F

600 480MPa 1.25 450 360MPa 1.25
700 700 MPa 1 600 600 MPa 1
（1）选选齿轮的材料、精度和确定许用应力： 因传递功率不大，转速不高，小齿轮用 40Cr 调质，齿面硬度 217 ~ 286 HBS ，

H lim 1
650 ~ 750 MPa ， FE1 560 ~ 620 MPa 大齿轮用 45 钢调质，齿面硬度
197 ~ 286 HRC ， H lim 2 550 ~ 620 MPa ，
d
1

mZ
cos
n

1.25 22 30mm cos 2333'
d
2
mZ
cos
n
2

1.25 110 150.11mm cos 2333'
d
齿宽 取
b d 1 0.8 30 24 mm


故应该对大齿轮进行弯曲强度计算。 小齿轮法向模数：
m
n
3
Z
d
2K T 1
2
Y Y
Fa1
1
cos
Sa1 F1
2
3
2 1.2 3.22 10 0.8 22
2
4
0.0089 COS 15 1.18mm
2
由表 4-1 取 mn 1.25mm 。 中心距：
60 1000v 60 1000 1.5 114 .65r / min D 3.14 250
按表 14-8 推荐的传动比合理范围，取 V 带传动比 i1 2 ~ 4 单级圆柱齿轮减速器传动比 i 2 4 ~ 6 ，则从电动机到卷轴筒的总传动 比合理范围为： i 8 ~ 24 。 故电动机转速可选的范围为：
作用在轴上压力：
F
Q
2 z F 0 sin 1 2 3 143.49 sin 2
168.2 856.38 N 。 2
（7）确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图 小带轮基准直径 d1=90mm 采用实心式结构。大带轮基准直径 d2=224mm， 采用腹板式结构，基准图见零件工作图。 2、齿轮设计
额 定 功 率 kW 3
满载 K 转速
HD
A
D
E
F
G
H
L
AB
1420
12
245
160
28
60
8
24
100
380
205
三、计算总传动比及分配各级的传动比：
总传动比： 总
i

n
n
卷筒
1420 12.39 114 .65
分配传动比：取一级斜齿圆柱齿轮的传动比： 则一 V 带的传动比： i0
12.39 2.48 5
15
0
6
n n
P
1
9550000 9550000
1.93 4 3.22 10 N*mm 572.58 1.91 4 15.93 10 N*mm 114 .5
6
P2
2
齿数：取 Z 1 22 ，则 Z 2 5 22 110 齿形系数： Z v1 查 图 11-8
i 5，
1
四、运动参数及动力参数计算： 将传动装置各轴由高速到低速依次定为 1 轴、2 轴、3 轴、4 轴， 01 12 23 34 ——依次为电机与轴 1，轴 1 与轴 2，轴 2 与轴 3，轴 3 与轴 4 之间的传动效 率。 1、 各轴转速：
1 轴： n1
n i
1 1
0

ຫໍສະໝຸດ Baidu
0
d i d
2 0
1
(1 ) 2.48 90 0.98 218.7 。 取
d
2
224mm 。
为带传动的弹性滑动 0.01 ~ 0.02 。
（2）验算带速： V 适。
d 1 n1
60 1000

3.14 90 1420 6.69m / s 25m / s 带速合 60000
计算过程及计算说明
一、传动方案拟定 1．设计题目名称 单级斜齿圆柱齿轮减速器。 2．运动简图
3．工作条件 运输机双班制工作，单向运转，有轻微振动，小批量生产，使用年限 6 年。 4，原始数据 1．输送带牵引力 2．输送带线速度 3．鼓轮直径 二、电动机选择 1、选择电动机的类型： 按工作要求和工况条件，选用三相鼠笼式异步电动机，封闭式结构，电 压为 380V，Y 型。 F=1100 N V=1.5 m/s D=250 mm
1420 572.58r / min 2.48
n 2轴n i
2
572.58 114 .5r / min 5
2
卷筒轴：
n n
3
114 .5r / min
2、各轴输入功率，输出功率： 输入功率： 1 轴：
P
P
P
1

P
P
P
1
d

01

P
1
d


1
2 . 03 0 . 95 1 . 93 kw
(
p
0

P p )K K
c 0

L
3 .6 2 . 93 (1 . 07 0 . 17 ) 0 . 98 1 . 01
取 Z=3 根。 （6）求作用在带轮轴上的压力 FQ ： 查 表 得 q=0.10kg/m ， 故 得 单 根 V 带 的 初 拉 力 ：
F
0

500 Pc 2.5 500 3.6 2 .5 2 2 ( 1) q v ( 1) 0.10 6.69 143.49 N zv 3 6.69 0.98 K
2、计算电机的容量 Pd ：

a
——电机至工作机之间的传动装置的总效率：


0 . 95 0 . 99 0 . 97
a

3
1
2
3
4
5
3

0 . 99

0 . 96
0 . 85
式中：
1 －带传动效率：0.95； 2 －滚子轴承传动效率：0.99 3 －圆柱齿轮的传动效率：0.97； 4 －弹性联轴器的传动效率：0.99 5 —卷筒的传动效率：0.96
2 轴：
2


12

P
P
3

2
3
1 . 93 0 . 99 0 . 97 1 . 91 KW
卷筒轴：
3

2

34


2
4
1 . 91 0 . 99 0 . 99 1 . 87 KW
输出功率： 1 轴： 2 轴：
P P
' 1

p
1
2
1.93 0.99 1.91KW 1.91 0.99 1.89 KW
卷筒轴
1.87
1.85
155.97 154.41
114.5
五、传动零件的设计计算： 1.设计 V 带
（1）确定 V 带型号 kA=1.2 PC=KAP=1.2×3=3.6KW 根据 Pc =3.6KW n0 =1420r/min,选择 A 型 V 带，取 d 1 90mm 。 大 轮 的 基 准 直 径 ：
a
m Z Z 1.25 (22 110 ) 85.4mm
n
2COS
1
2
2 COS15
取 a=90mm。 确定螺旋角： arccos mn 齿轮分度圆直径
( z1 z 2) 2a
1
arccos
1.25 22 110 2333' 2 90
n
d
i n (8 ~ 24) 114.65 917 ~ 2752r / min
符合这一范围的转速有：1000r/min、1500r/min， ；综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比， 可见第 1 种方案比较合适，因此选用电动机型号为 Y100L2-4，其主要参数 如下： 功率 型号 （KW） （r/min） 额定转矩 额定转矩 Y100L2-4 3 1420 2.2 2.2 转速 堵转转矩 最大转矩
22
cos 15
3
24.12, Z v 2
110
得
Y
cos 15
3
122.06
Fa1
2.73,
Y
Fa 2
2.22
。 由 图
11-9
得
Y
Sa1
1.58, Y sa 2 1.81 。
因
Y Y
Fa1

F1
Sa1

2.73 1.58 2.22 1.81 0.0089 Y Fa 2 Y Sa 2 0.0112 ， 480 360 F2
目录
一、传动方案拟定…………………………………………… 二、电动机的选择…………………………………………… 三、计算总传动比及分配各级的传动比…………………… 四、运动参数及动力参数计算……………………………… 五、传动零件的设计计算…………………………………… 六、轴的设计计算…………………………………………… 七、滚动轴承的选择及校核计算…………………………… 八、键联接的选择及计算…………………………………… 九、润滑方式的确定……………………………………… 十、参考资料………………………………………………
（5）求 V 带根数 Z：

P ( p p ) K K
c 0 0
L
今 n1 1420r / min, d 1 90mm, 得：
P
i
0
1.07kw
d
224 2 .5 90(1 0.02)
传动比：
d
1
(1 )
2

P 0 0.17 kw
由 1 168.20 查表得 K 0.98 ，查表得： K L 1.01 ， 由此可得：
n
1
1.93 32.19 N * m 572.58 1.91 159.31N * m 114 .5 1.87 155.97 N * m 114 .5
2 轴输入转矩:
T
2
9550 P 2 9550
n
2
卷筒轴输入转矩： T 4 9550 P3 9550
n
3
输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率 0.99。 运动和动力参数计算结果如下 表：
2
(d 2 d 1) L0 2 a 0 2 ( d 1 d 2 ) 4 a0
2
取 Ld 1800mm 。 计算实际中心距：
a a0
L L
d
0
2
600
1800 1700 650mm 。 2
（4）验算小带轮包角 ：
180 d 2
a d1 57.3 180 224 90 57.3 168.20 120 合适。 650
轴名 功率 P （KW） 转矩 T （N*m） 输入 电动机 轴 1轴 1.93 1.91 32.19 31.87 输出 2.03 输入 输出 13.65
转速 （r/min） 1420
传动比
效率
5
0.95
572.58 2.48 0.96
2轴
1.91
1.89
159.31 157.72
114.5 1.00 0.98
FE 2 F

[ H 1 ]= H lim 1
S
H
[ H 2 ]= H lim 2
S
H
(2)按轮齿弯曲强度设计计算 齿轮精度用 8 级，取载荷系数 K=1.2， ，齿宽系数 d 0.8 ， 小齿轮上的转矩： T 1 9.55 10 大齿轮上的转矩： T 1 9.55 10 初选螺旋角
' 2
p
2
2
卷筒轴： P
' 3

p
3
2
1 . 87 0 . 99 1 . 85 KW
3 各轴输入转矩，输出转矩： 电动机的输出转矩： T d 9550 P d 9550
n
0
2.03 13.65 N * m 1420
1 轴输入转矩： T 1 9550 P1 9550
（3）确定 V 带基准长度 Ld 和中心距 a 0 ： 根据： 0.7 (d 1 d 2) a0 2 (d 1 d 2) 可得 a 0 应在 219.8 ~ 628mm 之间，初选中心距 a 0 =600mm 带长：
(224 90) 1700mm 2 600 (224 90) 2 4 600
已知运输带的速度 v=0.95m/s：
P
d

P
w
kw
a
Pw
1000 Fv
Fv kw 1000 w
所以：
P
d

a
1100 1.5 2.03kw w 1000 0.85 0.96
从表 22-1 中可选额定功率为 3kw 的电动机。 3、确定电机转速： 卷筒的转速为： n