二级同轴式圆柱齿轮减速器设计说明书

目 录

设计任务书……………………………………………………1 传动方案的拟定及说明………………………………………4 电动机的选择…………………………………………………4 计算传动装置的运动和动力参数……………………………5 传动件的设计计算……………………………………………5 轴的设计计算…………………………………………………8 滚动轴承的选择及计算………………………………………14 键联接的选择及校核计算……………………………………16 连轴器的选择…………………………………………………16 减速器附件的选择……………………………………………17 润滑与密封……………………………………………………18 设计小结………………………………………………………18 参考资料目录…………………………………………………18

机械设计课程设计任务书

题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器

一． 总体布置简图

1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—鼓轮；6—联轴器

二． 工作情况：

载荷平稳、单向旋转

三． 原始数据

鼓轮的扭矩T（N·m）：850 鼓轮的直径D（mm）：350 运输带速度V（m/s）：0.7 带速允许偏差（％）：5 使用年限（年）：5 工作制度（班/日）：2

四． 设计内容

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

电动机的选择与运动参数计算； 斜齿轮传动设计计算 轴的设计

滚动轴承的选择

键和连轴器的选择与校核； 装配图、零件图的绘制 设计计算说明书的编写

五． 设计任务

1． 减速器总装配图一张 2． 齿轮、轴零件图各一张 3． 设计说明书一份

六． 设计进度

1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算 2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计

3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写

传动方案的拟定及说明

由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。

本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。

电动机的选择

1．电动机类型和结构的选择

因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y（IP44）系列的电动机。

2．电动机容量的选择

1） 工作机所需功率Pw

Pw＝3.4kW

2） 电动机的输出功率 Pd＝Pw/η η＝η联η3轴承2’η齿η联η轴承＝0.904

Pd＝3.76kW

3．电动机转速的选择

nd＝（i1’·i2’…in’）nw

初选为同步转速为1000r/min的电动机

4．电动机型号的确定

由表20－1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW，满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求。

计算传动装置的运动和动力参数

传动装置的总传动比及其分配

1．计算总传动比

由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为： i＝nm/nw nw＝38.4

i＝25.14

2．合理分配各级传动比

由于减速箱是同轴式布置，所以i1＝i2。 因为i＝25.14，取i＝25，i1=i2=5 速度偏差为0.5%<5%，所以可行。

各轴转速、输入功率、输入转矩

项 目 转速（r/min） 功率（kW） 转矩（N·m） 传动比 效率

电动机轴 960 4 39.8 1 1 高速轴I 960 3.96 39.4 1 0.99 中间轴II 192 3.84 191 5 0.97 低速轴III 38.4 3.72 925.2 5 0.97 鼓 轮 38.4 3.57 888.4 1 0.97 传动件设计计算

1．选精度等级、材料及齿数

1） 材料及热处理；

选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。 2） 精度等级选用7级精度；

3） 试选小齿轮齿数z1＝20，大齿轮齿数z2＝100的； 4） 选取螺旋角。初选螺旋角β＝14°

2．按齿面接触强度设计

因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 按式（10—21）试算，即

2KtTu?1?ZHZE?dt≥·φdεαu?σH???3??? ?21） 确定公式内的各计算数值 （1） 试选Kt＝1.6 （2） 由图10－30选取区域系数ZH＝2.433 （3） 由表10－7选取尺宽系数φd＝1 （4） 由图10－26查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，则εα＝εα1＋εα2＝1.62 （5） 由表10－6查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa （6） 由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa；大齿轮

的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa； （7） 由式10－13计算应力循环次数

N1＝60n1jLh＝60×192×1×（2×8×300×5）＝3.32×10e8

N2＝N1/5＝6.64×107

（8） 由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝0.98 （9） 计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式（10－12）得 [σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa [σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa [σH]＝[σH]1＋[σH]2/2＝554.5MPa

由于Fa1?FdB?294.6?1115?1409.6N?FdA， 所以轴向力为FaA?1115N，FaB?294.6N 4） 当量载荷

FaAFaB由于?1.32?e，?0.34?e，

FrAFrB所以XA?0.4，YA?1.5，XB?1，YB?0。

由于为一般载荷，所以载荷系数为fp?1.2，故当量载荷为

PA?fp(XAFrA?YAFaA)?2317.87NPB?fp(XBFrB?YBFaB)?1011N

5） 轴承寿命的校核

106Cr?Lh?()?56.1?107h?24000h

60n1PA

键连接的选择及校核计算

代号 直径 （mm） 25 40 40 工作长度 （mm） 35 68 58 工作高度 （mm） 3.5 4 4 转矩 极限应力 （N·m） （MPa） 39.8 39.8 191 26.0 7.32 41.2 高8×7×60（单头） 速12×8×80（单头） 轴 中12×8×70（单头） 间轴 低20×12×80（单头） 速18×11×110（单头） 轴 75 60 60 107 6 5.5 925.2 925.2 68.5 52.4 由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为[?p]?110MPa，所以上述键皆安全。

连轴器的选择

由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。

一、高速轴用联轴器的设计计算

由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为KA?1.5， 计算转矩为Tca?KAT1?1.5?39.8?59.7N?m

所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4（GB4323-84），但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用TL5（GB4323-84） 其主要参数如下： 材料HT200

公称转矩Tn?125N?m

轴孔直径d1?38mm，d2?25mm

轴孔长L?82mm，L1?60mm 装配尺寸A?45mm 半联轴器厚b?38mm

（[1]P163表17-3）（GB4323-84）

二、第二个联轴器的设计计算

由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为KA?1.5， 计算转矩为Tca?KAT3?1.5?925.2?1387.8N?m 所以选用弹性柱销联轴器TL10（GB4323-84） 其主要参数如下： 材料HT200

公称转矩Tn?2000N?m 轴孔直径d1?d2?63mm 轴孔长L?142mm，L1?107mm 装配尺寸A?80mm 半联轴器厚b?58mm

（[1]P163表17-3）（GB4323-84）

减速器附件的选择

通气器

由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18×1.5 油面指示器

选用游标尺M16 起吊装置

采用箱盖吊耳、箱座吊耳 放油螺塞

选用外六角油塞及垫片M16×1.5

润滑与密封

一、齿轮的润滑

采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。

二、滚动轴承的润滑

由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。

三、润滑油的选择

齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。

四、密封方法的选取

选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。 密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。

设计小结

由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。

参考资料目录

[1]《机械设计课程设计》，高等教育出版社，王昆，何小柏，汪信远主编，1995年12月第一版；

[2]《机械设计（第七版）》，高等教育出版社，濮良贵，纪名刚主编，2001年7月第七版； [3]《简明机械设计手册》，同济大学出版社，洪钟德主编，2002年5月第一版； [4]《减速器选用手册》，化学工业出版社，周明衡主编，2002年6月第一版； [5]《工程机械构造图册》，机械工业出版社，刘希平主编 [6]《机械制图（第四版）》，高等教育出版社，刘朝儒，彭福荫，高治一编，2001年8月第四版；

[7]《互换性与技术测量（第四版）》，中国计量出版社，廖念钊，古莹庵，莫雨松，李硕根，杨兴骏编，2001年1月第四版。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q42h.html