二级减速器设计说明书

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：指导教师：年月日一、传动方案拟定 (2)二、电动机的选择 (2)三、计算总传动比及分配各级的传动比 (3)四、运动参数及动力参数计算 (3)五、传动零件的设计计算 (4)六、轴的设计计算 (11)七、滚动轴承的选择及校核计算 (13)八、键联接的选择及校核计算 (15)1、运输带工作拉力:F=2.7KN2、运输带工作速度:V=1.6m/s3、滚筒直径：D=450mm ；4、工作寿命：10年，2班制，大修期3年， 所以，；H=2×8×10×3005、工作条件：载荷平稳，空载启动，室内工作，有粉尘；。

一、展开式二级圆柱齿轮减速器。

二、选择电机：1、类型：Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机；2、型号：工作机所需输入功率：Pw =FV/1000ηKW=2700×1.6/1000×0.95=4.55KW电机所需功率：P0=P/η1=4.55/0.890=5.11KW ， 其中，Η为电动机轴至卷筒轴的传动装置总效率η1 电机转速n 选：1500/min r ；所以查表选电机型号为：Y132s-4 电机参数： 额定功率：5.5 Kw满载转速：m n ＝1440/min r电机轴直径：0.0090.00428mm m d+-=三、 传动比分配：传动装置总传动比i= m n / w n （min /94.67100060r Dvn w =⨯⨯=π）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214.1i i =，则有：89.3,446.521==i i ;四、传动装置的运动和动力参数1、电机轴： kw p p d m 11.5==；1440/m i n m n r = ；m N n p T m m m .89.33144011.595509550===； 2、高速轴：kW p p m 008.51==联η;11440/m i n m n n r == ；m N n P T .21.331440008.595509550111===; 3、中间轴：kW p p 833.412==齿承ηη;m i n /4.264446.51440112r i nn ===;m N n p T .57.1744.264833.495509550222===; 4、低速轴：kW p p 665.423==齿承ηηm i n /97.6789.3/4.264223r i n n ===;m N n p T .45.65597.67665.495509550333===; 5、工作轴：kW p p 55.430==联η;m i n /97.6730r n n ==;m N n p T .29.63997.6755.495509550000===;将以上算得的运动的动力参数列表如下：一、齿轮设计（课本p147）高速级设计参数：ht i r n r n m N T kW p 48000;446.5min;/4.264min;/1440;.21.33;008.512111======寿命 1、选材：大齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度40~50HBS ； 小齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度40~50 HBS 。

2、按齿面接触强度设计[]3211)(12H E H d t t Z Z ii T K d σφ+∙≥(1)确定公式内的各项参数值1)试选载荷系数 3.1=t K1) 小齿轮的工作转矩：mm N m N n P T .10321.3.21.331440008.5955095504111⨯====2)MPaHRC Z MPa Z d HLim HLim H E 95045,5.220,8.189109,9.0129210=====-=-σσαφ劳极限查得大小齿轮的接触疲故取材料的弹性影响系数由表得齿宽系数由表3)计算应力循环次数91110147.4)1030082(14406060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==h L n N 89210615.7446.510147.4⨯=⨯=N4) 由图9-35查表的接触疲劳寿命系数0.121==n n Z Z 5) 计算接触疲劳许用应力取安全系数0.1=H S[]2111/9500.10.1950mm N Z S N HHLimb H =⨯==σσ[]222lim 2/950mm N Z S N Hb h H ==σσ;(2) 计算齿轮参数1) 求小齿轮分度圆直径t d 1,代入[]H σ中较小的值mm d t 48.30)9508.1895.2(446.5446.69.01021.333.123231=⨯∙∙⨯⨯⨯≥2) 圆周速度s m n d v t /30.2100060144048.3014.310006011=⨯⨯⨯=⨯=π3) 计算齿宽mm d d b t 43.2748.309.01=⨯=∙=φ4) mm z dm t t 524.12048.3011===mm m h t 429.3524.125.225.2=⨯==9.8429.348.30/==h b5) 计算载荷系数根据v=2.30m/s,8级精度,由图9-31得动载荷系数1.1=v K直齿轮,假设m N b F K t A /100/≤,由表9-8查得2.1==Fa H a K K由表9-7查得使用系数1=A K ,由表9-9查得26.1=βH K ,由表9-32 查得22.1=βF K ,故载荷系数66.126.12.11.11=⨯⨯⨯==βαH V A K K K K K6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,mm K K d d t t 333.1/66.148.30/3311===7) 计算模数mmm z d m 65.120/33/11===3.按齿根抗弯强度设计[]3211)(2FSaFa d Y Y z KT m σφ≥ (1) 确定公式内的各项参数数值1) 查图9-39得大小齿轮的疲劳极限：221/650mm N FLim b FLim b ==σσ;2) 由图9-38查得抗弯疲劳寿命系数: 0.121==N N Y Y ;3) 取抗弯疲劳安全系数4.1=F S ，所以:[][]2221121/29.4644.10.1650mm N Y S Y S N FFLimb N FFLimb F F =⨯====σσσσ4) 计算载荷系数61.122.12.11.11=⨯⨯⨯==βF a v A K K K K K5)查取应力校正系数.由表9-11可查得8.21=Fa Y ,插值求得177.22=Fa Y 6)查取应力校正系数.由表9-11可查得55.11=Sa Y ,插值求得797.12=Sa Y 7)计算大,小齿轮的[]F SaFa Y Y σ并加以比较[]0093.029.46455.18.2111=⨯=F Sa Fa Y Y σ[]0082.029.464797.1117.2222=⨯=F Sa Fa Y Y σ小齿轮的数值大. (2)设计计算[]4.10093.0209.010321.361.12)(23243211=⨯⨯⨯⨯⨯=≥FSa Fa d Y Y z KT m σφ0 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m 略大于由齿根弯疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m 的大小取决于抗弯强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由抗弯强度算得的模数 1.40,并就近圆为标准值mm m 5.1=,按接触强度算得的分度直径mm d 00.331=,由 225.100.3311===m d z 12022446.512=⨯==iz z 4. 几何尺寸计算 1)计算分度圆直径mm m z d 4422211=⨯==, mm m z d 240212022=⨯== 2)计算中心距mm d d a 1422/)24044(2/)(21=+=+= 3)计算齿轮宽度mm d b d 7.29339.01=⨯==φ圆整,取mm b mm b 30,2512== 5.验算N d T F t 73.20123310321.322411=⨯⨯==mm N mm N b F K t A /100/77.677.2973.20121≤=⨯=,合格低速级：设计参数：ht i r n r n m N T kW p 48000;89.3min;/97.67min;/4.264;.57.174;833.423222======寿命1、选材：大齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度40~50HBS ； 小齿轮：45，调质处理表面淬火，硬度40~50 HBS 。

2、按齿面接触强度设计[]3211)(12H E H d t t Z Z ii T K d σφ+∙≥(1)确定公式内的各项参数值1)试选载荷系数 3.1=t K1) 小齿轮的工作转矩：m N n p T .57.1744.264833.495509550222=== 2)MPaHRC Z MPa Z d HLim HLim H E 95045,5.220,8.189109,9.0129210=====-=-σσαφ劳极限查得大小齿轮的接触疲故取材料的弹性影响系数由表得齿宽系数由表3)计算应力循环次数83110615.7)1030082(4.2646060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==h L n N 88210958.189.310615.7⨯=⨯=N4) 由图9-35查表的接触疲劳寿命系数15.121==n n Z Z 5) 计算接触疲劳许用应力取安全系数0.1=H S[]2111/5.109215.10.1950mm N Z S N HHLimb H =⨯==σσ[]222l i m 2/5.1092mm N Z S N Hb h H ==σσ;(3) 计算齿轮参数1) 求小齿轮分度圆直径t d 1,代入[]H σ中较小的值mm d t 27.49)5.10928.1895.2(89.389.49.01057.1743.123231=⨯∙∙⨯⨯⨯≥2) 圆周速度s m n d v t /682.01000604.26427.4914.310006011=⨯⨯⨯=⨯=π3) 计算齿宽mm d d b t 34.4427.499.01=⨯=∙=φ4) mm z dm t t 464.22027.4911===mm m h t 544.5464.225.225.2=⨯==8544.534.44/==h b5) 计算载荷系数根据v=0.682m/s,8级精度,由图9-31得动载荷系数05.1=v K直齿轮,假设m N b F K t A /100/≥,由表9-8查得2.1==Fa H a K K由表9-7查得使用系数1=A K ,由表9-9查得26.1=βH K ,由表9-32 查得22.1=βF K ,故载荷系数59.126.12.105.11=⨯⨯⨯==βαH V A K K K K K6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,mm K K d d t t 533.1/59.127.49/3311===7) 计算模数mmm z d m 65.220/53/11===3.按齿根抗弯强度设计[]3211)(2F SaFa d Y Y z KT m σφ≥ (1) 确定公式内的各项参数数值1) 查图9-39得大小齿轮的疲劳极限：221/650mm N FLim b FLim b ==σσ;2) 由图9-38查得抗弯疲劳寿命系数: 0.121==N N Y Y ; 3) 取抗弯疲劳安全系数4.1=F S ，所以:[][]2221121/29.4644.10.1650mm N Y S Y S N FFLimb N FFLimb F F =⨯====σσσσ4) 计算载荷系数54.122.12.105.11=⨯⨯⨯==βF a v A K K K K K5)查取应力校正系数.由表9-11可查得8.21=Fa Y ,插值求得177.22=Fa Y 6)查取应力校正系数.由表9-11可查得55.11=Sa Y ,插值求得797.12=Sa Y 7)计算大,小齿轮的[]F SaFa Y Y σ并加以比较[]0093.029.46455.18.2111=⨯=F Sa Fa Y Y σ[]0082.029.464797.1117.2222=⨯=F Sa Fa Y Y σ小齿轮的数值大. (2)设计计算[]4.20093.0209.01057.17454.12)(23233211=⨯⨯⨯⨯⨯=≥F Sa Fa d Y Y z KT m σφ0 对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m 略大于由齿根弯疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m 的大小取决于抗弯强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取由抗弯强度算得的模数 2.40,并就近圆整为标准值mm m 5.2=,按接触强度算得的分度直径mm d 00.531=,由 225.200.5311===m d z 862289.312=⨯==iz z 4. 几何尺寸计算 1)计算分度圆直径mm m z d 555.22211=⨯==, mm m z d 2155.28622=⨯== 2)计算中心距mm d d a 1352/)21555(2/)(21=+=+=3)计算齿轮宽度mm d b d 7.47539.01=⨯==φ 圆整,取mm b mm b 50,4512== 5.验算N d T F t 55.6587531057.17422311=⨯⨯==mm N mm N b F K t A /100/1.1387.4755.65871≥=⨯=,合格二、初算轴径3nPA d =（轴的材料均用45号钢，调质处理） 高速轴：mm d 21.161440008.51073min =⨯≥，（外伸轴，A=107），根据联轴器参数选择 mm d 22min =；中间轴：mm d 314.264833.41183min =⨯≥，（非外伸轴，A=118），具体值在画图时确定；低速轴：mm d 82.4394.67665.41073min =≥，（外伸轴，A=107），根据联轴器参数选择 mm d 47min =。