二级同轴式圆柱齿轮减速器课程设计说明书

机械设计说明书

设计人：白涛

学号：2008071602

指导老师：杨恩霞

目录

设计任务书 (3)

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 (12)

滚动轴承的选择及计算 (17)

键联接的选择及校核计算 (19)

连轴器的选择 (19)

减速器附件的选择 (20)

润滑与密封 (21)

设计小结 (21)

参考资料目录 (21)

机械设计课程设计任务书

题目：设计一用于螺旋输送机驱动装置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、两班制工作运送、单向旋转

三． 原始数

螺旋轴转矩T （N ·m ）：430 螺旋轴转速n （r/min ）：120 螺旋输送机效率（％）：0.92 使用年限（年）：10 工作制度（小时/班）：8 检修间隔（年）：2

四． 设计内容

1.

电动机的选择与运动参数计算； 2. 斜齿轮传动设计计算 3. 轴的设计

4. 滚动轴承的选择

5. 键和连轴器的选择与校核；

6. 装配图、零件图的绘制

7. 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． 设计说明书的编写

（一）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：减速器的轴向尺寸较大，中间轴较长，刚度较差，当两个大齿轮侵油深度较深时，高速轴齿轮的承载能力不能充分发挥。常用于输入轴和输出轴同轴线的场合。

（二）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P w =Tn /9550，其中n=120r/min ，T=430N ·m ，

得P w ＝5.4kW

2） 电动机的输出功率 Pd ＝Pw/η

η＝42

34221

ηηηη＝0.904

4321，η，η，ηη分别为联轴器，滚动轴承，齿轮传动及螺旋输送机的效率。

由表2-3选取92.097.099.099.04321====，η，η，ηη 计算得η=0.815， 则pd=6.63KW

3．电动机转速的选择

螺旋轴的转速n w =120r /min ，按表2-2推荐的合理范围，二级圆柱齿轮减速器的传动比i=8~40。所以，电动机转速范围n d =i ×n w =（960~4800）r /min 初选为同步转速为1500r/min 的电动机

4．电动机型号的确定

由表14－5查出电动机型号为Y132M-4,其额定功率为7.5kW ，满载转速1440r/min,基本符效率87，功率因数0.85，额定转矩7.0，质量81Kg ，合题目所需的要求。

（三）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n d 和工作机主动轴转速n w 可确定传动装置应有的总传动比为： i ＝n d /n w =12

2．合理分配各级传动比

由于减速箱是同轴式布置，所以i 1＝i 2。 因为i ＝12，i 1=i 2=3.5

速度偏差为0.5%<5%，所以可行。

3.计算传动装置各轴的运动和动力参数。

A .各轴转速：n 1=n d =1440r /min ，n 2=n 1/i 1=411.4r /min

B .各轴输入功率：p 1=p d ×η1=6.6×0.99=6.5KW P 2=p 1η2η3=6.27KW

C.各轴输出转矩：电动机轴的输出转矩T d =9550000p d /n d =43969.8N ·m T 1=T d η1=43530.1N ·m

T 2=9550000p 2/n 2=145.548N ·m

（四）传动件设计计算 A ：高速速级斜齿圆柱齿轮传动设计

1．选精度等级、材料及齿数

1） 材料及热处理；

由表7-1选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS ，大齿轮材料为ZG35CrMo （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z 1＝20，大齿轮齿数z 2＝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 即

d 1≥[]3

2

1·2⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛+H E

H d t Z Z u u T K σ

εφα 1） 确定公式内的各计算数值 （1） 试选Kt ＝1.6 （2） 由图7－12选取区域系数ZH ＝2.433 （3） 由表7－5选取尺宽系数φd ＝1 （4） 由图7－15查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，则εα＝εα1＋εα2＝1.62 （5） 材料的弹性影响系数ZE ＝189.8Mpa （6） 由图7－18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＝60n 1jL h ＝60×1440×1×10×16×300＝4.15×10^9

N2＝11.85×10^8

（8） 由图7-19查得接触疲劳寿命系数Z N1＝1.02；Z N2＝1.12 （9） 计算接触疲劳许用应力

取安全系数S H ＝1，由式（7－18）得

[σH ]1＝1.02×600MPa ＝612MPa [σH ]2＝1.12×550MPa ＝616MPa

2） 计算 （1） 试算小齿轮分度圆直径d 1t

d 1t ≥[]3

2

11·2⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛+H E

H d t Z Z u u T K σ

εφα =3

2

6128.189433.2.53.54·62.11435301.62⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯=39.92

（2） 计算圆周速度

v=

10006021⨯n d t π=1000

601440.939⨯⨯⨯π=3.0m/s

（3） 计算纵向重合度εβ

εβ=β

εβtan 318.01z =0.318×1×tan14。

=1.59