二级展开式圆柱齿轮减速器
二级展开式圆柱齿轮减速器
优缺点分析
原始数据：F=1257N D=0.28m V=0.84m/s
➢ 二级展开式圆柱齿轮 优点：传动比一般为8~40，
用于平行轴之间的传动，结构简 单，加工和维修都比较方便，效 率高，成本低，应用广泛。并且 高速级和低速级均用斜齿轮，冲 击、振动和噪声较小，重合度大， 结构紧凑，传动较平稳，适用于 高速传动。工作可靠，寿命长。
普通平键的配合分为松联接、正常联接和紧密联接三种 形式。松联接时，键在轴上及轮毂中均能滑动；正常联接时， 键在轴上及轮毂上均固定，用于载荷不大的场合；紧密联接比 上一种配合更紧，主要用于载荷较大，载荷具有冲击性，以及 双向传递转矩的场合。
键的主要尺寸是键宽b和键高h，其中键宽b为基本尺寸， b的大小根据轴径而定，h的大小随即确定，键长根据轴和毂的 长度定。
说实话，整个过程是艰难的但也是美好的。自己熬夜画过图，为了一个零
机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器-目录课程设计书2二设计要求2三设计步骤21. 传动装置总体设计方案32. 电动机的选择43. 确定传动装置的总传动比和分配传动比54. 计算传动装置的运动和动力参数55. 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198. 键联接设计269. 箱体结构的设计2710. 润滑密封设计3011.联轴器设计30四设计小结31五参考资料32机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器一. 课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器•运输机连续单向运转，载荷变化不大，空载起动，卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失)，减速器小批量生产，使用期限8年(300天/年)，两班制工作，运输容许速度误差为5%,车间有三相交流，电压380/220V表二. 设计要求1•减速器装配图一张(A1) o2. CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)3. 设计说明书一份。
三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器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=0.96 X Q.983X Q.952 X0.97 X0.96 = 0.759 ; 1为V带的效率,n2为轴承的效率,3为第一对齿轮的效率，4为联轴器的效率,5为卷筒轴滑动轴承的效率（因是薄壁防护罩，采用开式效率计算2.电动机的选择电动机所需工作功率为：P = P、/ n = 1900 X1.3/1000 3.25kW,执行机构的曲柄转速为n = =82.76r/mi n ,I经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比「=2〜4 ,I ）。
二级展开式圆柱齿轮减速器设计
二级展开式圆柱齿轮减速器设计
在设计二级展开式圆柱齿轮减速器时，我们需要确定以下几个关键参数：模数、齿数、齿轮间的模数比、齿轮的材料选择和几何形状的设计。
首先，我们需要确定传动比。
传动比是驱动齿轮的齿数与被驱动齿轮
的齿数之比。
根据实际需求，我们可以选择合适的传动比来满足输出轴的
速度和扭矩要求。
其次，要确定齿轮的几何参数，如模数和齿数。
模数是齿轮的基本参数，它表示齿轮的齿数与直径的比值。
根据传动比和输出轴的要求，可以
计算出每个齿轮的模数和齿数。
然后，要选择适当的齿轮材料。
齿轮材料需要具备足够的强度和耐磨性，以承受传递的扭矩和高速运动时的磨损。
常见的齿轮材料有钢、合金
钢和铸铁等。
根据实际情况和经济考虑，选择合适的齿轮材料。
接下来，要进行齿轮的几何形状设计。
齿轮的几何形状包括齿轮的齿
廓和齿形。
齿轮的齿廓可以选择直齿、斜齿或弧齿等。
直齿齿轮是最常见
的齿轮形式，其齿廓为直线，适用于一般传动要求。
而斜齿和弧齿齿轮可
以改善齿轮传动的平稳性和静音性能。
最后，要进行齿轮的强度计算和优化设计。
齿轮的强度计算涉及齿轮
的载荷、转矩和弯曲应力等参数。
通过合理的齿数、齿廓和材料选择，可
以满足齿轮的强度要求。
总的来说，二级展开式圆柱齿轮减速器的设计需要考虑传动比、模数、齿数、齿轮材料和几何形状等参数。
通过合理的设计和优化，可以实现减
速器的有效传动和良好的性能。
设计过程需要进行强度计算和优化，以确
保减速器的可靠性和寿命。
二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书
设计计算及说明主要结果1 引言（1）运输带工作拉力：NF1900=；（2）运输带工作速度：smv/4.1=(5%)±；（3）滚筒直径：mmD300=；（4）工作寿命：10年单班制工作；（5）工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动。
2 传动装置设计2.1 传动方案展开式二级圆柱齿轮减速器，如图1所示。
图1 减速器传动方案展开式二级圆柱齿轮减速器传动路线如下：采用二级圆柱齿轮设计，其效率高，工作耐久，且维修简便。
高，低速级均采用直齿齿轮，传动较平稳，动载荷也较小，可以胜任工作要求。
但其齿轮相对于支承位置不对称，当轴产生弯扭变形时，载荷在齿宽上分布不均匀，因此在设计时应将轴设计的具有较大的刚度。
同时由于减速传动，使输出端扭矩较大，在选择轴和轴承的时候要特别注意。
电动机联轴器减速器联轴器带式运输取a aa a功率kw P 79.23= 转速min /175.893r n = 转矩mm N T ⋅=29916034.1.2 初步确定轴的最小直径mm mm n P A d 29.35175.8979.211233330min =⨯== 输出轴的最小直径是安装联轴器处的直径。
选取轴的材料为45钢调质处理。
为使所选轴的直径1d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
联轴器计算转矩3T K T A ca =由文献[1]表14-1，考虑到转矩变化很小，取3.1=A Kmm N mm N T K T A ca ⋅=⋅⨯==3889082991603.13转矩 ca T 应小于联轴器公称转矩，选用LT7型弹性套柱销联轴器，其 mm N ⋅⨯310988.388，半联轴器孔径mm d 401= ，故取mm d 401= ，半联轴器长度mm L 112= ，半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 841=。
4.1.3 轴的结构设计（1）拟定方案如下图所示（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度mm d 29.35min =mmN T ca ⋅=388908LT7转矩 ca T 应小于联轴器公称转矩，选用LT3型弹性套柱销联轴器，其 mm N ⋅⨯31065.26，半联轴器孔径mm d 161= ，故取mm d 161= ，半联轴器长度mm L 42= ，半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 301=。
二级展开式圆柱齿轮减速器零件作用
二级展开式圆柱齿轮减速器的主要零件包括蜗杆、蜗轮、箱体、轴承和齿轮。
这些零件在减速器中各自发挥着不同的作用。
蜗杆：这是一种齿轮，它的齿状像蜗牛的触角，主要用来传递扭矩。
蜗轮：与蜗杆配合使用的齿轮，它的形状与蜗杆相反，通常用于减速。
箱体：这是减速器的底座，内部有足够的空间来容纳所有的齿轮和轴承，并且有一定的精度要求，以确保各个零件的正常运行。
轴承：轴承是用来支撑旋转轴的，减速器中的轴承主要是用来支撑蜗杆和输出轴，并保证其旋转的平稳性。
齿轮：这是减速器中最主要的零件之一，包括蜗杆齿轮和输入输出齿轮。
蜗杆齿轮主要负责传递扭矩，而输入输出齿轮则用来实现动力向外部设备的传递。
具体来说，二级展开式圆柱齿轮减速器的作用如下：
1. 减速：通过多级展开，可以降低转速并增大扭矩，这有助于提高机械的工作效率。
2. 变速：通过改变传动比，可以实现不同速度的输出，以满足不同工作需求。
3. 动力传递：作为动力传输的重要部件，减速器可以将发动机产生的动力传递给其他设备，如工业机械、交通工具等。
4. 减缓冲击：由于其结构特点，减速器可以一定程度上减缓机械运行中的冲击，提高机械的稳定性和寿命。
5. 优化运动：通过合理的减速设计，可以优化机械的运动方式，使其更加高效、平稳。
总的来说，二级展开式圆柱齿轮减速器在各种机械系统中起着至关重要的作用，它通过其核心零件的协作和共同作用，提高了机械的工作效率，优化了机械的运动方式，并延长了机械的使用寿命。
二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书
二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书一、课程设计书设计一个螺旋输送机传动装置，用普通V带传动和圆柱齿轮传动组成减速器。
输送物料为粉状或碎粒物料，运送方向不变。
工作时载荷基本稳定，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），大修期四年，小批量生产。
题号输送机主轴功率Pw/KW 输送机主轴转速n（r/min）7 4.2 115二、设计要求一A0装配图零件图3-4不少于30页设计计算说明书三、设计步骤计算及说明计算结果1.传动装置总体设计方案:（1）传动方案：传动方案如图1-1所示，外传动为V带传动，减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。
123图1-1 传动装置总体设计图(2)方案优缺点：展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，故要求周有较大的刚度。
该工作机属于小功率，载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅减低了成本。
图5-1 腹板式带轮图5-2 轮辐式带轮图5-3 轮槽6.齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算20=α22352132212][08.1163621674.058.101.2106734.168.122FdSaFaFFMPazmYYYTKσφσε<=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==齿根弯曲疲劳强度满足要求。
7.传动轴的设计和轴承的选用（一）低速轴的设计图7-1低速轴的结构方案图7-2 二级直齿轮减速器【1】初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。
根据《机械设计》表15-3，取120=A，于是得49.4208.11511.51203333min=⨯==npAd计算及说明计算结果【3】求轴上的载荷 （1）求作用在齿轮的力N N d T F t 26.44491904226802223=⨯==N F F n t r 40.161920tan 26.4449tan =︒⨯==α（2）首先根据轴的结构图（图7-3）做出轴的计算简图（图7-4）。
机械设计课程设计二级展开式直齿圆柱齿轮减速器(全套图纸三维)
（1）. 传动 装置总传动 比 （2）. 分配 传动装置各 传动比
由[1]327 页中表 8-184 选常用的同步转速为1000 r min 的 Y 系列电动 Υ132Μ1− 6 ，
其满载转速为 nω = 960 r min 。
nω =960r min
总传动比： i = nm = 960 = 13.40 nω 71.62
对于两级展开式圆柱齿轮减速器，一般按齿轮浸油润滑要求，即各级大齿轮直径相近
i = 13.40 i1 = 4.19
的条件分配传动比，因此，速器高速级和低速级的传动比分别取 i1 = 4.19 ，i2 = 3.2 。 i2 = 3.2
3. 计 算 传 动装置的 运动和动 力参数
（1）. 各轴 转速的计算
（3）. 确定 电动机转速
卷筒轴作为工作轴，其转速为：
nω
=
6 × 10 4Vm πD
=
6 ×104 ×1.5 π × 400
= 71.62 r
min
nω = 71.62r min
-4-
2. 计算传 动装置的 总传动比 和分配各 级传动比
传动装置总传动比：按[1]11 页中表 2-3 推荐的各传动机构传动比的二级展开式圆柱齿
×
0.97 2
=
0.89
故 Ρo = Ρω KW = 4.63KW = 5.20KW
η
0.89
Ρo = 5.20KW
因载荷平稳，电动机额定功率 Ρm 只需略大于 Ρ o 即可。按[1]327 页中表 8-184Y 系列
闭式三相异步电动机技术数据，选电动机的额定功率为 Ρm =5.5kw
Ρm =5.5kw
= 9550 ΡI nI
= 9950 5.07 = 50.44N ⋅ m 960
机械设计二级圆柱齿轮减速器
机械设计减速器设计说明书系别：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：目录第一部分设计任务书 (1)一、初始数据 (1)二. 设计步骤 (1)第二部分传动装置总体设计方案 (2)一、传动方案特点 (2)二、计算传动装置总效率 (2)第三部分电动机的选择 (2)3.1 电动机的选择 (2)3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (3)第四部分计算传动装置的运动和动力参数 (4)（1）各轴转速: (4)（2）各轴输入功率: (5)（3）各轴输入转矩: (5)第五部分 V带的设计 (6)5.1 V带的设计与计算 (6)5.2 带轮结构设计 (8)第六部分齿轮的设计 (10)6.1 高速级齿轮的设计计算 (10)6.2 低速级齿轮的设计计算 (18)第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计 (26)7.1 输入轴的设计 (26)7.2 中间轴的设计 (31)7.3 输出轴的设计 (37)第八部分键联接的选择及校核计算 (43)8.1 输入轴键选择与校核 (43)8.2 中间轴键选择与校核 (44)8.3 输出轴键选择与校核 (44)第九部分轴承的选择及校核计算 (45)9.1 输入轴的轴承计算与校核 (45)9.2 中间轴的轴承计算与校核 (46)9.3 输出轴的轴承计算与校核 (46)第十部分联轴器的选择 (47)第十一部分减速器的润滑和密封 (47)11.1 减速器的润滑 (47)11.2 减速器的密封 (48)第十二部分减速器附件及箱体主要结构尺寸 (49)12.1 减速器附件的设计与选取 (49)12.2 减速器箱体主要结构尺寸 (54)设计小结 (55)参考文献 (55)第一部分设计任务书一、初始数据设计二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器，初始数据T = 650Nm，V = 0.85m/s，D = 350mm，设计年限（寿命）： 5年，每天工作班制（8小时/班）：2班制，每年工作天数：300天，三相交流电源,电压380/220V。
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带式运输机通过200多年的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、 矿山、港口等各行各业广泛应用。带式运输机具有结构简单，输送 量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠性高、运费 低廉、自动化程度高等优点，是国民经济中不可缺少的设备
传动装置更是带式运输机的核心部分，传动装置即本次重点设计 的减速器，起到降低转速和增大转矩的作用，使其运行更加平稳； 减速器中的齿轮传动效率高、传递载荷大、结构紧凑、可靠性高、 寿命长等优点保证了带式运输机的广泛应用。因此减速器的设计是 非常重要的。
轴承型号
7206C
30
62
16
7008AC
40
68
15
主视图
侧视图
俯视图
三维图
设计小结
本次机械设计的课程设计历时一个月，通过这一个月以来的设计，我们主要 经历了画A0大图，画电子二维图抄正，画重要的零件图，设计课程设计说明 书等几个重要过程。期间有老师的查图，纠正以及不断的指导，这是我们大 学以来第一次做二级项目，收获颇多。
缺点：由于齿轮相对于轴承为 不对称布置，因而沿齿向载荷分布不 均，要求轴有较大刚度，一般适用于 载荷较平稳的场合；斜齿轮还会产生 轴向力。
电机的选择
电动机型 额定功 电动机同 电动机转 堵转转矩) 额定转矩 转矩/
（r/min）
额定
转矩
Y100L-6 1.5 1000 940
1.063 177.17 57.3 1.00 0.97
1.031 171.83 57.3
齿轮参数
齿轮分 齿数 类
高速级 20 小 高速级 96 大
分度圆 齿宽
直径 /mm
/mm
41.38 40
198.62 35
中心 距 /mm
120
螺旋 模数 角
14.84 2
传动 比
4.78
齿顶 高
1
齿轮分 齿数 类
说实话，整个过程是艰难的但也是美好的。自己熬夜画过图，为了一个零
件的位置，尺寸纠结过，虽然感觉很累，很难熬，但是经历完之后感觉很充 实，自己收获也特别多，感觉自己付出的努力没有白费，所以我更觉得这是 一个美好的过程，锻炼了自己的能力，也超越了自我，看着自己的成果，还 是很享受的。以后自己一定要更加努力学习理论知识，并且加以应用。争取 在以后的工作中能带来莫大的帮助
根据使用地点和使用要求确定了减速器的传动带式（本次选用 二级展开式圆柱齿轮），根据带拉力和卷筒的转速确定电机型号及 总体的传动比，根据所选的传动形式分配传动比，设计齿轮的类型 及尺寸，确定中心距；接下来进行轴径的初估、轴系的结构设计 （润滑、密封方式的确定、轴承的选用）以及箱体的总体设计，之 后用安全系数发对轴进行校核，对轴承的寿命进行计算。最后对整 体进行安全性、经济性、环境保护等进行综合分析对比。
这次课程设计特别考验我们的综合能力。第一，考验了我们的理论知识的
扎实度。本次课程设计涉及到以前学到的各种知识：工程制图，金属工艺， 理论力学，材料力学，机械设计，互换性等，只有我们把这些基础知识夯实， 在整体过程中才不会很吃力；第二，考察了我们的动手实践能力。我觉得课 程设计都是源于知识，高于知识的，它需要你在理论知识的基础上进行深层 次的应用，它更需要实际动手去操作，操作过程中考虑的东西也是课本上没 接触过，没有体会过的；第三，考察了了我们的创新思维能力。这样的一个 过程需要一个整体的设计，更需要有宏观的思想，创新的思维模式。对传动 件的设计，对整个箱体之间的布置，各个零部件之间的相互配合，之后还有 强度的校核，安全性、经济性、环境保护的分析。这不只是单纯的设计，从 设计到制造，最后到成本的预算，都是一个需要思考的过程，不仅要去想如 何能让零件体积小，成本低，更要进行多方面的需求分析以及环境分析。我 觉得现在最有价值的东西已经不再是技术，而是idea。整个过程让我对思维模 式的转变和整体掌控的能力有了进一步的提高。
优缺点分析
原始数据：F=1257N D=0.28m V=0.84m/s
➢ 二级展开式圆柱齿轮 优点：传动比一般为8~40，
用于平行轴之间的传动，结构简单， 加工和维修都比较方便，效率高，成 本低，应用广泛。并且高速级和低速 级均用斜齿轮，冲击、振动和噪声较 小，重合度大，结构紧凑，传动较平 稳，适用于高速传动。工作可靠，寿 命长。
低速级 20 小 低速级 96 大
分度圆 齿宽
直径 /mm
/mm
62.92 60
217.08 55
中心 距 /mm
140
螺旋 模数 角
17.53 3
传动 比
3.43
齿顶 高
1
三根轴
键的选择
由于使用的要求要能承受中等冲击、在输入轴端速度较 高，应选平键或半圆键，半圆键对轴的削弱大，要想保证刚度， 就要使轴径变大，最后会影响整体重量和成本，所以，选择普 通平键。 普通平键的配合分为松联接、正常联接和紧密联接三种形式。 松联接时，键在轴上及轮毂中均能滑动；正常联接时，键在轴 上及轮毂上均固定，用于载荷不大的场合；紧密联接比上一种 配合更紧，主要用于载荷较大，载荷具有冲击性，以及双向传 递转矩的场合。 键的主要尺寸是键宽b和键高h，其中键宽b为基本尺寸，b的大 小根据轴径而定，h的大小随即确定，键长根据轴和毂的长度 定。
2.0
2.2
传动和动力装置运动参数表
轴号
电机轴 Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 卷筒轴
功率P/kW 转矩T/ 转速n/ 传动比i 效率η （Nm） （r/min）
1.188 12.07 940 1.00 0.99
1.176 11.94 940
4.78 0.95
1.118 54.28 196.7 3.43 0.95
轴承
两套圈的内孔径不同，孔径小的与轴配合称为紧圈，孔径大 的与轴有间隙称为松圈。它只能承受单向轴向载荷，应用于轴向 载荷大，转速不很高的支承中。 综上由于展开式加速器轴承中主要承受径向载荷，所以，不应选 择推力球轴承；又由于其轴的长度不是很长，挠度变化不大，轴 的刚度较大，故不宜选择调心球轴承。该减速器适合深沟球轴承 和角接触球轴承，考虑角接触球轴承承受径向力较大，故选择角 接触球轴承。