机械设计课程设计斜齿轮减速器设计

机械设计课程设计任务一 . 设计题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器（３１１寝室第4组数据）题目数据寝室号12356789104F3.6 3.84.0 4.4 4.6 4.85.0 5.2 5.5 kn4.2V0.80.70.60.9 1.00.80.70.60.7 m0.75sDmm 550530500400550530500450520450二．运输机的工作条件工作时不逆转，载荷有轻微的冲击；单班制工作，每年按300 天计，轴承寿命为齿轮寿命的三分之一以上。

1.电动机2. 带传动3. 减速器 4 。

联轴器 5. 滚筒 6. 传送带皮带运输机简图三、设计任务1.选择电动机型号；2.计算皮带冲动参数；3.选择联轴器型号；4.设计二级斜齿圆柱齿轮减速器。

四、设计成果1.二级圆柱齿轮减速器装配图一张；2.零件工作图 2 张；3.设计计算说明书 1 份 .一、传动系统设计方案分析与确定1.1传动系统斜齿轮减速方案分析1.1.1将带传动布置于高速级将传动能力较小的带传动布置在高速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。

同时，将带传动布置在高速级有利于发挥其传动平稳，缓冲吸振，减少噪声的特点。

1.1.2选用闭式斜齿圆柱齿轮闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。

而在相同的工况下，斜齿轮传动可获得较小的几何尺寸和较大的承载能力。

采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结构简单、紧凑。

而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。

1.1.3将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方由于齿轮相对轴承为不对称布置，使其沿齿宽方向载荷分布不均。

固齿轮布置在距扭矩输入端较远的地方，有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象，使轴能获得较大刚度。

综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。

1.2 传动方案确定根据题目中要求，工作时不逆转，载荷有轻微的冲击；单班制工作，每年按300 天计，轴承寿命为齿轮寿命的三分之一以上。

考虑还要满足工作可靠、传动效率高、结构简单、制造方便、成本经济、工艺性好、使用维护性好等要求本设计具体如下：电动机选用卧式封闭型 Y 系列三相交流异步电动机；工作机用 V 带轮传动，而且将带传动布置于高速级；减速器选用闭式斜齿圆柱齿轮减速，用二级减速。

二、电动机的选择2.1 电动机类型和结构型式根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。

又由于Y 系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。

根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。

根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。

Y(IP44) 笼型封闭自扇冷式电动机, 具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。

电动机选择根据动力源和工作条件，对载荷有轻微冲击，长期工作的机器。

故优先选用卧式封闭型Y 系列三相交流异步电动机。

2.2选择电动机容量（ 1）电动机所需功率为p d p w工作机所需要的功率p w kw 为p wFV w,1000(2)由电动机至工作机的总效率1234n 带传动 V 带的效率——1=0.940.97取1=0.96一对滚动轴承的效率——2 =0.980.995取2=0.99一对齿轮传动的效率——3 =0.960.98闭式取3 = 0.97联轴器的效率—— 4 =0.990.995取 4 = 0.99传动滚筒效率5=0.96又∵420.960.99420.990.960.825 123450.97p w FV 4.20.75 1000所需电动机功率为100010000.825 3.82 KW因有点轻微的冲击，载荷基本上平稳，电动机额定功率p ed略大于p d即可。

Y系列电动技术数据，选电动机的额定功率p ed为 4.0KW。

（3）电动机转速的选择滚筒轴工作转速601000V6010000.7531.85 rn wD450min通常， V 带传动的传动比常用范围为i1' 2 4 ，二级圆柱齿轮减速器为i2 840, 则总传动比的范围为 i116160 ，故电动机的转速可选范围为n d'i ' n w1616031.85509.65096rmin2.3 确定电动机的型号由上述转速，符合这一范围的同步转速有750， 1000， 1500， 3000r/min。

现将后 3 中转速方案比较如下：方额定功率同步转满载转速质量价格传动比案电动机型号速/ 元ikw r/min kgr/min1Y112M -2 4.03000289045910 2.91i 2Y112M -4 4.01500144049918 1.50i 3Y112M -6 4.01000960751433i 很明显，综合考虑选择电机型号为Y112M-42.4 电动机的主要参数(1)电动机的主要技术数据额定同步转满载质量电动机型号功率速转速kgkw r/min r/minY112M -4 4.01500144049（2）电动机的外形示意图和实物图Y型三相异步电动机三、机构的运动分析及动力参数选择与计算3.1总传动比的确定及各级传动比的分配3.1.1理论总传动比i 'n m1440i '45.21 n m:电动机满载转速n w31.853.1.2 各级传动比的分配(1)V 带传动的理论传动比i v ' ，初取 i v ' 3.26(2) 两级齿轮传动的传动比i '45.21i h ' i l '13.87i v ' 3.26(3)齿轮传动中，高低速级理论传动比的分配取 i h i l，可使两极大齿轮直径相近，浸油深度接近，有利于浸油润滑。

同时还可以使传动装置外廓尺寸紧凑，减小减速器的轮廓尺寸。

但i h过大，有可能会使高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。

所以必须合理分配传动比，一般可在i h '(1.3 ~ 1.4) i l '中取，要求d2 l - d2h≈ 20～ 30mm 。

（由 [3] P9图 2-2）取 i h ' 1.40i l '，又∵ i h ' i l '13.87∴ i h ' 4.40 ，i l ' 3.16注意：以上传动比的分配只是初步的。

传动装置的实际传动比必须在各级传动零件 的参数， 如带轮直径、 齿轮齿数等确定下来后才能出来， 故应在各级传动零件的参数确定 后计算实际总传动比。

一般总传动比的实际值与设计要求值的允许误差为3%5%。

3.2 运动和动力的参数计算0 轴（电动机轴）p 0p d3.82kwn 0n m1440 rmin T9550 p 095503.8225.3 N mn14401 轴（高速轴）p 1 p 0 01p1 23.82 0.96 0.99 3.67kwn1n 01440 442rminT19550 p 1 9550 3.67 442 79N mi v '3.26n i2 轴（中间轴）p 2 p 112p1233.67 0.99 0.97 3.52kwn 2n 1442rT9550p29550 3.52 101 333N m101 min2ni h ' 4.4023 轴(低速轴 )：p 3p 223p 22 33.52 0.99 0.97 3.38kwn31 101 32 rminT 39550p 395503.38 32 1009N mn3.16i l 'n 34 轴（滚动轴）：p 4p 334p 3243.38 0.99 0.99 3.31kwn 4n 332 32 r minT49550 p 49550 3.31 32 988N mi341n43.3 运动和动力参数的计算结果汇总轴名功率p转矩T转速传动比效率N mikwn输入输出 输入输出 rmin电 动 机 3.82 25.31440轴1 轴 3.67 3.63 79 78.2 442 3.26 0.962 轴 3.52 3.48 333 330 101 4.40 0.963 轴 3.38 3.35 1009 999 32 3.16 0.964 轴3.313.289889783210.98注： 1-3 轴的输出功率为输入的乘以轴承效率 0.99 ，转矩类推就是。

四、 v 带设计及计算4.1 原始数据电动机功率—— P d 4.0 kw 电动机转速—— n d1440 r/minV 带理论传动比—— i v ' 3.26工作时不逆转、单班制、工作机为带式运输机4.2 设计计算（ 1） 确定计算功率 P caP ca =K A · P d根据单班制工作，即每天工作 8 小时，工作机为带式运输机，<由 [1]P109 表 5-5> 查得工作系数K A =1.1P ca =K A × P d =1.1 ×4.0= 4.4 kw（ 2）选取普通 V 带带型根据 P ca ， n d 确定选用普通 V 带Ａ型。

（ 3）确定带轮基准直径d d1 和 d d2a. 初选小带轮基准直径 d d1 ＝８ 0mm查课本 P 表５－６小带轮基准直径109（由 [1]P109 图 5-14 ）d d1 80mm ， 则 大 带 轮 基 准 直 径d d 2 i 0 d d 1 3.26 80 261mm , 式中 ξ 为带传动的滑动率，通常取（1%～ 2%），查课本 P 109 表５ - ６后取 d d 2 265mm 。

ｂ．验算带速 vVd d1nm80 1440 在 5～25m/s 范围内，Ｖ带充分发挥。

1000606.03m / s601000c. 计算 d d2d d2i d d 1 3.26 80 261 mm<根据 [1]P １０９表５－６ > 圆整 d d2 =２６ 5 mm（ 4）确定普 V 带的基准长度和传动中心距根据 0. ５５（ d d1+d d2） < a 0 < 2 （d d1+d d2） １８９ . ７ 5mm< a 0 <６９０ mm初步确定中心距 a 0 = ４ 00mmL d ’ = 2a 0( d d 1 ( d d 2 d d 1 )2d d 2 )24a 0=2 400(80 (265 80) 2265)40024=１３６３ . ０４ mm < 根据 [1]P1 ０６表５ -2> 取 L d = 1 ４00 mm计算实际中心距a2L d d 1 d d 2 2 L22d d 1 d d 2 8 d d 2 d d 1a8222 1400 3.14 80 265 2 1400 3.1480 265 8 265 808＝４１９ｍｍ（ 5）验算主轮上的包角11180dd 2dd157.3a=180 265 8057.3419 154.7 120∴ 主动轮上的包角合适（ 6）计算 V 带的根数 ZZPca( P 0 P 0)K K lP 0 —— 基本额定功率 < 由 [1]P １０７表５ - ３ > 得 P 0=０ . ８５ｋｗP 0——额定功率的增量< 由 [1]P1 ０８表５ - ４ >P 0=0. １７ K ——包角修正系数< 由 [1]P1 １０表５ - ７> 得 K=0.93K l ——长度系数 < 由 [1] P １０６表５ -2> 得 K l =0.9 ６∴ ZPcaK l = 4.4= 4.83(P 0P 0 )K 0.911取 Z=５根（ 7）计算预紧力 F 0F 0Pca2.51)qv2500 (Zv Kq —— V 带单位长度质量 < 由 P1０６ [1]表５ - １ > q=0.10 kg/mF 0Pca2.52=5004.4 2.5 6.032 min500(1) qv(1) 0.1ZvK5 6.030.93=1２６．８ N应使带的实际出拉力F 0F0 m in（ 8）计算作用在轴上的压轴力F PFP0 min2Z v F0 sin 1 2 5 126.8 sin 154.7=1２３７．２２ N22４．３带传动主要参数汇总表Ld d d a F F带型Z d1d20Pmm mm mm N Nmm1400５８０265419126.81237.22 A４. ４带轮材料及结构（ 1）带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150 或 HT200( 2 )带轮的结构带轮的结构形式为孔板式，轮槽槽型 B 型小带轮结构图大带轮结构图五. 齿轮的设计5.1 高速级齿轮传动设计5.1.1原始数据输入转矩——T = 7.82104N·mm小齿轮转速——n I=442r/min齿数比——μ =i h' 4.40由电动机驱动单向运转、工作机不逆转、单班制工作、工作寿命这里取为8 年、工作机为带式运输机、载荷较平稳。