二级圆柱齿轮减速器设计详解
机械设计课程-同轴式二级圆柱齿轮减速器详解方案
设计计算及说明结果一、设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器1.总体布置简图2.工作情况工作平稳、单向运转3.原始数据卷筒有效圆周力（N）运输带速度（m/s）卷筒直径（mm）4600 2.4 5004.设计内容(1)电动机的选择与参数计算(2)斜齿轮传动设计计算(3)轴的设计(4)滚动轴承的选择(5)键和联轴器的选择与校核(6)装配图、零件图的绘制(7)设计计算说明书的编写二、传动方案的拟定及说明如任务书上布置简图所示，传动方案采用V带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱，采用V带可起到过载保护作用，同轴式可使减速器横向尺寸较小。
七、轴的设计计算1.高速轴的设计(1)高速轴上的功率、转速和转矩转速（min/r）高速轴功率（kw）转矩T（mN⋅）576 6.91 118.75(2)作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为d=98.75mm，根据《机械设计》（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则NtgFFNtgFFNdTFtantrt37.8752006.2405tan49.900553313cos2006.2405costan06.24051075.9875.118223=︒⨯==='''︒︒⨯===⨯⨯==-ββαNFp1622=(3)初步确定轴的最小直径先按照式子（15-2）初步估算的最小直径。
选取轴的材料为45钢，调质处理。
根据表15-3，取112=A,于是得mmnPAd64.2557691.611233min=⨯==(4)轴的结构设计1）拟订轴上零件的装配方案（如图）NFNFNFart37.87549.90006.2405===NFp1622=mmd64.25min=设计计算及说明结果ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ设计计算及说明结果NtgFFNtgFFNFtantrt45.31132013.8554tan79.3202553313cos2013.8554costan13.85541075.9836.42222232=︒⨯==='''︒︒⨯===⨯⨯=-ββα(3)初步确定轴的最小直径先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。
二级圆柱齿轮减速器设计计算说明书
二级圆柱齿轮减速器设计计算说明书一、设计任务设计一用于带式运输机的二级圆柱齿轮减速器。
运输机工作经常满载，空载启动，工作有轻微振动，两班制工作。
运输带工作速度误差不超过 5%。
减速器使用寿命 8 年（每年 300 天）。
二、原始数据1、运输带工作拉力 F ＝＿_____ N2、运输带工作速度 v ＝＿_____ m/s3、卷筒直径 D ＝＿_____ mm三、传动方案的拟定1、传动方案选用展开式二级圆柱齿轮减速器，其结构简单，效率高，适用在载荷平稳的场合。
2、电机选择选择 Y 系列三相异步电动机，其具有高效、节能、噪声低、振动小、运行可靠等优点。
四、运动学和动力学计算1、计算总传动比总传动比 i ＝ n 电／ n 筒，其中 n 电为电动机满载转速，n 筒为卷筒轴工作转速。
2、分配各级传动比根据经验，取高速级传动比 i1 ，低速级传动比 i2 ，应满足 i ＝ i1 ×i2 。
3、计算各轴转速高速轴转速 n1 ＝ n 电／ i1 ，中间轴转速 n2 ＝ n1 ／ i2 ，低速轴转速 n3 ＝ n2 。
4、计算各轴功率高速轴功率 P1 ＝Pd × η1 ，中间轴功率 P2 ＝P1 × η2 ，低速轴功率 P3 ＝P2 × η3 ，其中 Pd 为电动机输出功率，η1 、η2 、η3 分别为各级传动的效率。
5、计算各轴转矩高速轴转矩 T1 ＝ 9550 × P1 ／ n1 ，中间轴转矩 T2 ＝ 9550 × P2 ／n2 ，低速轴转矩 T3 ＝ 9550 × P3 ／ n3 。
五、齿轮设计计算1、高速级齿轮设计（1）选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用______材料，大齿轮选用______材料，精度等级选______。
（2）按齿面接触疲劳强度设计确定公式内各计算数值，计算小齿轮分度圆直径 d1 。
（3）确定齿轮齿数取小齿轮齿数 z1 ，大齿轮齿数 z2 ＝ i1 × z1 。
二级圆柱齿轮减速器及v带的设计讲解
目录1. 电动机选择2. 主要参数计算3. V带传动的设计计算4. 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算5. 机座结构尺寸计算6. 轴的设计计算7. 键、联轴器等的选择和校核8. 润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法9．减速器附件及其说明10. 参考文献一、电动机的选择首先计算工作机有效功率：48000.6P 2.8810001000W Fv KW ⨯===式中，F ——传送带的初拉力； v ——传送带的带速。
从原动机到工作机的总效率：423423123450.960.990.970.980.960.784ηηηηηη∑==⨯⨯⨯⨯=式中，1η——v 带传动效率，10.96η=； 2η——轴承传动效率，20.99η=； 3η——齿轮啮合效率，30.97η=；4η——联轴器传动效率，40.98η=； 5η——卷筒传动效率，50.96η=则所需电动机功率：2.883.67kW 0.784Wd P P kW η∑=== 工作机（套筒）的转速：W 6010001000600.6n /min 57.3/min 200V r r D ππ⨯⨯⨯===⨯由参考文献1表9.2，两级齿轮传动840i =-，所以电动机的转速范围为：=d n 'i ∑W n =(8~40)×57.3=（458.4~2292）minr符合这一范围的同步转速为750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min 三种。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min 的电动机。
根据电动机的类型、容量和转速，由参考文献[2]表15.1，选定电动机型号为Y132M1-6，其主要性能如下表所示。
额定功率 满载转速 启动转矩额定转矩 最大转矩额定转矩4kW 960/min r 2.0 2.0电动机带轮的设计代号 结构尺寸和计算公式 结果s d 手册157页38mm h d(1.8~2) 1.838h s d d ==⨯ 68.4mm L (1.5~2) 1.538s L d ==⨯取60mmr d 2()12522281r a d d H mm δ=--=-⨯= 81mm0d02h rd d d +=74.7mm s (0.2~0.3)0.250s B ==⨯10mm 1s 1 1.5 1.510s s ==⨯ 15mm 2s20.50.510s s ==⨯5mm二、主要参数的计算一、确定总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比96016.7557.3m w n i n ===总 查表可得V 带传动单级传动比常用值2~4，圆柱齿轮传动单级传动比常用值为3~5，展开式二级圆柱齿轮减速器()121.3~1.5i i ≈。
两级(同轴式)圆柱齿轮减速器设计
目录一、设计任务书 (1)二、传动装置的总体设计 (3)三、传动零件的设计计算 (7)四、轴的设计计算 (13)五、键连接的选择和计算 (21)六、滚动轴承的设计与计算 (23)七、箱体的结构设计 (24)八、设计小结 (27)九、参考文献 (29)一、设计任务书1、设计题目：设计两级（同轴式）圆柱齿轮减速器2、设计要求：设计一用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器（如图），连续工作，单向运转;空载启动较平稳。
运输带容许速度误差为5%。
每天8图1-1带式输送机传动系统简图小时，使用期限8年。
设计参数：运输机最大有效拉力2600N，运输带速度v=1.5m/s，卷筒直径D=400㎜。
特点：同轴式两级减速器径向尺寸紧凑，但轴向尺寸较大。
减速器的输入输出轴位于同一轴线两端。
3、设计内容：1）传动方案的分析与拟定2）电动机的选择3）传动装置运动与动力参数计算4）传动零件、轴、滚动轴承及连接键的设计计算5）滚动轴承、键、联轴器的选择与校核6）装配图、零件图的绘制7）编写设计计算说明书4、设计任务：1) 装配图1张(A1/A2)2) 上箱体1 张(A1/A2)3) 下箱体1张( A1/A2)4) 轴1张(A2/A3)5) 齿轮1张(A2/A3)6) 设计说明书1份二、传动装置的总体设计采用二级减速器，瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。
轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。
减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。
但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；中间轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差；仅能有一个输入和输出端，限制了传动布置的灵活性。
原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。
总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
1、 电机的选择w P =1000v F w ⋅ =kW kW 9.310005.12600=⨯ 电动机工作效率∑=ηw0P P电动机到输送机的总效率224联卷齿滚ηηηηη⋅⋅⋅⋅=∑根据《机械设计指导书》表9-6取滚动轴承传递效率8.90=滚η（三对和卷筒轴承），齿轮传动效率7.90=齿η，卷筒传动效率6.90=卷η，联轴器传动效率9.90=联η17.8099.06.907.908.9022424=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=∑联卷齿滚ηηηηη查《机械设计指导书》表2-1选电动机额定动率为5.5kW 确定电动机转速 卷筒轴工作转速min 6.71min 0043.145.1100060 100060r r D v n w =⨯⨯⨯=⋅⨯=π 二级圆柱齿轮减速器传动比60~8=i , 电动机转速可选范围w n i n ⋅'=∑0=（8~40）×71.6 r ／min =（560~3200）r ／min 符合这一范围的同步转速为750 r ／min 、1000 r ／min 、1500 r ／min 和3000 r／min 四种。
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。
二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器设计说明
机械设计课程设计计算手册设计题目：两级圆锥圆柱齿轮减速机一、设计数据及要求1.1 传输方案示意图图 1 传输方案示意图1.2 原始数据表 1：原始数据输送带张力 F(N) 输送带速度 V(m/s) 滚筒直径 D (mm)1000 2.6 4001.3 工作条件二班制，使用寿命10年，连续单向运转，负载相对稳定，小批量生产，输送链速允许误差为链速的5%。
2、电机选型及传动运动动态参数计算、齿尖高度系数0、等位。
输送机为通用工作机，速度不高，故选用佛商学院大齿轮：45质）3.初步确定轴的最小直径 初步估计轴的最小直径。
所选轴的材料为45钢（调质），根据《机械设计（第八版）》表15-3，0112A =得mm 4.141440061.3112n P A d 33I I 0min === 输入轴的最小直径是安装联轴器的直径12d 。
为了使所选12d 的轴径与联轴器的直径相适应，需要同时选择联轴器型号。
联轴器的计算扭矩见2ca A T K T =《机械设计（第八版）》表14-1。
由于扭矩变化很小，因此将5.1A=K 其视为m 4515.30203015.12ca ⋅=⨯==N T K T A查阅《机械设计课程设计》表14-1，选用Lx2型弹性销联轴器，其工作扭矩为560N.m ，电机轴径为28mm ，联轴器直径不宜过小。
Take 12d = 20mm ，半联轴器长度L = 112mm ，半联轴器与轴配合的轮毂孔长度为62mm 。
4、轴结构设计(1) 拟定轴上零件的装配图（见图2）图 3 输入轴上的零件组装（2）根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位，需要在12段轴的右端做一个台肩，所以取23段的直径mm 23d 23=。
左端与轴端挡圈定位，12段长度应适当小于L ，取12L =60mm2）滚动轴承的初步选择。
由于轴承同时承受径向力和轴向力，单列找到圆锥滚子轴承，参考工作要求，根据mm 23d 23=《机械设计课程设4.14d min =2ca A T K T ==30.45m ⋅N12d =20L=112N F F N F F Nd T F t a nt r t 58.577tan 79.868cos tan 73.231521======I Iββα已知锥齿轮的平均节圆直径()mm 10.1585.01d d 22m =-=R ϕNF F N F F N F n t a n t r t 20.250sin tan 38.83cos tan 59.724d 22222222m 2=====T =δαδα圆周力1t F , 2t F , 径向力1r F ,2r F 和轴向力1a F ,2a F 如下图所示：25.22=ca σ57279min/48088.2===I I I I I I T r n kw Pmm d 47.49= NF NF N F a r t 58.57779.86873.2315===mm10.158d 2m =图 4. 弯矩和扭矩图3.初步确定轴的最小直径初步估计轴的最小直径。
二级同轴式圆柱齿轮减速器设计(完整版)
1.3 确定电动机转速
已知二级同轴式圆柱齿轮减速器传动比 =8-40，而工作机卷筒轴的转速为
3．电动机转速的选择
nd＝i nw=(8-40）x 155r/min=(920-4600)r/min
选为同步转速为1000r/min的电动机
根据电动机类型、容量和转速，选定电动机型号为Y160L-6
2）各段长度的确定
各段长度的确定从左到右分述如下：
a)该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽18.25mm，该段长度定为18.25mm。
b)该段为轴环，宽度不小于7mm，定为11mm。
c)该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短2mm，齿轮宽为90mm，定为88mm。
d)该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取4mm（采用油润滑），轴承宽18.25mm，定为41.25mm。
小齿轮：
大齿轮：
所以，
， ,
，
2．按齿面接触疲劳强度设计
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
a.初选定齿轮参数：
（课本表11-13）
因为斜齿的β取 ，初选β=
b.小齿轮的名义转矩
c.计算载荷系数K
取 （课本表11-10）
初估速度 ，
取 （课本图11-28（b））
（当 时， 取1）
（7）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝0.98
（8）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
机械设计——二级同轴式圆柱齿轮减速器 doc
机械设计——二级同轴式圆柱齿轮减速器 doc二级同轴式圆柱齿轮减速器是一种特殊的减速装置，它可以改变电机或其他传动机构的输入转速，以达到减速的目的。
主要是由一系列的差速器齿轮组合而成的。
二级同轴式圆柱齿轮减速器由内环齿轮、外环齿轮、两个同轴轴承等组成。
内环齿轮中有一系列圆柱齿轮，外环齿轮分为上止子和下止子，两止子之间是一个圆柱齿轮轴，上止子和下止子之间还有一个弹性垫圈。
内环齿轮和外环齿轮之间由两个同轴轴承相隔，同轴轴承可以确保两个减速器齿轮之间的可靠性。
当动力传递至减速器时，内环齿轮的上止子会因力的反作用而上移，使齿轮轴轴头处的压力增大，从而起到减速的作用。
在轴轴头处，由于两个齿轮的尺寸和位置参数不同，不同的组合可以获得不同的减速比。
优点：1、可靠性高：采用轴承传动，实现齿轮传动，由两个内外环齿轮与两个同轴轴承组成，可以有效提高减速器的可靠性；2、减速比大：二级同轴式圆柱齿轮减速器可以获得较大的减速比，减少电机的运行转速，可以满足较低的转速要求，减少运行噪音；3、结构紧凑：由内环齿轮、外环齿轮两止子和两个同轴轴承组成，节省了结构空间。
成本低廉：采用同轴轴承传动，可以大大降低设备成本。
1、对安装精度要求高：差速器齿轮需要精确的安装过程，以确保它能够正常正确的工作；2、摩擦力大。
二级同轴式圆柱齿轮减速器摩擦面中受力状况差，摩擦力很大，它会消耗大量的能量。
总之，二级同轴式圆柱齿轮减速器是一种高效的减速装置，对于性能要求较高的系统，它可以满足不同的减速比要求。
但是它也存在一些缺点，需要在安装时给予足够的关注，以确保性能和使用寿命。
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2 轴——减速器中间轴
n2
n1 i12
937 4.724
198.349 r
min
p2 p 1 12 4.752 0.9603 4.563kw
T2 T1i1212 44.009 4.724 0.9603 0.97 199.649N m
3 轴——减速器低速轴
n3
n2 i23
198.349 3.633
实用标准文案
第一章 任务书
§1 设计任务
1、设计带式输送机的传动系统，采用两级圆柱齿轮减速器的齿轮传
动。
2、原始数据
输送带的有效拉力 F=3200N
输送带的工作速度 输送带的滚桶直径
v=1.20 m s d=420mm
3、工作条件
有轻微振动，经常满载、空载启动、单班制工作，运输带允许速度误
差为 5%，减速器小批量生产，使用寿命五年。
(10)疲劳许用应力
取失效概率为 1%，安全系数为 S=1。
[ H
]1
K HN1
H lim1 S
0.9 600MPa
§1 按齿面强度设计
即： d1t
3
2ktT1 da
u 1(ZH ZE )2 u H
1） 确定公式内的各计算数值 （1） 试选 Kt=1.6 （2） 由文献得 ZH=2.433
（3） 由文献得： a1 0.725; a2 0.87 a a1 a2 1.595
（4） 计算小齿轮传递的转矩
i i12
17.163 4.724
3.633
传动系统各传动比为：
计算及说明
i 17.163 i12 4.724 i23 3.633
结果
文档
实用标准文案
i01 1,i12 4.724,i23 3.633,i4 1
§3 传动系统的运动和动力学参数设计 传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下： 0 轴——电动机轴
齿轮的疲劳强度极限 Hlim2 550MPa 。
(8)设每年工作时间按 300 天计算
N 1 60n1jLH 60 937 1 (2 8 300 5) 2.7965 109
N 2 2.7965109 4.56 0.61109 (9)由文献查得接触疲劳寿命系数
K HN1 0.91; K HN 2 0.95
n0 937 r min
p0 4.8kw
T0
9550 p0 n0
9550 4.8 937
48.922N
m
1 轴——减速器中间轴
n1
n0 i01
937 r
min
p1 p 0 01 4.8 0.99 4.752kw
T1 T0i0101 48.922 1 0.99 44.009N m
54.596 r
min
p3 p 2 23 4.563 0.9603 4.382kw
T3 T2i2323 199.649 3.633 0.9603 693.653N m
4 轴——工作机
n4 n3 54.596 r min
p4 p 3 34 4.382 0.9801 4.338kw
工作机 4轴
54.596 4.338 676.922 联轴器
1 0.9801
第三章 高速级齿轮设计
一、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。 1)选用斜齿圆柱齿轮传动 2)运输机为一般工作机，速度不高，故用 7 级精度（GB10095-88） 3)材料选择。 由文献得可选小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280HBS，二者材料 硬差为 40HBS。 4)选取小齿轮齿数 Z1=17，大齿轮齿数：Z2=iZ1=4.724×17=79.75 取 Z2=80。 5)选取螺旋角。初螺旋角为β=140
联接、传动件
传动比
传动效率
1轴 937 4.752 44.009 联轴器
1 0.99
减速器Hale Waihona Puke 2轴198.349 4.563
199.649 齿轮 4.724
0.9603
3轴 54.596 4.382 693.653
齿轮 3.633 0.9603
(单位： n r min ； P——kW; T——Nm)
计算及说明
结果
文档
实用标准文案
T4 T3i3434 693.653 1 0.98 676.922N m
误差： （676.922-3200×210/1000）/(3200×210/1000) ×100%= 0.7325%
各参数如左图所示
轴号
电动机 0轴
转速
937
功率
4.8
转矩 48.922
T1=2.5×103Nm
T1 95.5105 ×P1/n1=95.5×105×4.752/937=2.5×104Nm
计算及说明
结果
文档
实用标准文案
(5) 文献得：
d 1
1
(6) 文献得：材料弹性影响系数 Z E 189.6MPa 2
(7)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1 600MPa ；大
pw
3.84 0.86
4.515kw
pr 4.515kw
Y 系列三相异步电动机技术数据中应满足：。 pm pr ,因此综合应选电
动机额定功率 pm 4kw
2、电动机的转速选择 根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速
nw
60v D
60 1000 1.20 420 3.14
54.595 r min
选择电机型号为 P196 YZR160M1—6 第六组 参数： 转速 n=937r/min
功率 P=4.8KW
nw 54.595 r min
§2 传动比的分配 带式输送机传动系统的总传动比：
i
nm nw
937 54.595
17.163
i12 1.3i 1.3 17.163 4.724
i23
第二章 传动系统方案的总体设计
一、带式输送机传动系统方案如下图所示
皮带轮 4 联轴器
1
2
3
0 电动机
§1 电动机的选择 1．电动机容量选择
根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率
Pw
pv 1000
3200 1.20 1000
3.84kw
设： 轴 ——一对流滚动轴承效率。
轴 =0.99
计算及说明
Pw 3.84kw
结果
文档
01 ——为齿式联轴器的效率。
实用标准文案
01 =0.99
齿 ——为 8 级齿轮传动的效率。
齿 =0.97
筒 ——输送机滚筒效率。
筒 =0.96
估算传动系统的总效率：
2 01
4 轴
2 齿
筒
0.99 2
0.99 4
0.97 2
0.96
0.86
0.86
工作机所需的电动机攻率为： pr