同轴式二级圆柱齿轮减速器

机械设计课程设计说明书 题 目：二级同轴式圆柱齿轮减速器 院 （系）： 机电工程系 专 业： 模具 学生姓名： 学 号： 指导教师： 目录 1. 课程设计任务书…………………………………………………2 2. 各主要部件选择…………………………………………………2 3. 选择电动机………………………………………………………3 4. 分配传动比………………………………………………………3 5. 传动系统的运动和动力参数计算………………………………4 6. 设计高速级齿轮…………………………………………………5 7. 设计低速级齿轮…………………………………………………10 8. 减速器轴及轴承装置、键的设计………………………………14 １轴（输入轴）及其轴承装置、键的设计………………………15 ２轴（中间轴）及其轴承装置、键的设计………………………21 ３轴（输出轴）及其轴承装置、键的设计………………………26 9. 轴承寿命计算……………………………………………………27 10. 润滑及密封………………………………………………………28 11. 箱体设计…………………………………………………………29 机械设计课程设计任务书 设计题目：带式运输机的传动装置的设计 一 带式运输机的工作原理 带式运输机的传动示意图如图 1、电动机2、带传动3、齿轮减速4、轴承5、联轴器、6、鼓轮7、运输带

二 工作情况：已知条件 1 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35℃； 2 使用折旧期；8年； 3 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修； 4 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V； 5 运输带速度容许误差：±5%； 6 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

三 原始数据 题号 参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

运输带工作拉力F/N 1500 2200 2300 2500 2600 2800 3300 4000 4500 4800 运输带工作速度v/(m/s) 1.1 1.15 1.2 1.25 1. 3 1.35 1.4 1.45 1.5 1.55 卷筒直径D/mm 200 250 310 410 230 340 350 400 420 500注：运输带与卷筒之间卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑 四 传动方案

编号 方案 编号 方案 A 带——单级斜齿轮圆柱齿轮减速器 C 二级同轴式圆柱齿轮减速器 D 圆锥圆柱齿轮减速器 B 二级展开式圆柱齿轮减速器 E 单级蜗杆减速器

五 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

六 设计任务 1． 减速器总装配图一张 2． 齿轮、轴零件图、套类零件、法兰各一张 3． 设计说明书一份

七 设计进度 1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算 2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计 3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制 4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写 八 评分细则

1、设计任务说明书. 30分 2、图纸质量 30分 3、进度检查表(每天进行一次进度检查) 20分 4、原始文稿 20 一 设计任务书 设计带式运输机传动装置 传动简图

原始数据： 数据编号 运输带工作拉力F（N） 运输带工作速度V（m/s） 卷筒直径D/mm D 2500 1.5 250 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动，使用期限为8年，小批量生产，两班制工作，运输带允许误差为±5%。

设计工作量：1、减速器总装配图一张 2、齿轮、轴零件图、套类零件、法兰各一张 3、设计说明书一份 二.各主要部件选择 目的 过程分析 结论 动力源 电动机

齿轮 斜齿传动平稳 高速级做成斜齿，低速级做成直齿

轴承 此减速器轴承所受轴向力不大 球轴承

联轴器 弹性联轴器

三.选择电动机 目的 过程分析 结论

类型 根据一般带式输送机选用的电动机选择 选用Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机

功率 工作机所需有效功率为Pw＝F³V＝2500N³1.5m/s 圆柱齿轮传动(7级精度)效率(两对)为η1＝0.972 球轴承传动效率(四对)为η2＝0.99 4 弹性联轴器传动效率(两个)取η3＝0.9942 输送机滚筒效率为η4＝0.96 电动机输出有效功率为

WPPwr437496.0994.099.097.037502424321

要求电动机输出功率为

WPr4374

型号 查得型号Y132S-4封闭式三相异步电动机参数如下 额定功率\kW=5.5 满载转速\r/min=2900 满载时效率\%=86 满载时输出功率为 WPPer473086.05500 rP略小于dp在允许范围内 选用 型号Y1132S-4封闭式三相异步电动机

四.分配传动比 目的 过程分析 结论 分 配 传 动 比

传动系统的总传动比wmnni其中i是传动系统的总传动比，多级串联传动系统的总传动等于各级传动比的连乘积；nm是电动机的满载转速，r/min；nw 为工作机输入轴的转速，r/min。

计算如下min/2900rnmmin/11525014.315006060rdvnW



40~81i(两级圆柱齿轮)

4600~920115)40~8('n 22.25115

2900

i

521iii

51i 52i

五.传动系统的运动和动力参数计算 目的 过程分析 结论

传 动 系 统 的 运 动 和 动 力 参 数 计 算 设：从电动机到输送机滚筒轴分别为0轴、1轴、2轴、3轴、4轴；对应于各轴的转速分别为 、 、 、 、 ；对应于0轴的输出功率和其余各轴的输入功率分别为 、 、 、 、 ；对应于0轴的输出转矩和其余名轴的输入转矩分别为 、 、 、 、 ；相邻两轴间的传动比分别为 、 、 、 ；相邻两轴间的

传动效率分别为 、 、 、 。 轴号 电动机 两级圆柱减速器 工作机 O轴 1轴 2轴 3轴 4轴 转速n(r/min) n0=2900 n1=2900 n2=580 n3=116 n4=116

功率P(kw) P0=4.73 P1=4.702 P2=4.515 P3=4.334 P4=4.094

转矩T(N²m) T0=15.5 T1=14.3 T2=68.6 T3=329.5 T4=311

两轴联接 联轴器 齿轮 齿轮 联轴器 传动比 i i01=1 i12=5 i23=5 i34=1 传动效率η η01=0.993 η

12=0.96 η23=0.96 η34=0.945 六.设计高速级齿轮 目的 过程分析 结论 选 精 度 等 级 、 材 料 和 齿 数 １） 选用斜齿圆柱齿轮传动 ２） 选用７级精度 ３） 材料选择。小齿轮材料为４０Ｃｒ（调质），硬度为２８０ＨＢＳ，大齿轮材料为４５钢（调质），硬度为２４０HBS，二者材料硬度差为４０HBS。 ４） 选小齿轮齿数Ｚ1＝２４，大齿轮齿数Ｚ2＝ｉ1²Ｚ1＝5³

24=120,取Z2=120。 选取螺旋角。初选螺旋角14

按 齿 面 接 触 强 度 设 计 按式（10－21）试算，即 3211)][(12HEHdZZiikTd １）确定公式内的各计算数值 （1）试选4.1tK （2）由图１０－３０，选取区域系数5.2HZ （3）计算小齿轮传递的转矩 mmNmNT41103.663 （4）由表选取齿宽系数1d （5）由表查得材料的弹性影响系数2/18.189MPaZE （6）由式１０－１３计算应力循环次数 911012928.816365829006060hnjLN 91210625856.15/NN 2）确定许用应力 I、按齿面接触疲劳强度设计 (1)、许用接触应力 极限应力lim1lim21.43500.87380HHHBSHBS（表3-4）

lim1lim2742588.8HAHa

MPMP

 安全系数 取 许用接触应力 []H=HHS/1lim 取两者中较小者代入计算公式 (2)、计算小齿轮分度圆直径

小齿轮转矩mmNxT.1055.141 齿宽系数 齿轮相对轴承非对称布置，由表3-7取

小齿轮计算直径 d1312)1(2)][(iidKTZZHHE =29.8mm II、确定几何尺寸

圆周速度 114.52601000dnVms

模数 11cos1.21ndmz 由表3-2取标准模数 分度圆直径

112230.76cos153.7cosnnzmdmmzmdmm

 中心距 a=1/2(d1+d2)=0.5x(30.76+153.7)mm 齿宽 b=dd1=1x30.76=30.76mm 取b2=b b1=b+5~10mm 圆整后的中心距修正螺旋角

012()arccos13.372n

zzma



因值改变不多，故参数K ,HZ不必修正 III、校核齿根弯曲疲劳强度 (1)、需用齿根应力

极限应力 lim1lim20.82750.7275FFHBSHBS 安全系数 取

1HS 12742588.8aH

aH

MPMP

11.5z 92a 21

3139bb



1.4FS lim1lim2499443FAFa

MPMP

