一级直齿圆柱齿轮减速器

机械设计（论文）说明书题目：一级直齿圆柱齿轮减速器系别：XXX系专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：二零一二年五月一日目录第一部分课程设计任务书-------------------------------3第二部分传动装置总体设计方案-------------------------3第三部分电动机的选择--------------------------------4第四部分计算传动装置的运动和动力参数-----------------7第五部分齿轮的设计----------------------------------8第六部分链传动的设计----------------------------------8第七部分传动轴承和传动轴及联轴器的设计---------------17第八部分键连接的选择及校核计算-----------------------20第九部分减速器及其附件的设计-------------------------22第十部分润滑与密封----------------------------------24设计小结--------------------------------------------25参考文献--------------------------------------------25第一部分课程设计任务书一、设计课题：设计一用于带式运输机上的一级直齿圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限10年(300天/年),2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。

二. 设计要求:1.减速器装配图一张(A1或A0)。

绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。

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. 设计链传动和链轮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. 联轴器设计第二部分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：齿轮相对于轴承对称分布，要求轴的刚度不大。

3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将链传动和链轮设置在低速级。

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。

选择链传动的一级圆柱直齿轮减速器。

计算传动装置的总效率a:a=××××=1为联轴器的效率,2为轴承的效率,3为齿轮啮合传动的效率,4为链传动的效率,5为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率）。

第三部分电动机的选择1 电动机的选择皮带速度v:v=s工作机的功率p w:p w= F×V1000=2200×1000= KW电动机所需工作功率为:p d= 错误!KW 执行机构的曲柄转速为:n = 60×1000Vπ×D=60×1000×π×300= r/min经查表按推荐的传动比合理范围，，一级圆柱直齿轮减速器传动比i1=3~6，链传动的传动比i2=2~5，则总传动比合理范围为i a=6~30，电动机转速的可选范围为n d = i a×n = (6×30)×= ~3438r/min。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132S-4的三相异步电动机，额定功率为,满载转速n m=1440r/min，同步转速1500r/min。

2 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比：由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:i a=n m/n=1440/=（2）分配传动装置传动比:i a=i0×i式中i0,i分别为链传动和减速器传动的传动比。

为使链传动的外廓尺寸不致过大，初步取i0=3，，则减速器传动比为:i=i a/i0=3=第四部分计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:n I = n m = 1440 = 1440 r/minn II = n I/i = 1440/ = r/minn III = n II/i2 = 3 = r/min（2)各轴输入功率:P I = P d×= ×= KWP II = P I×= ××= KWP III = P II×= ××= KW则各轴的输出功率：P I' = P I×= KWP II' = P II×= KWP III' = P III×= KW(3)各轴输入转矩:T I = T d×i0×电动机轴的输出转矩:p dT d = 9550×= 错误!Nmn m所以：T I = T d×= ×= NmT II = T I×i×= ×××= NmT III = T II×i2×= ×3××= Nm 输出转矩为：T I' = T I×= NmT II' = T II×= NmT III' = T III×= Nm第五部分链传动和链轮的设计1 选择链轮齿数z1，z2假设链速v=~3m/s，查表得z1≥17，故选取：z1=25；大链轮齿数：z2=i2×z1 = 3×25 = 75，取z2 = 752 确定计算功率P ca查表7-7得K A= 1，则：P ca = K A×P II' = 1×=3 确定链节数L p'初选中心距a0 = 40p，则链节数为：L p' = 2a0p+z1+z22+⎝⎛⎭⎪⎫z2-z12π2pa0= 2×40pp+25+752+⎝⎛⎭⎪⎫75-252π2p40P= 取：L p = 1324 确定链节距p由式（7-15），链传动的功率为：P0≥PcaK Z K L K P由图7-11，按小链轮转速估计，链工作在功率曲线的左侧，查表7-8得：K Z = 错误!= 错误!K L = 错误!= 错误!选取单排链，查表7-9，K P = 1P0≥错误!由P0=和小链轮的转速n2=min查图7-11选取链号为08A，再由表7-1查得链节距p = mm。

由点（n1，P0)在功率曲线的左侧，与所选系数K Z、K L一致。

5 确定中心距a = p4[⎝⎛⎭⎪⎫L p-z2+z12+⎝⎛⎭⎪⎫L p-z2+z122-8⎝⎛⎭⎪⎫z2-z12π2]错误!= mm中心距减少量Δa = ~a = ~×= ~ mm 实际中心距a' = a-Δa = ~ = ~ mm 取a' = 510 mm6 验算链速Vv =z1n1p 60×1000=25××60×1000= m/s7 计算作用于轴上的压轴力F e = 1000Pv= 错误!= 2406 NF p≈= ×2406 = 2887 N第六部分齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算1 齿轮材料、热处理及精度：考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故选用一级圆柱直齿轮减速器，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面。

材料：高速级小齿轮选用45号钢调质，齿面硬度为小齿轮：250HBS。

高速级大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为大齿轮：200HBS。

取小齿齿数：Z1 = 20，则：Z2 = i12×Z1 = ×20 = 84 取：Z2 = 842 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：d1t≥32Kt T 1ψd×u±1u×⎝⎛⎭⎪⎪⎫Z H Z E[σH]2确定各参数的值:1) 试选K t =2) T1 = Nm3) 选取齿宽系数d = 14) 由表8-5查得材料的弹性影响系数Z E = MPa5) 由图8-15查得节点区域系数Z H =6) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:Hlim1 = 610 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限:Hlim2 = 560 MPa。

7) 计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N1 = 60nkt h = 60×1440×1×10×300×2×8 = ×109大齿轮应力循环次数：N2 = 60nkt h = N1/u = ×109/ = ×1088) 由图8-19查得接触疲劳寿命系数:K HN1 = ,K HN2 =9) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:[H]1 = K HN1σHlim1S= ×610 = MPa[H]2 = K HN2σHlim2S= ×560 = MPa许用接触应力:[H] = ([H]1+[H]2)/2 = +/2 = MPa3 设计计算:小齿轮的分度圆直径:d1t:d1t≥32Kt T1ψd×u±1u×⎝⎛⎭⎪⎪⎫Z H Z E[σH]2 = 错误!= mm4 修正计算结果：1) 确定模数：m n =d1tZ1= 错误!= mm 取为标准值: mm。

2) 中心距：a = ⎝⎛⎭⎪⎫Z1+Z2m n2=()20+84×2= 130 mm3) 计算齿轮参数：d1 = Z1m n = 20×= 50 mmd2 = Z2m n = 84×= 210 mmb = φd×d1 = 50 mmb圆整为整数为：b = 50 mm。

4) 计算圆周速度v:v =πd1n160×1000= 错误!= m/s由表8-8选取齿轮精度等级为9级。

5 校核齿根弯曲疲劳强度：(1) 确定公式内各计算数值：1) 由表8-3查得齿间载荷分配系数：K H= ，K F= ；齿轮宽高比为：bh =b[(2h*a+c*)mn]= 错误!=求得:K H= +d2+×10-3b = +×+×10-3×50 =，由图8-12查得：K F=2) K = K A K V K F K F= 1×××=3) 由图8-17、8-18查得齿形系数和应力修正系数：齿形系数:Y Fa1 = Y Fa2 =应力校正系数:Y Sa1 = Y Sa2 =4) 由图8-22c按齿面硬度查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为：Flim1 = 245 MPa Flim2 = 220 MPa5) 同例8-2：小齿轮应力循环次数:N1 = ×109大齿轮应力循环次数:N2 = ×1086) 由图8-20查得弯曲疲劳寿命系数为：K FN1 = K FN2 =7) 计算弯曲疲劳许用应力，取S=，由式8-15得：[F]1 = K FN1σFlim1S= 错误!=[F]2 = K FN2σFlim2S= 错误!=Y Fa1Y Sa1[σF]1= 错误!=Y Fa2Y Sa2[σF]2= 错误!= 小齿轮数值大选用。