二級圓柱齒輪減速器設計說明書

機械設計（**）說明書

題目：系別：

專業：學生姓名：

學號：指導教師：

職稱：2023年12月6日

目錄課程設計任務書1

一、傳動方案的擬定及電動機的選擇3

二、v帶選擇4

三．高速級齒輪傳動設計6

四、軸的設計計算10

五、滾動軸承的選擇及計算13

六、鍵聯接的選擇及校核計算14

七、聯軸器的選擇15

八、減速器附件的選擇15

九、潤滑與密封16

十、減速器及其附件的設計16

十一、潤滑與密封設計17

十二、設計小結18

十三、參考資料目錄19

課程設計任務書

設計課題：

設計一用於帶式運輸機上的兩級展開式圓柱齒輪減速器.運輸機連續單向運轉,載荷變化不大,空載起動,捲筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產,使用期限10年(250天/年),2班制工作,運輸容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220v，環境最高溫度35c0。

設計題目：帶式運輸機用展開式二級圓柱齒輪減速器設計。

設計用於帶式運輸機上的展開二級圓柱齒輪減速器。連續單向運轉，空載啟動，中等衝擊，二班制工作，運輸帶速度允許誤差為5%，工作期限為10年。設計原始參數列如下：

運輸機工作壓力f（n）： 1800

運輸機帶工作速度v（m/s）： 1.9

捲筒直徑d（mm190

設計要求:

1.減速器裝配圖一張(a1或a0)。

繪製軸、齒輪零件圖各一張(a3或a2)。

3.設計說明書乙份。

設計步驟:

1. 傳動裝置總體設計方案

2. 電動機的選擇

3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比

4. 計算傳動裝置的運動和動力引數

5. 設計v帶和帶輪

6. 齒輪的設計

7. 滾動軸承和傳動軸的設計

8. 鍵聯接設計

9. 箱體結構設計

10. 潤滑密封設計

11. 聯軸器設計

一、擬定傳動方案

由已知條件計算驅動滾筒的轉速nω,即

r/min

一般選用同步轉速為1000r/min或1500r/min 的電動機作為原動機，因此傳動裝置傳動比約為6或8。根據總傳動比數值，初步擬定出以一級傳動為主的多種傳動方案。

2.選擇電動機

1）電動機型別和結構型式

按工作要求和工作條件，選用一般用途的y（ip44）系列三相非同步電動機。它為臥式封閉結構。

2）電動機容量

（1）滾筒輸出功率pw

（2）電動機輸出功率p

根據傳動裝置總效率及查表2-4得：v帶傳動1=0.945；滾動軸承2 =0.

98；圓柱齒輪傳動 3 =0.97；彈性聯軸器4 =0.99；滾筒軸滑動軸承5 =0.

94。（3）電動機額定功率ped

由表20-1選取電動機額定功率ped =5.5kw。

3）電動機的轉速

為了便於選擇電動機轉速，先推算電動機轉速的可選範圍。由表2-1查得v帶傳動常用傳動比範圍i1 =2~4,單級圓柱齒輪傳動比範圍i2 =3~6，則電動機轉速可選範圍為nd= nω·i1·=573~2292r/min

由表中資料可知兩個方案均可行，方案1相對**便宜，但方案2的傳動比較小，傳動裝置結構尺寸較小，整體結構更緊湊，**也可下調，因此採用方案2，選定電動機的型號為y132m-6。

4）電動機的技術資料和外形、安裝尺寸

由表20-1，20-2查出y132m-6 型電動機的主要技術資料和外形、安裝尺寸，並列表記錄備用（略）。

3.計算傳動裝置傳動比和分配各級傳動比

1）傳動裝置傳動比

2）分配各級傳動比

取v帶傳動的傳動比i1 =2.5，則單級圓柱齒輪減速器傳動比為

所得i2值符合一般圓柱齒輪傳動和單級圓柱齒輪減速器傳動比的常用範圍。

4.計算傳動裝置的運動和動力引數

1）各軸轉速

電動機軸為0軸，皮帶軸為i軸，減速器軸為ⅱ軸，各軸轉速為

n0=nm=960r/min

ni=n0/i1=960/2.5≈384

nii=ni/i2=384/2≈192r/min

2）各軸輸入功率

按電動機額定功率ped 計算各軸輸入功率，即

p0=ped=5.5kw

pi=p01=5.5x0.945≈5.1975kw

pii=pi2 3 =5.1975x0.98x0.97≈4.94kw

3）各軸轉矩

to=9550x p0/n0=9550x5.5/960=54.71n·m

ti=9550x pi/ni=9550x5.1975/384=129.26n·m

tii=9550x pii/nii=9550x4.94/192=245.71n·m

二、v帶選擇

1．選擇v帶的型號

根據任務書說明，每天工作8小時，載荷平穩，由《精密機械設計》的表7-5查得ka =1.0。則

pd=pi·ka =1.0×4.43=4.43kw

根據pd=4.43和n1=960r/min,由《機械設計基礎課程設計》圖7-17確定選取a型普通v帶。

2．確定帶輪直徑d1，d2。

由圖7-17可知，a型v帶推薦小帶輪直徑d1=125～140mm。考慮到帶速不宜過低，否則帶的根數將要增多，對傳動不利。因此確定小帶輪直徑d1=125mm。

大帶輪直徑，由公式d2=id1（1-ε） (其中ε取0.02)

由查《機械設計基礎課程設計》表9-1，取 d2=315mm。

3．檢驗帶速v

v=1.6m/s<25m/s

4．確定帶的基準長度

根據公式7—29：0.7（d1+d2）初定中心距500mm

依據式（7-12）計算帶的近似長度l

= 1708.9mm

由表7-3選取ld=1800mm，kl=1.01

5．確定實際中心距a

=545.6mm

6．驗算小帶包角α1

=1600

7．計算v帶的根數z。

由表7-8查得p0≈1.40，由表7-9查得ka=0.95，由表7-10查得△p0=0.11，則v帶的根數

=3.4根

取z=4

三．齒輪傳動設計

1）選擇材料、精度及引數

小齒輪：45鋼，調質，hb1 =240

大齒輪：45鋼，正火，hb2 =190

模數：m=2

齒數：z1=24

z2=48

齒數比： u=z2/z1=48/24=2

精度等級：選8級（gb10095-88）

齒寬係數ψd: ψd =0.83 （推薦取值：0.8~1.4）

齒輪直徑：d1=mz1=48mm

d2=mz2=96mm

壓力角：a=200

齒頂高：ha=m=2mm

齒根高：hf=1.25m≈2.5mm

全齒高：h=(ha+hf)=4.5mm

中心距：a=m(z1+z2)/2=72mm

小齒輪寬：b1=ψd·d1=0.83×48=39.84mm

大齒輪寬：根據《機械設計基礎課程設計》p24,為保證全齒寬接觸，通常使小齒輪較大齒輪寬，因此得：b2=40mm

1．計算齒輪上的作用力

設高速軸為1，低速軸為2

圓周力：ft1=2t1/d=2279n

ft2=2t/d=2692.9n

徑向力：fr1=f1t·tana=829n

fr2=f2t·tana=980n

軸向力為幾乎為零

2）齒輪許用應力[σ]h [σ]f 及校驗

zh——節點齒合係數。對於標準直齒輪，an=20,β=0,zh=1.76

ze——彈性係數，。當兩輪皆為鋼製齒輪（μ=0.3，e1=e2=2.10x10n/mm2）時，ze=271；

zε——重合係數，。對於直齒輪，zε=1。

.kβ——載荷集中係數，由《精密機械設計》圖8-38選取，kβ =1.08

kv——動載荷係數，《精密機械設計》圖8-39，kv=1.02

計算得 σh=465.00 n·mm-2

——對應於nho的齒面接觸極限應力其值決定於齒輪齒輪材料及熱處理條件，《精密機械設計》表8-10； =2hbs+69=240x2+69=549n·mm-2。

sh——安全係數。對於正火、調質、整體淬火的齒輪，去sh=1.1；

khl——壽命係數。

式中nho：迴圈基數，查《精密機械設計》圖8-41，nho=1.5x107；nh：齒輪的應力迴圈次數，nh=60nt=60x376x60x8=1.08288x107；

取khl =1.06

=529.04 n·mm-2

σh=465.00 n·mm-2≤=529.04 n·mm-2

因此接觸強度足夠

b——齒寬， =0.83x48=39.84；

——許用彎曲應力；

查表8-11得=1.8x240=432 n·mm-2， =1.8， =1 （齒輪雙面受載時的影響係數，單面取1，雙面區0.

7~0.8），（壽命係數）迴圈基數取4x106 ,迴圈次數=60nt=60x376x60x8=1.08288x107 kfl =0.

847≈1

yf——齒形係數。查《精密機械設計》圖8-44，yf=3.73

計算得=240 n·mm-2

σf=113.45 n·mm-2

σf≤因此彎曲強度足夠

四、軸的結構設計

1．軸的材料

選用45鋼

2．估算軸的直徑

根據《精密機械設計》p257式(10-2)，查表10-2

軸的最小直徑取c=110或=30

計算得d1min≈20mm

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