课程设计二级斜齿圆柱齿轮减速器设计(带CAD图).doc

目 录一、课程设计任务书 1二、传动方案的初步拟定 2三、电机的选择 3四、确定传动装置的有关的参数 5五、齿轮传动的设计 8六、轴的设计计算 18八、滚动轴承的选择及校核计算 25九、连接件的选择 27十、减速箱的附件选择 30十一、润滑及密封 31十二、课程设计小结 32十三、参考资料目录 33一、课程设计任务书题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器设计 工作条件：单向运转，轻微震动，连续工作，两班制，使用8年原始数据：滚筒圆周力F=3500N；卷筒转速n=60(rpm)；滚筒直径D=300mm 二、传动方案的初步拟定 如图，减速器与电机、卷筒通过联轴器连接三、电机的选择1、选择电机类型和结构型式电动机分交流和直流电机两种由于直流电机需要直流电源，结构较复杂，价格较高维护不方便，因此用交流电动机，一般用三相交流电源交流电机有异步和同步电机两类异步电机有笼型和绕线型，其中一普通笼型异步电机应用最多其机构简单、工作可靠、价格便宜、维护方便 根据工作要求和条件，选择用三笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型2、选择电动机的容量电动机所需工作功率： KW式中 KW ； 、、、、分别为轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。

取（滚子轴承），（齿轮精度为7级，不包括轴承效率），（齿轮联轴器），则： 所以 KW3、确定电动机转速卷筒轴工作转速为 二级圆柱齿轮减速器传动比 8～40， 故电机转速的可选范围为：（8～40）（480～2400）符合这一范围的同步转速有750、1000和1500 r/minkw根据容量和转速，由有关手册及上网查出有三种适用的电机型号，因此有三种传动方案，如下表： 综合考虑电机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较合适因此选定电机型号为Y132M1-6，其主要性能如下表：经查有关资料电机主要外形和安装尺寸列于下表：四、确定传动装置的有关的参数1、确定传动装置的总传动比和分配传动比 (1)总传动比的计算 由选定电动机满载转速和工作主动轴转速,可得传动装置总传比 式中：r/min； r/min (2)分配传动装置传动比 式中i为减速器的传动比 为高速级传动比，为低速级传动比 由二级圆柱齿轮减速器传动比分配，图（b） =4.5，所以 2、计算传动装置的运动和动力参数如图(a)： （a） 图（b） (1)各轴的转速Ⅰ 轴 r/minⅡ 轴 r/minⅢ 轴 r/min卷筒轴 r/min 式中：——分别为Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ轴的转速；———电机满载转速 。

2)各轴输入功率Ⅰ 轴 KWⅡ 轴 KWⅢ 轴 KW卷筒轴 KW式中：Pd——电动机的输出功率，kw——Ⅰ，Ⅱ,Ⅲ轴的输入功率，kw，（滚子轴承），（齿轮精度为7级，不包括轴承效率），（齿轮联轴器），3)各轴输入转矩电机输出转矩 NmⅠ 轴 NmⅡ 轴 167.25 NmⅢ 轴 565.29 Nm卷筒轴 559.64 Nm五、齿轮传动的设计 （一）高速级齿轮设计1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS大齿轮选用45钢调质，齿面硬度220HBS；根据教材P210表10-8选7级精度齿面粗糙度Ra≤1.6~3.2μm 2、按齿面接触强度设计由标准斜齿圆柱齿轮的设计公式： （教材P218式10-21）（1）确定公式内的个计算数值1）试选2）由教材P218图10-3选取区域系数3) 传动比取小齿轮，大齿轮4）初选取螺旋角°查教材P215图10-26 得，Z对应的=0.87 所以5) 许用接触应力[σH]取失效概率为1%，通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数安全系数S=1.由教材205式10-12得[]由教材P209图10-21查得：σHlimZ1=520Mpa σHlimZ2=460Mpa由教材P206式10-13计算应力循环次数NN1=60njLh=60×960×1×(16×365×8)=2.691×109式中：n---齿轮转速；j---每转一圈同一齿面的系数取；Lh---齿轮的工作寿命。

N2=N1/i=2.691×109/4.5=0.598×109 由教材P207图10-19查得接触疲劳的寿命系数：KHN1=0.90 KHN2=0.94[σH]1=σHlim1 KHN1/S=560×0.90/1.0Mpa=504Mpa[σH]2=σHlim2 KHN2/S=460×0.94/1.0Mpa=432.4Mpa所以 6）小齿轮的传递转矩： = N·mm7）由教材P205表10-7取φd=18）由教材P201表10-6查得材料的弹性系数（2）计算1) 小齿轮分度圆直径，由计算公式得：2) 计算圆周速度3) 计算齿宽及模数4）计算纵向重合度 5）计算载荷系数K已知使用系数，由教材P194图10-8查得动载系数用差值法计算得：得出： 由教材P198图10-13查得由教材P195表10-3查得故载荷系数6） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由教材P式（10-10a）得：7）计算模数3、按齿根弯曲强度设计由教材P218式（10-17）即 （1）确定计算参数 1）计算载荷系数 2） 由纵向重合度从教材P216图10-28查得螺旋角影响系数3）计算当量齿数4）查取齿形系数由教材P200表10-5计算如下：5）查取应力校正系数由教材P200表10-5计算如下：6）由教材P208图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳极限。

7) 由教材P206图10-18取弯曲疲劳强度寿命系数8) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数为，由教材P205式（10-12）得：9）计算大小齿轮的并加以比较小齿轮的数值大（2）设计计算对比结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=2mm，可满足弯曲强度，但为了同时满足疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数，于是有：取=28，则=4.528=126 实际传动比传动比误差：i-u/i=|(4.5-4.5)/4.5|=0%<5% 可用(3) 几何尺寸的计算 1) 计算中心距：取中心距2）按圆整后的中心距修正螺旋角由于值改变不多，故参数等不必修正3）算大小齿轮的分度圆直径4）计算齿轮宽度圆整后取5）结构设计以大齿轮为例因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故选用腹板式结构为宜二）、低速级齿轮设计1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS大齿轮选用45钢调质，齿面硬度220HBS；根据教材P210表10-8选7级精度齿面粗糙度Ra≤1.6~3.2μm 2、按齿面接触强度设计由标准斜齿圆柱齿轮的设计公式： （教材P218式10-21）（1）确定公式内的个计算数值1）试选2）由教材P218图10-3选取区域系数3) 传动比取小齿轮，大齿轮4）初选取螺旋角°查教材P215图10-26 得，Z对应的=0.85 所以5) 许用接触应力[σH]取失效概率为1%，通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数安全系数S=1.由教材205式10-12得[]由教材P209图10-21查得：σHlimZ1=520Mpa σHlimZ2=460Mpa由教材P206式10-13计算应力循环次数NN3=60njLh=60×213.3×1×(16×365×8)=5.98×108式中：n---齿轮转速；j---每转一圈同一齿面的系数取；Lh---齿轮的工作寿命。

N4=N3/i=5.98×108/3.56=2.126×108 由教材P207图10-19查得接触疲劳的寿命系数：KHN1=0.94 KHN2=0.96[σH]1=σHlim1 KHN1/S=560×0.94/1.0Mpa=526.4Mpa[σH]2=σHlim2 KHN2/S=460×0.96/1.0Mpa=443.52Mpa所以 6）小齿轮的传递转矩： = N·mm7）由教材P205表10-7取φd=18）由教材P201表10-6查得材料的弹性系数（2）计算1) 小齿轮分度圆直径，由计算公式得：2) 计算圆周速度3) 计算齿宽及模数4）计算纵向重合度 5）计算载荷系数K已知使用系数，由教材P194图10-8查得动载系数用差值法计算得：得出： 由教材P198图10-13查得2由教材P195表10-3查得故载荷系数7） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由教材P式（10-10a）得：8） 计算模数3、按齿根弯曲强度设计由教材P218式（10-17）即 （1）确定计算参数 1）计算载荷系数 2） 由纵向重合度从教材P216图10-28查得螺旋角影响系数3）计算当量齿数4）查取齿形系数由教材P200表10-5计算如下：5）查取应力校正系数由教材P200表10-5计算如下：6）由教材P208图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳极限。

7) 由教材P206图10-18取弯曲疲劳强度寿命系数8) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数为，由教材P205式（10-12）得：9）计算大小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大（2）设计计算对比结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取=2mm，可满足弯曲强度，但为了同时满足疲。