机械课程设计减速器设计.docx

目 录封面……………………………………………………………………………………………01目录……………………………………………………………………………………………02一 初步设计…………………………………………………………………………………031． 设计任务书……………………………………………………………………………032． 原始数据………………………………………………………………………………033． 传动系统方案的拟定…………………………………………………………………04二 电动机的选择……………………………………………………………………………041． 电动机的容量选择……………………………………………………………………042． 确定电动机转速………………………………………………………………………053． 电动机型号的选定……………………………………………………………………05三 计算传动装置的运动和动力参数……………………………………………………..061． 计算总传动比…………………………………………………………………………062． 合理分配各级传动比…………………………………………………………………063． 各轴转速、输入功率、输入转矩的计算……………………………………………06四 传动件设计计算………………………………………………………………………....081． 高速级斜齿轮的设计计算…………………………………………………………....082． 低速级斜齿轮的设计计算...........................................................................................12五 轴的设计…………………………………………………………………………………161． 低速轴Ⅲ的设计………………………………………………………………………162． 中间轴Ⅱ的设计………………………………………………………………………243． 高速轴Ⅰ的设计………………………………………………………………………28六 滚动轴承的设计计算……………………………………………………………………311． 低速轴Ⅲ上轴承的计算………………………………………………………………312． 中间轴Ⅱ上轴承的计算………………………………………………………………323． 高速轴Ⅰ上轴承的计算………………………………………………………………33七 连接的选择和计算………………………………………………………………………341． 低速轴Ⅲ上键和联轴器的设计计算…………………………………………………342． 中间轴Ⅱ上键的设计计算……………………………………………………………363． 高速轴Ⅰ上键和联轴器的设计计算…………………………………………………37八 减速器润滑方式、润滑剂及密封方式的选择…………………………………………381． 齿轮的润滑方式及润滑剂的选择……………………………………………………382． 滚动轴承的润滑方式及润滑剂的选择………………………………………………393． 密封方式的选择………………………………………………………………………39九 减速器箱体及附件的设计…….………………………………………………………...401． 箱体设计……………………………………………………………………………….402． 减速器附件设计……………………………………………………………………….41十 设计体会与小结………………………………………………………………………….42十一 参考文献………………………………………………………………………………….42一 . 初步设计1.设计任务书（1）：工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，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：小批量生产。

7）：工作机效率：ηw=0.96 2.原始数据 题号参数13运输带工作拉力F/KN4.2运输带工作速度v/(m/s)1.5卷筒直径D/mm400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3.传动系统方案的拟定（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）二. 电动机的选择 按照设计要求以及工作条件选用三相鼠笼异步电动机，Y系列，额定电压380V. (1)：电动机的容量选择 根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率Pw Pw=Fv1000ηw=2300N×1.15m/s1000×0.96=2.755kw设： η1——联轴器效率，η1=0.99 η2——对滚动轴承的效率，η2=0.98. η3——闭式圆柱齿轮传动效率，η3=0.96 ηw___工作机效率，ηw=0.96从而得到传动系统的总效率ηa=η12·η24·η32=0.992·0.984·0.962=0.8332工作机所需功率为：Pd=Pwηa=2.7550.8832=3.3kw(2)电动机转速的选择根据已知条件由计算得知输送机滚筒转速：nw=60×1000vπd=82r/min.按表9.1推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比i∑ˊ=8～40,所以电动机的可选范围为：nd=i∑ˊnw=(8～40)×82=(656～3280)r/min综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量及价格因素，为使传动装置紧凑，，决定采用同步转速为1000r/min的电动机。

根据电动机类型、容量和转速，由电机产品目录或有关手册选定电动机型号为Y132M1-6其主要性能如表2.2所示 表2.2 Y160M-6型电动机的主要性能电动机型号额定功率/kw满载转速/(r·min-1)起动转矩最大转矩Y132M1-649602.02.0 由表3.3查得电机中心高H=160㎜轴伸出部分用于装联轴器段直径与长度分别为：D=42㎜,E=110㎜.3、传动比的分配带式传动机的总传动比为：i=nmnw=96082=11.71分配传动比i∑=iⅠ×iⅡ考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取iⅠ=1.4i∑=1.4×11.71=4.0.iⅡ=i∑iⅠ=11.714.0=2.934、传动系统的运动和动力参数计算（1）各轴的转速 Ⅰ轴 nⅠ=nm=960r/min.Ⅱ轴 nⅡ=nⅠiⅠ=9604.0=240r/minⅢ轴 nⅢ=nⅡiⅡ=2402.93=81.9r/min卷筒轴 n卷= nⅢ=81.9r/min（2）各轴输入功率Ⅰ轴 PⅠ=Pdη1=3.3×0.99=3.267kw.Ⅱ轴 PⅡ= PⅠ·η2·η3=3.267×0.98×0.96=3.07kwⅢ轴 PⅢ= PⅡ· η2·η3=3.07×0.98×0.96=2.89kw卷筒轴P卷= PⅢ·η2·η1=2.89×0.98×0.99=2.8kw（3）各轴的输入转矩 电动机的输出转矩Td为Td=9.55×106pdnm =9.55×106×3.3960=3.28×104N·㎜故Ⅰ轴 TⅠ=Tdη1=32828.1×0.99=3.25×104N·㎜故Ⅱ轴TⅡ=TⅠ·η2·η3·iⅠ=32499.8×0.98×0.96×4.0=1.26×105N·㎜Ⅲ轴 TⅢ=TⅡ·η2·η3·iⅡ=126125.4×0.98×0.96×2.93=3.48×105N·㎜卷筒轴 T卷=TⅢ·η2·η1=347670.2×0.98×0.99=3.37×105将上述计算结果汇总于表2.4，以备查用。

轴名功率P/kw转矩T/(N·㎜)转速n/(r·min-1)传动比i效率η电机轴3.3kw3.28×10496010.99Ⅰ3.267kw3.25×1049604.00.94II3.071kw1.26×1052402.930.94III2.89kw3.48×10581.910.97卷筒轴2.8kw3.37×10581.9三、传动系统的总体设计 1.高速级斜齿轮传动的设计计算1.选精度等级、材料及齿数 1）材料选择及热处理 小齿轮1选用45号钢，热处理为调质HBS1=280. 大齿轮2选用45号钢，热处理为调质HBS2=240.两者皆为软齿面 2）运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度 3）选小齿轮齿数z1=22,大齿轮齿数z2=88 4）选取螺旋角β=160 2.按齿面接触疲劳强度设计 d1t≥32KtT1ϕdϵαu±1uZHZEσH2 (1)确定公式内各计算数值1）试选Kt=1.62)由文献【1】图10-30选取区域系数ZH=2.433.3)由文献【1】图10-26查得εα1=0.75，εα2=0.85，εα=εα1＋εα2=1.6.4）小齿轮传递的转矩T1 =3.25×104N·㎜。

5）按 文献【1】表10-7选取齿宽系数ϕd=16)由文献【1】表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa127) 由文献【1】图10-21按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa；大齿轮接触疲劳强度极限σHlim2=550MPa8)由文献【1】式10-13计算应力循环次数N1=60n1jLh=60×960×1×(2×8×300×8)=2.212×109N2=60n2jLh=60×960×1×(2×8×300×8)/4=5.53×108 9)按文献【1】图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.90,KHN2=1.05.10)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由文献【1】式（10-12）得σH1=KHN1σlim1S=0.90×600MPa=540MPaσH2=KHN2σlim2S=1.01×550MPa=577.5MPaσH=σH1＋σH22=540+577.52=558.75MPa（2）计算1）计算小齿轮分度圆直径d1t=32×1.6×3.25×1041×1.6×54×2.433×189.8558.752=38.1㎜2）计算圆周速度V=πd1tn160×1000=π×38.1×96060×1000=1.92m/s.3)计算齿宽b及模数mnt。

b=ϕdd1t=1×38.1=38.1㎜mnt=d1tcosβZ1=38.1×cos16022=1.66㎜h=2.25 mnt=2.25×1.66=3.74㎜b/h==10.24）计算纵向重合度εβ εβ=0.318ϕdZ1tanβ=0.318×1×22× tan160=25）计算载荷系数K已知使用系数KA=1,根据v=1.92m/s,7级精度，由文献【1】。