二级展开式斜齿轮减速器设计.doc

沈阳工程学院课程设计目录一、前言 - 1 -二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算 - 2 -三．传动零件的设计计算 - 5 -四、轴的设计计算及校核： - 10 -五、箱体的设计及说明： - 21 -六、键的选择与校核 - 22 -七、滚动轴承的选择及校核 - 23 -八、连轴器的选择 - 27 -九、润滑与密封 - 27 -设计小结 - 28 -参考资料目录 - 29 -一、前言1.1题目分析题目：设计用于带式运输机的展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器1.1.1本传动机构的特点该减速器结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大刚度高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩的作用下产生的扭转变形将能减缓轴在弯矩作用下产生弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象斜齿轮的特点：是传动的平稳性较直齿轮传动好，且结构紧凑，承载能力高，常用于速度高、载荷大或要求传动紧凑的场合1.1.2本传动机构的作用齿轮减速器介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并降低转速和相应的增大转矩1.2传动方案拟定：此方案选用了V带传动和闭式齿轮传动V带传动布置高于高速级，能发挥它的传动平稳、缓冲吸振和过载保护的优点带传动的特点：是主、从动轮的轴间距范围大。

工作平稳，噪声小能缓和冲击，吸收报动摩擦型带传动有过载保护作用结构简单、成本低、安装方便．但外形轮廓较大摩擦型带有滑动，不能用于分度系统由于带的摩擦起电，不宜用于易燃易爆的场合轴压力大，带的寿命较短不同的带型和材料适用的功率、带速、传动比及寿命范围各不相同二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算2.1选择电动机的容量：2.1.1电动机的类型：选择Y系列电动机为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V2.1.2确定电动机转速: = r/min2.1.3选择电动机容量： 选择电动机所需功率： 选择电动机时应保证电动机的额定功率略大于工作机所需的电动机的功率即可，即工作机所需功率为：= 传动装置总效率： —V带传动效率：0.96—每对滚动轴承的传动效率：0.99—闭式齿轮的传动效率：0.97—联轴器的传动效率：0.99—传动卷筒的传动效率：0.96带入得：== 通常取V带传动比常用范围，二级圆柱齿轮减速器，则总传动比的范围为i=16~160所以电动机转速的可选范围是： 符合这一范围的同步转速有1500，3000 根据电动机所需功率和转速手册有两种适用的电动机型号，因此有两种传动比方案如下：方案 电动机型号额定功率Ped/kw电动机转速（r/min）总传动比同步转速满载转速1Y160M-4113000293044.322Y160L-6111500146022.08方案1电动机重量轻，价格不便宜，传动比大，传动装置外廓尺寸大，制造成本高，结构不紧凑，所以不可取，考虑到电动机的重量和价格等因素，则应该选择方案2，即选定电动机型号为Y160L-6。

2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比： 总传动比: 分配传动比：取则减速器的传动比i为： 取二级斜齿圆柱齿轮减速器高速级的传动比： 则低速极的传动比2.3计算传动装置的运动和动力参数： 将传动装置各轴由高速轴到低速轴依次编号，定为0轴（电动机轴）、 1轴（高速轴）、2轴（中间轴）、3轴（低速轴）、4轴（滚筒轴）；相邻两轴间的传动比表示为、、、；相邻两轴间的传动效率、、、；各轴的转速为、、、；各轴输入转矩为、、、；则各轴的运动和动力参数为： 0轴（电机轴）KW 1轴（高速轴）KW 2轴（中间轴）KW 3轴（低速轴）KW 4轴（滚筒轴）运动和动力参数如下表：轴名功率P/KW转矩T/（）转速n/(r/mi)传动比i效率输入输出输入输出电动机 轴7.987.6652.0050.10146020.961轴7.667.58100.2199.167303.860.962轴7.367.29371.66368.12189.122.860.963轴7.077.001021.001010.8966.1310.984轴6.936.65100.2866.13三．传动零件的设计计算3.1设计V带和带轮：3.1.1设计计算普通V带传动（1）计算功率(P=7.98kW,n=1460r/min) 。

2）选V带型号 选用普通V带根据，由课本219页图13-15，选择A型普通V带3）求大、小带轮基准直径取由课本219页查表13-9得，应不小于75mm，现取由式13-9得由表13-9取（4）验算带速： 带速在5~25m/s范围内 合适（5）取V带基准长度和中心距a： 初步选取中心距 取，符合0.7（）2（）即 由式13-2得带长 =1795.56mm 查课本212页表13-2取，由式13-16计算实际中心距：a=（6）验算小带轮包角： 主动轮上的包角合适7）计算V带根数Z：由式13-15得Z= 由=1460/ min， =125mm，由式13-9得传动比，查表13-3得 查表13-5得 由查表13-7得： 查表13-2得则取Z=4根6）求作用在带轮轴上的压力由表13-1得A型带单位长度质量q=0.1kg/m由式13-17得单根V带的初压力： 计算作用在轴上的压轴力：3.2齿轮的结构设计及计算：3.2.1高速级齿轮设计：3.2.1.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数：(1) 按题目传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动(2) 运输机为一般工作机器，速度不变，所以选用8级精度(3) 材料选择由表10-1选择小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC ;;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC ;;由表11-5取；； 由表11-4取；；(4) 按轮齿弯曲强度设计计算由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数小齿轮上的转矩选小齿轮齿数为，则，取83，则实际传动比选取螺旋角，初选螺旋角=15；齿形系数； ；查图11-8得；；由图11-9得；；由于 故应对小齿轮进行弯曲强度计算(5) 法向模数；故取(6) 中心距；取；(7) 确定螺旋角 (8) 则分度圆直径； (9) 齿宽；故取；(10) 验算齿面接触强度:故安全(11) 齿轮的圆周速度；选8级制造精度是合宜的3.2.2低速级齿轮设计:3.2.2.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数：(1) 按题目传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动(2) 运输机为一般工作机器，速度不变，所以选用8级精度(3) 材料选择由表10-1选择小齿轮用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC ;;大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为56~62HRC ;;由表11-5取；； 由表11-4取；；(4) 按轮齿弯曲强度设计计算由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数小齿轮上的转矩选小齿轮齿数为，则，取61，则实际传动比选取螺旋角，初选螺旋角=15；齿形系数； ；查图11-8得；；由图11-9得；；由于 故应对小齿轮进行弯曲强度计算(5) 法向模数；故取(6) 中心距；取；(7) 确定螺旋角 (8) 则分度圆直径； (9) 齿宽；故取；(10) 验算齿面接触强度故安全(11) 齿轮的圆周速度；选8级制造精度是合宜的四、轴的设计计算及校核： 4.1高速轴：4.1.1 初步确定轴的最小直径:选取轴的材料为20CrMnTi，渗碳淬火处理。

根据表15-3，取=100，于是得:4.1.2求作用在齿轮上的受力:圆周力 径向力 轴向力 4.1.3轴的结构设计:选择齿轮轴4.1.3.1拟定轴上零件的装配方案1. 滚动轴承处轴段，D1取为35mm,轴承型号为7207AC，由滚动轴承，档油环及装配关系等确定，L1为39mm2. 高速级小齿轮处轴段，此处为齿轮轴齿轮的齿顶圆d=59.52mm，齿厚为35mm ,故2段L2为35mm,D2为59.52mm3. 过渡轴段，考虑档油环的轴向定位，故取D3为42mm,由装配关系，箱体结构等确定该段的L3为81.5mm4. 滚动轴承处轴段，同1，由滚动轴承，档油环及装配关系等确定，D4为35mm，L4为29mm5. 密封处轴段，根据V带轮的轴向定位要求，以及密封圈的标准（采取粘圈油封）故D5取为30mm,由箱体结构和轴承段、端盖装配关系等确定，L5为71mm.6. V带轮处轴段，根据外伸轴段标准及V带轮厚度，取D6为25mm，L6为42mm4.1.4求轴上的载荷:1．求垂直面的支承反力 2．求水平面的支承反力 3．F力在支点产生的反力4．绘垂直面的弯矩图 5．绘水平面的弯矩图 6．F力产生的弯矩图齿轮中线F力产生的弯矩为7．合成弯矩图 7．轴的转矩 8．求危险截面的当量弯矩从图中可以看出，低速的齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为8．计算危险截面处轴的直径轴的材料为45号刚，调治处理。

由表14-1查得由表14-3查得 则 故 所以 高速轴轴安全合理载 荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T弯矩图如上图所示4.2中间轴：4.2.1初步确定轴的最小直径:选取轴的材料为45钢，调制处理根据表15-3，取=110，于是得:4.2.2求作用在齿轮上的受力:（1）中间大齿轮:圆周力 径向力 轴向力 （2）中间小齿轮:圆周力 径向力 轴向力 4.2.3轴的结构设计:4.2.3.1拟定轴上零件的装配方案1. 滚动轴承段处，D1取为40mm,轴承型号为7208AC，由滚动轴承，档油环及装配关系等确定，L1为42mm2. 低速级小齿轮轴段，按与齿轮的装配关系定D2为45mm，L2为58mm3. 轴环，根据齿轮的轴向定位要求取D3为52mm，L3按照要求取为8mm4. 高速级大齿轮轴段，按与齿轮的装配关系定D4为45mm，L4为28mm.5. 滚动轴承段同1相同，D5为40mm，L5为44.5mm4.2.4求轴上的载荷:1．求垂直面的支承反力 。