二级直齿圆柱齿轮减速器设计书.doc

设计任务书一、 设计课题：带式输送机传动装置设计二、 传动机构示意图原始数据项目传送带从动扭矩T（N·m）输送带工作速度鼓轮直径传动工作 年限参数409.3780.8463008·摘 要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛本设计讲述了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器的设计过程首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）运用Solid Works软件进行齿轮减速器的三维建模设计，生成平面工程1、引言浅谈减速器的发展趋势 1、高水平、高性能圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高 　　2、积木式组合设计基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。

　　3、型式多样化，变型设计多摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围 促使减速器水平提高的主要因素有： ①理论知识的日趋完善，更接近实际（如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等） ②采用好的材料，普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高 ③结构设计更合理 ④加工精度提高到ISO5－6级 ⑤轴承质量和寿命提高 ⑥润滑油质量提高2、电动机的选择2.1. 电动机类型的选择按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机2.2．电动机功率的选择工作机所需功率Pw=Tw·Nw/9550ηw=409.378×53.88／9550×0.96=2.41kw由电动机的至减速器之间的总效率为η=η1η23η32η4η5η1、η2、η3、η4、η5分别为带的传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、齿轮传动联轴器、卷筒轴的轴承、卷筒的效率则η=0.95×0.993×0.972×0.97×0.98=0.82P0=Pw/η=2.40／0.82=2.93 kw选择电动机的额定功率Pm=（1～1.3）P0 查表选取Pm=3kw2.3．确定电动机的转速滚筒轴的工作转速为nW =60×1000×V／πD=60×1000×0.846／3.14× 300=53.88r／min取V带传动比i 1=2～4。

齿轮传动比i2=8～40则总传动比为i总=16～160故电动机转速的可选范围nd=i总×nW =﹙16～160﹚×53.88r／min=﹙862.08～8620.8﹚r／min符合这一范围的同步转速有1500 r／min，再根据计算出的容量，根据【1】第178页表17-7 查得Y100L2-4符合条件型号额定功率同步转速满载转速Y100L2-43 kw15000r／min1430r／min3、计算总传动比及分配各级的传动比3.1. 总传动比i总=nm/nW=1430/53.88=26.543.2．分配各级传动比i1为V带传动的传动比 i1的范围（2～4） i1=2i2为减速器高速级传动比(3～5)i3为低速级传动比(3～5)i4为联轴器连接的两轴间的传动比 i4 =1i总= i1 i2 i3 i4i2 i3=26.54/2=13.27i2=(1.3 i2 i3)1/2=4.15i3=3.194、计算传动装置的传动和动力参数4.1.电动机轴的计算n0=nm=1430n P0= Pd =2.93 T0＝9550×P0／n0＝9550×2.93／1430=19.57N·m4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴)n1=n0／i1 =1430／2=715r／minP1=P0×η1＝2.93×0.95＝2.78kwT1＝9550×P1／n1＝9550×2.78／715＝37.13N·m4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴) n2=n1／i2=715／4.15=172.29r／minP2=P1×η22×η3=2.78×0.992×0.97=2.64kwT2＝9550×P2／n2＝9550×2.64／172.29＝146.33N·m4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴)n3=n2／i3=172.29／3.19＝54.00r／minP3＝P2×η2×η3＝2.64×0.99×0.97＝2.53kwT3＝9550×P3／n3＝9550×2.53／54.00＝447.43N·m4.5.Ⅳ轴的计算(滚筒轴)n4=n3＝54.00r／minP4＝P3×η4×η5＝2.53×0.98×0.97＝2.40kwT4＝9550×P4／n4＝9550×2.40／54.00＝424.44N.m设计结果如下 轴号参数电动机（0）轴Ⅰ轴（高速轴）Ⅱ轴（中间轴）Ⅲ轴（低速轴）Ⅳ轴（滚筒轴）转速n（r/min）1430715172.29 5454功率P(kw) 2.93 2.78 2.64 2.53 2.40转矩T（N.m） 19.57 37.13146.33 447.43 424.44传动比i 2 4.15 3.19 1.0效率η 0.95 0.95 0.96 0.955、传动零件V带的设计计算5.1.确定计算功率 Pd=KA·P额=1.3·3=3.9kw5.2.选择V带的型号 由PC的值和主动轮转速，由【2】表9-4选A型普通V带。

5.3.确定带轮的基准直径dd1 dd2由【2】9-3选取dd1＝100mm 大带轮基准直径为ε＝0.02 dd2＝dd1×n0／n1=100×1430／715＝200mm按【2】表9-3选取标准值dd2＝200mm 则实际传动比i， i ＝dd2／dd1＝200／100＝2主动轮的转速误差率在±5％内为允许值5.4.验算V带的速度 V＝π×dd1×n0／60000＝3.14×100×1430／60000＝7.48m／s 满足v在5～30m／s范围内5.5.确定V带的基准长度Ld和实际中心距a按结构设计要求初定中心距0.55﹙dd1＋dd2）+h≤a ≤2﹙dd1＋dd2﹚【2】查表9-8得h=8mm173≤a≤600 初定中心距a0=300mm L0＝2a0＋π﹙dd1＋dd2﹚／2＋﹙dd2－dd1﹚2／4a0 ＝2×300＋π×（100+200）／2＋（200-100）2／4×300 =1079.33mm 由【1】表9-2选取基准长度Ld＝1120mm 实际中心距a为 a＝a0＋﹙Ld－L0﹚／2 ＝300+﹙1120－1079.33﹚／2 ＝ 320.33mm5.6.校验小带轮包角ɑ1α＝180°－[﹙dd2－dd1﹚／a ]×57.3° ＝180°－[﹙200－100﹚／320.33]×57.3° ＝162.11°＞120°故安全所以符合要求 5.7.确定V带根数Z 查【2】表9-4选取单根V带功率P0＝1.32kw表9-6选取修正功率ΔP0＝0.15kw表9-7选取修正系数Kα＝0.95 表9-2KL＝0.91表9-5KA＝1.2， 且 Pc＝KAP Z≥Pc／[P0] ＝Pc／﹙P0＋ΔP0﹚Kα× KL＝3×1.2／(1.32＋0.15)×0.95×0.91＝2.83圆整得Z=35.8.求初拉力F0及带轮轴的压力FQ 【2】查表9-1取得q＝0.1kg／m F0＝500×Pc﹙2.5／Kα－1﹚／z×V＋qV2 ＝500×3.6×（2.5÷0.95－1）／(3×3.14×100×1430÷60000)+0.1×(3.14×100×1430÷60000)2＝136.47N 轴上压力FQ为 FQ＝2×F0×z×sin(162.11°／2)＝2×136.47×3×sin(162.11°／2) ＝808.86N 5.9.设计结果 选用3根A－1120GB／T11544－1997的V带 中心距320.33mm 轴上压力808.86N 带轮直径100mm和200mm6、减速器齿轮传动的设计计算及校核6.1.高速级圆柱齿轮传动的设计计算6.1.1.选择齿轮材料及精度等级 小齿轮选用40 Cr钢调质,硬度取240HBS。

大齿轮选用45号钢调质，硬度为220HBS因为是普通减速器 故选用9级精度 6.1.2.按齿面接触疲劳强度设计T1=37.13N·m=37130N·mm由【2】表6-5查得K=1.1选择齿轮齿数 小齿轮的齿数取22，则大齿轮齿数Z2=i2·Z1=4.15×22=91,圆整得Z2=91, 实际传动比i2= Z2 /Z1=4.15，选取Ψd=0.4由【2】图6-26接触疲劳极限为 σHlim1 =650MPa σHlim2 =550MPa故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出[σH]2对于调质处理的齿轮，sH =1.1【2】见表6-6 [σH]2=σHlim2÷sH =550÷1.1=500N／mm2 u=i=4.15中心距 a≧(u+1)×[(KT1／Ψu) ×(335／[σH]2) 2]1／3 =（4.15+1）×[(1.1×37130／0.4×4.15﹚×（335／500）]1／3 =114.69mm=2a／(z1+z2)=2×114.69／(22+91)=2.03 由【2】表6-1知 标准模数 m=26.1.3.计算主要尺寸分度圆直径：d1=m Z1=2×22=44mm d2=m Z2=2×91=182mm 齿宽： b1=Ψdd1=0.4×44=17.6mm 故：大齿轮的齿宽取 b1=20mm 小齿轮的齿宽取 b2=25mm 6.1.4.按齿根弯曲疲劳强度校核 查【2】图6-24得 齿形系数 YF1 =2.8 YF2=2.2 许用弯曲应力[σF] 由【2】图6-25查得 [σF]1 =410MPa [σF]2=305MPa σF1= 2KT1 YF1。