机械设计毕业论文2级展开式圆柱齿轮减速器.doc

1主创：王幸. 袁丹机械设计（2级展开式减速器）(任务分配：王幸主要负责说明书，袁丹主要负责装配图，最后共同修改)湖南工贸技师学院 目录设计任务书： 3一 电动机的选择及运动参数的计算 41．1 电动机的选择 41．2 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比 51．3 计算传动装置的运动和动力参数 5二 直齿圆柱齿轮的设计 62. 1 高速级齿轮设计 62. 2 低速级齿轮设计 10三 轴的设计各轴轴径计算 143. 1 高速轴I的设计 133．2 中间轴II的设计 163．2 低速轴III的设计及计算 18四 滚动轴承的选择及计算 254. 1 低速轴III上轴承的计算 25五 键联接的选择及计算 275．1 低速轴III上键和联轴器的设计计算 275．2 中间轴II上键的设计计算 275．3 高速轴I上键和联轴器的设计计算 27六 减速器润滑方式，润滑剂及密封方式的选择 276. 1 齿轮的润滑方式及润滑剂的选择 296. 2 滚动轴承的润滑方式及润滑剂的选择 296. 3 密封方式的选择 29七 减速器箱体及附件的设计 297. 1 箱体设计 317．2 减速器附件设计 32八 减速器技术要求 33结束语 34一、设计任务书设计题目:二级展开式直齿圆柱齿轮减速器工作条件：单向运转，有轻微振动，经常满载，空载启动，单班制工作，使用期限5年，输送带速度容许误差为±5%。

减速器设计基础数据输送带工作拉力F（N） 2.6×103输送带速度v(m/s) 1.0卷筒直径 D(mm) 300 系统简图 带式运输机传动系统简图参见图5 带式输送机由电动机驱动电动机通过连轴器将动力传入减速器,再经连轴器将动力传至输送机滚筒,带动输送带工作传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速器，其结构简单，但齿轮相对轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和低速级都采用直齿圆柱齿轮传动. 一 电动机的选择及运动参数的计算1.1电动机的选择（1）选择电动机类型按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠三相异步电动机2）确定电动机功率 工作装置所需功率按式计算 式中，,，工作装置的效率本例考虑胶带滚筒及其轴承的效率代入上式得： 电动机的输入功率按式计算 式中，为电动机轴至滚筒轴的转动装置总效率由式；取齿轮传动轴承效率，8级精度齿轮传动（稀油润滑）效率，滑块联轴器效率，滚筒轴的轴承效率,滚筒的的效率,则故因载荷平稳，电动机额定功率只需略大于即可，按Y系列中电动机技术数据，选电动机的额定功率为4.0kw.（3）确定电动机转速滚筒轴作为工作轴，其转速为：按推荐的各传动机构传动比范围：单极圆柱齿轮传动比范围，则总传动比范围应为，可见电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速有750r/min，1000r/min和1500r/min三种，为减少电动机的重量和价格，由表8-184选常用的同步转速为1000r/min的Y系列电动机Y132M1-6，其满载转速 。

电动机的安装结构型式以及其中心高、外形尺寸.1.2计算传动装置的总传动比和分配各级传动比（1）传动装置总传动比（2） 分配传动装置各级传动比由式，，取，1.3计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴的转速由式I轴II轴III轴工作轴（2）各轴输入功率由式I轴II轴III轴工作轴（3） 各轴输入转矩由式I轴II轴III轴工作轴电动机轴输出转矩将以上算的的运动和动力参数列表如下： 轴名参数 电动机轴 I轴 II轴 III轴工作轴转速n(r/min)96096024063.6663.66功率P(kW)2.73.153.042.932.83转矩T(Nm)31.9331.33120.97439.55405.04传动比i143.771效率0.970.960.960.98二、 直齿圆柱齿轮减速器的设计 2.1 高速级齿轮的设计2.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用直齿圆柱齿轮传动2）选用8级精度3）材料选择，选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS4）试选小齿轮齿数，大齿轮齿数为。

2.1.2按齿面接触强度设计按设计计算公式进行试算，即 ≥2.32（1）确定公式内的各计算数值①试选载荷系数Kt＝1.3②计算小齿轮传递的转矩 ③选取尺宽系数.④查得材料的弹性影响系数⑤按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限MPa；⑥ 计算应力循环次数＝60njLh＝609601（83005）＝6.912⑦接触疲劳寿命系数:＝0.93；＝1.04⑧计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式得 （2）计算①试算小齿轮分度圆直径d1，代入中较小的值≥==42.164mm②计算圆周速度V V===2.11m/s③计算齿宽b b=d=1×42.164mm=42.164mm④计算齿宽与齿高之比模数 m===1.756mm齿高 =2.25×1.756mm=3.952mmb/h=42.164/3.952=10.669⑤计算载荷系数根据V=2.11m/s,8级精度，查得动载系数=1.13；直齿轮=1查得使用系数KA=1查得8级精度小齿轮相对支撑非对称布置时, =1.450由b/h=10.669，=1.450,查得 =1.40；故载荷系数K=KAKVKHαKHβ=1×1.13×1×1.450=1.639⑥按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得 ==mm=45.549mm⑦计算模数m m=mm=1.89mm2.1.3按齿根弯曲强度设计由式得弯曲强度的设计公式为 m≥（1）确定公式内的各计算数值①查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500Mpa；大齿轮的弯曲疲劳极限强度=380MPa②取弯曲寿命系数=0.87 , =0.91③计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4 见表（10-12）得=（）/S==310.7Mpa= （）/S==247Mpa④计算载荷系数KK=KAKVKFαKFβ=1×1.13×1×1.40=1.582⑤查取应力校正系数 =1.58；=1.80⑥查取齿形系数 查得 =2.17⑦计算大、小齿轮的并加以比较==0.01348==0.01581大齿轮的数值大。

2)设计计算m≥=1.36mm对结果进行处理取mn=1.5mm小齿轮齿数 =/m=43.858/1.5≈30大齿轮齿数 ==4.530=1352.1.4几何尺寸计算(1)计算中心距a=(+)/2=(45+202.5)/2=123.75mm，(2)计算大、小齿轮的分度圆直径=mn=301.5=45mm =mn=1351.5 =202.5mm(3)计算齿轮宽度 b1=50mm，b2=45mm 备注齿宽一般是小齿轮得比大齿轮得多5-10mm2.1.5小结由此设计有模数分度圆直径齿宽齿数小齿轮1.5455030大齿轮1.5202.5451352.2 低速级齿轮的设计2.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用直齿圆柱齿轮传动2）选用8级精度3）材料选择，由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS4）试选小齿轮齿数，大齿轮齿数为，取2.2.2按齿面接触强度设计按设计计算公式（10—9a）进行试算，即 ≥2.32（1）确定公式内的各计算数值①试选载荷系数Kt＝1.3②计算小齿轮传递的转矩。

③选取尺宽系数φd＝1④查得材料的弹性影响系数⑤按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限MPa； ⑥计算应力循环次数＝60njLh＝602401（83005）＝1.728 ⑦查得接触疲劳寿命系数:＝1.04；＝1.11 ⑧计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S＝1，由式得 （2）计算①试算小齿轮分度圆直径d1，代入中较小的值≥==62.145mm②计算圆周速度VV===0.78m/s③计算齿宽bb==1×62.145mm=62.145mm④计算齿宽与齿高之比模数 ===2.589mm齿高 =2.25×2.589mm=5.826mmb/h=62.145/5.82=10.67⑤计算载荷系数根据v=0.71m/s,8级精度，由图10—8查得动载系数=1.05；直齿轮=1查得使用系数KA=1查得8级精度小齿轮相对支撑非对称布置时, =1.459由b/h=10.67，=1.459.查图10—13查得 =1.42；故载荷系数K=KAKVKHαKHβ=1×1.05×1×1.459=1.532⑥按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式得 ==mm=65.64mm⑦计算模数m m=mm=2.735mm2.2.3按齿根弯曲强度设计由式得弯曲强度的设计公式为 m≥（1）确定公式内的各计算数值①查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500Mpa；大齿轮的弯曲疲劳极限强度=380MPa②取弯曲寿命系数=0.91 =0.95③计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4 得=（）/S==325Mpa= （）/S==257.86Mpa④计算载荷系数KK=KAKVKFαKFβ=1×1.05×1×1.42=1.491⑤查取应力校正系数查得 =1.58；=1.77⑥查取齿形系数查得 =2.22⑦计算大、小齿轮的并加以比较==0.01288==0.01524大齿轮的数值大。

2)设计计算m≥=2.12mm对结果进行处理取m=2.5mm小齿轮齿数 =/m=67.25/2.5≈27大齿轮齿数 ==3.3527=90.45，取=912.2.4几何尺寸计算(1)计算中心。