二级直齿圆柱齿轮减速器的设计

目录

机械设计课程设计任务 (2)

1、传动装置总体设计 (3)

1.1传动方案分析 (3)

1.2、该方案的优缺点 (3)

1.3、传动方案确定 (3)

2、电动机的选择 (3)

2.1电动机类型和结构型式 (3)

2.2 选择电动机容量 (4)

3、机构的运动分析及动力参数选择与计算 (4)

3.1总传动比的确定及各级传动比的分配 (4)

3.2运动和动力的参数计算 (5)

4 、V带设计及计算 (6)

4.1 原始数据 (6)

4.2 设计计算 (6)

5 、各齿轮的设计计算 (8)

5.1、高速级减速齿轮设计 (8)

5.2、低速级减速齿轮设计 (10)

6 、轴的设计计算及校核 (11)

6.1 低速轴的结构设计 (11)

6.2、中速轴尺寸 (15)

6.3、高速轴尺寸 (16)

7、键联接强度校核 (16)

7.1低速轴齿轮的键联接 (16)

7.2 低速轴联轴器的键联接 (16)

8、轴承选择计算 (17)

8.1 减速器各轴所用轴承代号 (17)

8.2低速轴轴承寿命计算 (17)

9．润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择 (19)

10．箱体及其附件的结构设计 (19)

10.1减速器箱体的结构设计 (19)

10.2箱体主要结构尺寸表 (20)

10.3减速器附件的结构设计 (20)

11.设计总结 (21)

12、参考资料 (22)

机械设计课程设计任务

一.设计题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器（第10组数据）

寝室号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

F 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.5

()

kn

V0.8 0.7 0.6 0.75 0.9 1.0 0.8 0.7 0.6 0.7 ()

m

s

D55 450 520 ()

mm

二．运输机的工作条件

工作时不逆转，载荷有轻微的冲击；单班制工作，每年按300天计，轴承寿命为齿轮寿命的三分之一以上。

1.电动机

2.带传动

3.减速器

4.联轴器

5.滚筒

6.传送带

皮带运输机简图

三、设计任务

1.选择电动机型号；

2.计算皮带冲动参数；

3.选择联轴器型号；

4.设计二级斜齿圆柱齿轮减速器。

四、设计成果

1.二级圆柱齿轮减速器装配图一张；

2.零件工作图2张；

3.设计计算说明书1份.

1、传动装置总体设计

1.1传动方案分析

(1)外传动为V带传动。

(2)减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。

(3)方案简图如下：

1.2、该方案的优缺点

该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一种。齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边，以减小因

弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。原动机部分为Y系列三相交流异

步电动机。

总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。

1.3、传动方案确定

电动机选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机；工作机用V带轮传动，而且将带传动布置于高速级；减速器选用闭式直齿圆柱齿轮减速，用二级减速。

2、电动机的选择

2.1电动机类型和结构型式

根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于Y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条

件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。Y(IP44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。电动机选择根据动力源和工作条件，对载荷有轻微冲击，长期工作的机器。故优先选用卧式封闭型Y 系列三相交流异步电动机。

2.2 选择电动机容量

（1）电动机所需功率为

w

d

p

p

η

=

w,

工作机所需要的功率

()w

kw p 为 3.851000

w

FV

kw p =

=

(2) 由电动机至工作机的总效率 η

n ηηηηηη??????=4321

带传动V 带的效率——1η=0.940.97 取1η= 0.96 一对滚动轴承的效率——2η=0.980.995 取2η= 0.99 一对齿轮传动的效率——3η=0.960.98 取3η= 0.97 联轴器的效率——4η=0.990.995 取4η= 0.99 传动滚筒效率5η=0.96

又∵ 4

24212

3450.960.990.970.990.960.825ηηηηηη=????=????=

所需电动机功率为

3.851000

4.67100010000.825

w

FV p

η?=

==?KW 因有点轻微的冲击，载荷基本上平稳，电动机额定功率ed

p

略大于

d

p

即

可。Y 系列电动技术数据，选电动机的额定功率

ed

p

为5.0KW 。

3、机构的运动分析及动力参数选择与计算

3.1 总传动比的确定及各级传动比的分配

3.1.1 理论总传动比'i

1440'5625.7

m w n i n =

=≈

n m : 电动机满载转速1440r/min

n w =60v/∏D=25.7

3.1.2 各级传动比的分配

(1)V 带传动的理论传动比'v i ，初取='v i 3 (2)两级齿轮传动的传动比 '56''18.67'3

h l v i i i i ?=

== (3)齿轮传动中，高低速级理论传动比的分配

取

l

h i i >，可使两极大齿轮直径相近，浸油深度接近，有利于浸油润滑。

同时还可以使传动装置外廓尺寸紧凑，减小减速器的轮廓尺寸。但h i

过大，有可

能会使高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。所以必须合理分配传动比，一般可在

'

)4.1~3.1('l h i i ?=中取，要求d2 l - d2h ≈20～30 mm 。取 ' 1.40'

h l i i = ，又

''18.67h l i i ?= 则

=

'h i 5.12，' 3.65l i =

注意：以上传动比的分配只是初步的。传动装置的实际传动比必须在各级传动零件的参数，如带轮直径、齿轮齿数等确定下来后才能出来，故应在各级传动零件的参数确定后计算实际总传动比。一般总传动比的实际值与设计要求值的允许误差为3% 5%。

3.2运动和动力的参数计算

0轴（电动机轴）

4.67d

kw p

p

=

=

01440min m

r

n n ==

4.67

9550955030.971440

N m p T n

==?

=? 1轴（高速轴）

01

1

2

1

4.670.960.99 4.44kw p p p η

ηη

==

=??=

1

1440

480min '3

v r

i n

n

=== 1

195509550 4.4448088.34i

N m p

T n

==?÷=?

2轴（中间轴）

12

2

3

2

1

1

4.440.990.97 4.26kw p

p p η

ηη

=

=

=??=

1248093.75min

' 5.12h r i n n === 2

22

9550

9550 4.2693.75433.95N m p

T n

==?÷=?

3 轴(低速轴)：

23

2

3

3

2

2

4.260.990.97 4.09kw p

p p η

ηη

=

=

=??=

1393.7525.68min ' 3.65l r i n n === 33

3

95509550 4.0925.681521N m p T n ==?÷=? 4轴（滚动轴）：

34

2

4

4

33

4.090.990.99 4.01kw p

p p η

ηη

=

=

=??=

34

34

25.6825.68

min 1r n n i

=

== 444

95509550 4.0125.681491N m p T n ==?÷=?

4、v 带设计及计算

4.1 原始数据

电动机功率—— 5.0d P = kw 电动机转速——

1440

=d n r/min

V 带理论传动比——'3v i =

工作时不逆转、单班制、工作机为带式运输机

4.2 设计计算

（1） 确定计算功率Pca

Pca =KA ·Pd

根据单班制工作，即每天工作8小时，工作机为带式运输机， 查得工作系数KA=1.1

Pca =KA ×Pd=1.1×5.0= 5.5 kw （2）选取普通V 带带型

根据Pca ，nd 确定选用普通V 带Ａ型。 （3）确定带轮基准直径 dd1和dd2 a. 初选

小带轮基准直径1d d ＝80mm 查小带轮基准直径

180d d mm

=，则大带轮基准直径201380240d d d i d mm =?=?=,

式中ξ为带传动的滑动率，通常取（1%～2%），查表后取2265d d mm

=。

ｂ． 验算带速v

1801440

6.03/601000

601000

d m

d n V m s

ππ??=

=

=?? 在5～25m/s 范围内，Ｖ带充分

发挥。

c. 计算dd2

dd21380240d i d =?=?= mm

（4）确定普V 带的基准长度和传动中心距 根据0.55（dd1+dd2）< a 0< 2（dd1+dd2） 189.75mm< a 0<690mm

初步确定中心距 a 0 = ４00mm

Ld ’ =0

2

12210422a )d d ()d d (a d d d d -+

++π

=2(24080)2400(80240)24400

π

-?+++?

=1318.4mm 取Ld = 1400 mm

计算实际中心距a

a =

=

＝441ｍｍ

（5）验算主轮上的包角1α

()??--

?=3.571801

21a d d d d α

=()()1802408057.3419158.12120?--??÷≈?≥? 主动轮上的包角合适

（6）计算V 带的根数Z

l ca

K K P P P Z α)(00?+=

P0 —— 基本额定功率 P0=0.85ｋｗ ?P0——额定功率的增量 ?P0=0.17 αK ——包角修正系数 α

K =0.93

l

K ——长度系数

l

K =0.9６