1、展開式二級圓柱齒輪減速器(二)1.設計題目 用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器。傳動裝置簡圖如右圖所示。(1)帶式運輸機數(shù)據(jù)見數(shù)據(jù)表格。(2)工作條件單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動。運輸帶速度允許速度誤差為5%。(3)使用期限工作期限為十年，檢修期間隔為三年。(4)生產(chǎn)批量及加工條件小批量生產(chǎn)。2.設計任務1)選擇電動機型號；2)確定帶傳動的主要參數(shù)及尺寸；3)設計減速器；4)選擇聯(lián)軸器。3.具體作業(yè)1)減速器裝配圖一張；2)零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；3)設計說明書一份。4.數(shù)據(jù)表運輸帶工作拉力F/N1900180016002200225025002450

2、190022002000運輸帶工作速度v/(m/s)1.31.351.41.451.51.31.351.451.51.55運輸帶滾筒直徑D/mm250260270280290300250260270280目錄第一章 緒論41.1 選題的目的和意義41.2 研究的內(nèi)容及選用方法4第二章 設計要求4第三章 傳動系統(tǒng)的整體設計5 3.1 選擇電動機5 3.1.1 類型5 3.1.2 電動機容量選擇5 3.1.3 電動機的轉(zhuǎn)速選擇6 3.2 傳動比分配6 3.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)7第四章 傳動零件設計8 4.1 V帶傳動的設計8 4.1.1 V帶的基本參數(shù)8 4.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設計11

3、 4.2 齒輪傳動設計（高速級）114.2.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)114.2.2 按齒面強度設計114.2.3 按齒根彎曲強度設計13 4.3 齒輪傳動設計（低速級）15 4.3.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)154.3.2 按齒面強度設計154.3.3 按齒根彎曲強度設計174.3.4 斜齒輪各參數(shù)的確定19第五章 各軸設計方案21 5.1 軸的設計21 5.2 中間軸的設計及軸承的選取22 5.3 中間軸的受力和彎矩圖22 5.4 高速軸的設計及聯(lián)軸器的選取26 5.5 低速軸的設計及聯(lián)軸器的選取27第六章 減速器箱體與附件的設計27第七章 潤滑與密封29第八章 設

4、計小結(jié)29參考文獻30第一章 緒論1.1 選題的目的和意義減速器是指原動機與工作機之間獨立封閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速并相應地增大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。 減速器的種類很多，這里我們涉及圓柱齒輪組成的減速器，最普遍的是展開式二級圓柱齒輪減速器，它是兩級減速器中最簡單、應用最廣泛的一種。二級圓柱齒輪減速器分為展開式、分流式、同軸式，i=840，用斜齒、直齒、人字齒。兩級大齒輪直徑接近，有利于浸油潤滑。軸線可以水平、上下、垂直布置。它的齒輪相對于支撐位置不對稱，當軸產(chǎn)生變形時，載荷在齒輪上分布的不均勻，因此，軸應設計的具有較大的剛度，并使齒輪遠離輸入端或輸出端。

5、我們通過對減速器的研究與設計，我們能在另一個角度了解減速器的結(jié)構(gòu)、功能、用途和使用原理等，同時，我們也能將我們所學的知識應用于實踐中。在設計的過程中，我們能正確的理解所學的知識，而我們選擇減速器，也是因為對我們過控專業(yè)的學生來說，這是一個很典型的例子，能從中學到很多知識。1.2 研究的內(nèi)容及選用的方法我們本次設計的題目是二級圓柱斜齒輪減速器，我們對這次設計的對象有了更深入的了解。另外，我們通過設計可以更加詳盡的了解各部分的功能和設計要求，比如，帶輪的設計、齒輪的設計及軸的設計、箱體的各部分零件的尺寸計算等等。同時，我們還要選取其它附屬部件，如鍵、軸承、聯(lián)軸器等。在本次設計中，我們將運用CAD輔

6、助繪圖，這也給我們帶來了極大的便利。第二章設計要求設計條件：運輸帶工作拉力：F=2000N運輸帶的速度：； 運輸帶滾筒的直徑：；載荷性質(zhì)：空載起動,單向、連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動。工作時間：；工作壽命：10年（設每年工作300天）。第三章 傳動系統(tǒng)方案的總體設計3.1電動機的選擇 3.1.1選擇電動機類型 Y系列三相異步電動機。3.1.2電動機容量選擇根據(jù)已知條件由計算得知工作機所需有效功率設： 一對流滾動軸承效率。 =0.99計 算 及 說 明結(jié) 果為齒式聯(lián)軸器的效率。 =0.99為8級齒輪傳動的效率。 =0.97輸送機滾筒效率。 =0.96估算傳動系統(tǒng)的總效率：工作機所需的電動機功率為：

7、 Y系列三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)中應滿足：。,因此綜合應選電動機額定功率3.1.3、電動機的轉(zhuǎn)速選擇根據(jù)已知條件由計算得知輸送機滾筒的工作轉(zhuǎn)速方案比較方案號型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比Y160M411.0KW1500146024.31Y160L611.0KW100097016.01通過兩種方案比較可以看出：方案選用電動機的總傳動比為15.99，適合于二級減速傳動，故選方案較為合理。Y160L6型三相異步電動機額定功率為11.0kw，滿載轉(zhuǎn)速為970r/min,電動機中心高H=160mm，軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器，軸段的直徑和長度分別為：D=42mm、E=110mm3.2傳動比的分配帶式輸送

8、機傳動系統(tǒng)的總傳動比：.1 傳動系統(tǒng)各傳動比為：計 算 及 說 明結(jié) 果3.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩的計算如下：0軸電動機軸 1軸減速器中間軸 2軸減速器中間軸 3軸減速器低速軸4軸工作機 計 算 及 說 明結(jié) 果軸號電動機減速器工作機0軸1軸2軸3軸4軸轉(zhuǎn)速1440144030382.7982.79功率3.823.593.443.313.24轉(zhuǎn)矩23.8723.63104368360聯(lián)接、傳動件聯(lián)軸器齒輪齒輪聯(lián)軸器傳動比14.753.661傳動效率0.990.96030.96030.9801(單位：； PkW; TNm 帶的速度合適。5、確定V帶的基準長

9、度和傳動中心距：1）中心距：初選中心距取中心距 ，符合2）基準長度：對于A型V帶選用3）實際中心距：6、驗算小輪上的包角：由得小輪合適主動輪上的包角合適。7、計算V帶的根數(shù)：1），查機械設計基礎表13-3得：；2），查表得：；3）由查表得，包角修正系數(shù)4）由，與V帶型號A型查表得：綜上數(shù)據(jù)，得取合適。8、計算預緊力（初拉力）：根據(jù)帶型A型查機械設計基礎表13-1得：9、計算作用在軸上的壓軸力：其中為小帶輪的包角。10、V帶傳動的主要參數(shù)整理并列表：帶型帶輪基準直徑(mm)傳動比基準長度(mm)A31800中心距（mm）根數(shù)初拉力(N)壓軸力(N)614.541251005.94.1.2 帶輪結(jié)

10、構(gòu)的設計 1帶輪的材料： 采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200） 2. 帶輪的結(jié)構(gòu)形式： V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準直徑有關。小帶輪接電動機，=90mm 較小，所以采用實心式結(jié)構(gòu)帶輪。4.2 齒輪傳動設計（高速級）4.2.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。1)選用斜齒圓柱齒輪傳動2)運輸機為一般工作機，速度不高，故用7級精度（GB10095-88）3)材料選擇。 由文獻【一】表10-1得可選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，二者材料硬差為40HBS。4)選取小齒輪齒數(shù)Z1=17，大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=4.7517=79.75取Z2=80。5)選取螺旋角。初螺旋角為=14

11、04.2.2 按齒面強度設計即：1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值（1） 試選Kt=1.6（2） 由文獻【一】圖10-30得ZH=2.433（3） 由文獻【一】圖10-30得：（4） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩P1/n1=95.51053.59/1440=2.5104Nm各參數(shù)如左圖所示計 算 及 說 明結(jié) 果(5) 文獻【一】表10-7得：(6) 文獻【一】表10-6得：材料彈性影響系數(shù)(7)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的疲勞強度極限。(8)設每年工作時間按300天計算(9)由文獻【一】圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)(10)疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=

12、1。2)計算(1)小齒輪分度圓直徑d1t(2)計算圓周的速度：(3)計算齒寬b及模數(shù)mnt計 算 及 說 明結(jié) 果H=2.25mnt=2.045mm b/h=35.83/4.6=7.789(4)計算重合度(5)計算載荷系數(shù)K根據(jù)v=2.7m/s、7級精度，由文獻【一】圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.10;由查得：KH=1.41;KF=1.3;KHa=KFa=1.4(6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的(7)計算模數(shù)Mn 4.2.3 按齒根彎曲強度設計： 1）確定計算參數(shù)(1)計算載荷系數(shù)(2)根據(jù)縱向重合度1.35,從圖10-28查得(3)計算當量齒數(shù)： (4)查取齒形系數(shù)，由表10-5查得：(5

13、)查取應力校正系數(shù)，由表10-6得：(6)由圖10-20C得小齒輪的彎曲疲勞強度極限FE1=500MPa計 算 及 說 明結(jié) 果大齒輪的彎曲疲勞強度極限(7)由圖10-18查得彎曲疲勞強壽命系數(shù)KFN1=0.85,KFN2=0.88(8)計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)1.4(9)計算大、小齒輪下面的值，并加以比較。大齒輪的數(shù)值大)設計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)Mn大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取Mn=2.0mm,已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸強度極限算得分度圓直徑d1=39.66mm來計算應有的齒數(shù)。于是由取則3)幾何尺寸計算)計

14、算中心距將中心距圓整為113mm2)按圓整后中心距修正螺旋角mm計 算 及 說 明結(jié) 果)計算大、小齒輪的分度圓直徑 )計算齒輪寬度圓整后取4.3 齒輪傳動設計（低速級） 4.3.1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。1)選用斜齒圓柱齒輪傳動2)運輸機為一般工作機器，速度高，故用7級精度（GB10095-88）3)材料選擇。 由文獻【一】表10-1得可選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，二者材料硬差為40HBS。4)選取小齒輪齒數(shù)Z1=17，大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=3.6617=62取Z2=62。5)選取螺旋角。初螺旋角為=1404.3.2 按齒面強度設計即：2） 確定公式

15、內(nèi)的各計算數(shù)值（1）試選Kt=1.6（2）由文獻【一】圖10-30得ZH=2.433（3）由文獻【一】圖10-30得：計 算 及 說 明結(jié) 果(4)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩P2/n2=95.51053.7818/1440=25.0767104Nm(5) 文獻【一】表10-7得：(6) 文獻【一】表10-6得：材料彈性影響系數(shù)(7)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限。(8)設每年工作時間按300天計算(9)由文獻【一】圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)(10)疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1。2)計算(1)小齒輪分度圓直徑d1t(2)計算圓周

16、的速度：(3)計算齒寬b及模數(shù)mnt 計 算 及 說 明結(jié) 果H=2.25mnt=2.045mm b/h=60.19/7.7=7.8(4)計算重合度(5)計算載荷系數(shù)K根據(jù)v=1m/s、7級精度，由文獻【一】圖10-8查得動載系數(shù)Kv=0.7;由查得：KH=1.422;KF=1.33;KHa=KFa=1.4(6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的(7)計算模數(shù)Mn 4.3.3 按齒根彎曲強度設計： 1）確定計算參數(shù)(1)計算載荷系數(shù)(2)根據(jù)縱向重合度1.35,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)(3)計算當量齒數(shù)： H=2.25mm計 算 及 說 明結(jié) 果(4)查取齒形系數(shù)，由表10-5查得：(5)查

17、取應力校正系數(shù)，由表10-6得：(6)由圖10-20C得小齒輪的彎曲疲勞強度極限FE1=500MPa大齒輪的彎曲疲勞強度極限(7)由圖10-18查得彎曲疲勞強壽命系數(shù)KFN1=0.85,KFN2=0.88(8)計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)1.4(9)計算大、小齒輪下面的值，并加以比較。大齒輪的數(shù)值大)設計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)Mn大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取Mn=3mm,已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸強度極限算得分度圓直徑d1=86.26mm來計算應有的齒數(shù)。于是由取則計 算 及 說 明結(jié) 果3）.幾何尺寸計算)計算中心

18、距將中心距圓整為139mm2)按圓整后中心距修正螺旋角)計算大、小齒輪的分度圓直徑)計算齒輪寬度圓整后?。?.3.4 斜齒輪各參數(shù)的確定名稱符號高速1齒高速2齒低速1齒低速2齒螺旋角13.4013.4014.25014.250法面模數(shù)2.52.533端面模數(shù)2.572.573.093.09法面壓力角200200200200端面壓力角20.5020.5020.6020.60法面齒距7.857.859.429.42端面齒距8.708.709.729.72法面齒頂高系數(shù)1111法面頂隙系數(shù)0.250.250.250.25法面基圓齒距7.387.388.858.85齒頂高2.52.533齒根高3.12

19、53.1253.753.75法面齒厚3.9253.9254.714.71齒頂圓直徑71.82308.2692.52308.82齒根圓直徑60.57297.0179.52295.82分度圓直徑66.82303.2686.52302.82基圓直徑62.59284.0680.99283.46計 算 及 說 明結(jié) 果 第五章 各軸設計方案5.1軸的設計軸的布置如下圖： 計 算 及 說 明結(jié) 果5.2 中間軸的設計及軸承的選取1、初選軸的最小直徑與計算各段軸長。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻【二】表15-3取A0=112，于是得。輸出軸的最小直徑顯然是是安裝滾動軸承處的直徑，由文獻【二】附表E-

20、2，根據(jù)軸最小直徑23.17mm，可選標準軸球軸承的安裝直徑為40mm，即軸的直徑為40mm，那么寬B=13mm.由文獻【二】表5-2得d2=35mm考慮相鄰齒輪軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸S=10mm；考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸K=10mm；為保證黨總支軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，訂入尺寸C=5mm。2、受力分析（如下頁圖示）5.3 中間軸的受力和彎矩圖如下計 算 及 說 明結(jié) 果3、求水平面內(nèi)的支承力，作水平面的彎矩圖 由軸的水平面的受力圖可得：彎矩圖如上圖4、求垂直面內(nèi)的支承力，作垂直面的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如上圖所示。5、求支承反力、作軸的合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖。計 算 及

21、 說 明結(jié) 果(軸向力Fa1、Fa2用于支承軸的滾動軸承擬選用深溝球軸承，并采用丙端固定式組合方式，故軸向力作用在軸承A、B上)彎矩圖如上圖所示6、軸的初步計算經(jīng)查資料軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理此處開有一個鍵槽時，直徑增大4%，所以 7、軸的結(jié)構(gòu)設計按經(jīng)驗公式，減速器高速級從動軸的危險截面直徑：由文獻【二】表5-1，取減速器中間軸的危險面直徑d =65mm.軸的最小直徑取d2就不當了，應定為：60mm(為軸承處直徑大小)8、鍵的選取：由文獻【二】附錄G可得：bh=1811,軸:-0.0430轂：0.0215; 深度：軸：7（00.2）,轂：4.4(00.2); 半徑：r=0.250.40RB=

22、2829.57合彎矩大小左側(cè)所示D=65mm計 算 及 說 明結(jié) 果5.4 高速軸的設計及聯(lián)軸器的選取 1、初選軸的最小直徑與計算各段軸長。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻【二】表15-3取A0=112，于是得。輸出軸的最小直徑顯然是是安裝聯(lián)軸器處的直徑。2、初步選定聯(lián)軸器和計算轉(zhuǎn)矩：Tca=KAT1由文獻【二】表14-1得KA=1.3; Tca=1.387330=Nmm查標準Gb/T5014-1985或手冊，選用TL5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為Nmm；半聯(lián)軸器的孔徑d1=25;半聯(lián)軸器長度L=62mm；轂孔長度L1=44mm。由文獻【二】表5-2得：d1=25 時，d2= d1+3

23、.1c=25+3.11.6=29.9mm3、選角接觸球軸承由文獻【二】附表E-3可選7006C:d3=35mm, D=62mm, B=14mm4、d4=d2+3.11.6=39.96; 取d4=40mm5、鍵的選取1）聯(lián)軸器處鍵的選取2)齒輪處鍵的選取6、軸的跨度跟據(jù)中間軸的尺寸來定。（標注如附錄二）d1=25d2= 30mmd3=35mmd4=40mmd5=46mm計 算 及 說 明結(jié) 果5.5 低速軸的設計及聯(lián)軸器的選取 1、初選軸的最小直徑與計算各段軸長。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻【二】表15-3取A0=112，于是得。輸出軸的最小直徑顯然是是安裝聯(lián)軸器處的直徑。2、聯(lián)軸器的

24、計算轉(zhuǎn)矩：Tca=KAT3由文獻【二】表14-1得KA=1.3; Tca=1.3=Nmm查標準Gb/T5014-1985或手冊，選用TL5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為Nmm；半聯(lián)軸器的孔徑d1=60;半聯(lián)軸器長度L=142mm；轂孔長度L1=107mm。由文獻【二】表5-2得：d1=60mm時，d2= d1+3.5c=60+3.52=67mm3、選角接觸球軸承由文獻【二】附表E-3可選7014C:d3=70mm, D=110mm, B=20mm4、d4=74mm5、鍵的選取1）齒輪處鍵的選取2)聯(lián)軸器處鍵的選取d1=60mmd2=67mmd3=70mmd4=84mm第六章 減速器箱體與附件的

25、設計減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式結(jié)果箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑M16地腳螺釘數(shù)目a250,n=44軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M12箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）M10軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）M8視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M6定位銷直徑=（0.70.8）6，至外機壁距離查參考文獻1表4-2221816，,至凸緣邊緣距離查參考文獻1表4-2201614外機壁至軸承座端面距離=+（812）42大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離47.5齒輪端面與內(nèi)機壁距離12機蓋，機座肋厚軸承端蓋外徑+（55.5）77軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離94通氣簡易式通氣器選用M201.5 油尺選用M12 第七章 潤滑與密封1 傳動件的潤滑對于二級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，齒輪圓周速度小于等于12m/s,所以采用浸油潤滑，將傳動件的一部分浸入油中，傳動件回