1、目 录 一、传动方案的总体设计 . 1 二、传动装置的总体设计 . 2 三、高速级大小齿轮的设计 . 6 四、低速级大小齿轮的设计 . 10 五、中间轴的设计及校核 . 14 六、高速轴的设计及校核 . 21 七、低速轴的设计及校核 . 29 八、箱体的尺寸设计 . 36 九、润滑油的选择 . 38 结 论 . 39 参考文献 . 40 1 一、传动方案的总体设计 设计热处理车间零件清洗用设备。该传动设备的动力由电动机经减速装置后传至输送带。每日两班制工作，工作年限为 8 年。已知条件：输送带直径 mmD 300 ,输送带速度每秒 63.0 米，输送带 轴所需转矩 mNT 700 。 1.1
2、组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 1.2 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 要求轴有较大的刚度。 1.3 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V 带设置在高速级。 其传动方案如下： 1）外传动为 V带传动。 2）减速器为展开式二级圆柱齿轮减速器 3）方案简图如下： 1、电动机 2、 V 带 3、减速器 4、联轴器 5、输送带带轮 6、输送带 2 二 、传动装置的总体设计 2.1、选 择电动机类型 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、选择电动机功率 工作机所需的电动机输出功率为： wd PP 由于9550ww wTnP
3、 ， 60 1000wn D 所以 6 0 1 0 0 09 5 5 0 9 5 5 0wd wwTn TP D 由电动机至工作机之间的总效率为： 321 2 3 4 5 6w 式中： 1 、 2 、 3 、 4 、 5 、 6 分别为带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率 , 取 1 0.96 ， 2 0.99 ，3 0.97 ， 4 0.97 ， 5 0.98 ， 6 0.96 。 则 320 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 9 7 0 . 9 8 0 . 9 6 0 . 8 0w 所以 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 7 0
4、 0 0 . 6 3 3 . 6 89 5 5 0 9 5 5 0 3 0 0 0 . 8 0d wTP k WD 2.3、确定电动机转速 卷筒轴的工作转速 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 0 . 6 3 4 0 . 1 3 m i n300TnrD ，按推荐的合理传动比范围，取 V 带的传动比 1 24i ，单级齿轮传动比2 35i ，则合理总传动比范围为 18100i ，故电动机转速可选范围为： 3 1 8 1 0 0 4 0 .1 37 2 2 4 0 1 3 m indn i nr符合这一范围的同步转速有 750 minr ， 1000 minr ， 1500 minr
5、 ，3000 minr 再根据计算出的容量由附录 8 附表 8.1 2查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况下表 22 ： 表 22 两级展开式圆柱齿轮减速器电动机型号 方案 电动机 型号 额定 功率edP kW 电动机转速minr 传动装置 的传动比 同步 转速 满载 转速 总传 动比 带传 动比 齿轮传动比 一 160 1 8YM 4 750 720 17.94 3 3.14 二 132 1 6YM 4 1000 960 23.9 2.8 4.5 三 112 1 4YM 4 1500 1440 35.88 3.5 5.385 四 112 2YM 4 3000 2890 7
6、2.02 8 9.003 由表 22 可知选取方案 三中的电动机型号。 2.4、分配传动比 传动装置的总传动比为： 960 2 3 .94 0 .1 3mni n 因总传动比 1 21 22i i i i ，初取 1 2.2i 则齿轮减速器的传动比为： 12 3 .9 1 0 .92 .2ii i 4 按展开式布置，取 21 221.2ii 可算出22 31.2ii，则： 21 10.9 3.653i 2.5、计算运动和动力参数 （ 1）、各轴的功率 I 轴的输入功率： 1 0 1 1 3 . 6 8 0 . 9 6 3 . 5 3ddP P P k W k W II 轴的输入功率： 2 1
7、1 2 1 2 3 3 . 5 3 0 . 9 9 0 . 9 7 3 . 3 9P P P k W III 轴的输入功率： 3 2 2 3 2 2 3 3 . 3 9 0 . 9 9 0 . 9 7 3 . 2 6P P P k W IV 轴的输入功率： 4 3 3 4 3 2 4 3 . 2 6 0 . 9 9 0 . 9 7 3 . 1 3P P P k W （ 2）、各轴的转速 I 轴的转速： 1 1 960 m in 4 3 6 .3 6 m in2 .2mnn r ri II 轴的转速： 12214 3 6 .3 6 m in 1 2 1 .2 1 m in3 .6 5nn r r
8、i III 轴的转速： 2322121.21 m in 4 0 .4 m in3nn r ri IV 轴的转速： 5 43 4 0 .4 m inn n r （ 3）、各轴的转矩 电动机的输出转矩： 3 . 6 89 5 5 0 9 5 5 0 3 6 . 6 1960ddmPT N m N mn I 轴的输入转矩： 1 0 0 1 1 1 3 6 . 6 1 2 . 2 0 . 9 6 7 7 . 3 2ddT T i T i N m N m II 轴的输入转矩： 2 1 1 1 2 1 2 1 2 3 7 7 . 3 2 3 . 6 0 . 9 9 0 . 9 7 2 6 7 . 3T T
9、 i T i N m N m III 轴的输入转矩： 3 2 2 2 3 2 2 2 2 3 2 6 7 . 3 3 0 . 9 9 0 . 9 7 7 7 0 . 0 7T T i T i N m N m IV 轴的输入转矩： 4 3 3 4 3 2 4 7 7 0 . 0 7 0 . 9 9 0 . 9 7 7 3 9 . 5T T T N m 各轴主要参数如表 22 所示： 表 22 两级展开式圆柱齿轮减速器各轴的主要参数 轴 参数 输入功率 kW 转速 minr 输入转矩 Nm I 3.53 436.36 77.32 II 3.39 121.21 267.3 III 3.26 40.4
10、 770.07 IV 3.13 40.4 739.5 6 三 、高速级大小齿轮的设计 3.1、选择齿轮材料及精度等级 考虑两对齿轮传递的功率不大，故两对齿轮都选用软齿面，小齿轮都选用 40Cr ，调质，齿面硬度为 240 260HBS，大齿轮选用 45 钢，调质，齿面硬度为 220HBS ，由表 612 1选用 7 级精度，要求齿面粗糙度 1.6 3.2Ra m 。 3.2、按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢制齿轮，所以由课本公式 6 45 1得： 131 2176.43dHK T udu 确定有关参数如下： （ 1）、齿数 Z 和齿宽系数 d 取小齿轮齿数 1 25Z ，则大齿轮齿数 2
11、 2 1 1 3 .6 5 2 5 9 1 .2 5Z i Z ， 取 2 91Z 则实际传动比： 2191 3.6425Zi Z 传动比误差： 21213.6 5 3.6 4 0.0 03 0.3 % 2.5 %3.65iii ，可用 齿 数比： 3.64ui 由表 610 1取 0.9d （因非对称布置及软齿面）。 （ 2）、转矩 1T 7 6 6 41113 . 5 39 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 7 . 7 3 1 04 3 6 . 3 6PT N mn （ 3）、载荷系数 K 由表 67 1取 1.35K （ 4）、许用接触应力 H limH NTH NZS 由图
12、6 33C 1查得 lim1 770H MPa ， lim 2 500H M Pa 由式 6 52 1计算应力循环次数 LN 9116 0 6 0 4 3 6 . 3 6 1 8 3 6 5 1 6 1 . 2 1 0LhN n r t 812 3 .4 1 0LL NN i 由图 6 34 1查得接触疲劳的寿命系数 1 0.89NTZ ， 2 0.93NTZ 通用齿轮和一般工业齿轮按一般可靠度要求选取安全系数1.0HS 。所以计算两轮的许用接触应力： l im 1 11 7 7 0 0 . 8 9 6 8 5 . 31 . 0H NTH H Z M P a M P aS l im 2 22
13、5 0 0 0 . 9 3 4651 . 0H N TH H Z M P a M P aS 故得： 41 331 2 221 1 .3 5 7 .7 3 1 0 3 .6 4 17 6 .4 3 7 6 .4 3 6 7 .3 30 .9 3 .6 4 4 6 5dHKT ud m mu 则模数： 116 7 .3 3 2 .6 925dm Z 由表 61 1取标准模数： 3m 8 （ 5）、校核齿根弯曲疲劳强度 由式 6 48 1得： 12 12F a s a FKT Y F Ybm Z 确定有关参数和系数： 分度圆直径： 11 3 2 5 7 5d m Z m m m m 22 3 9 1
14、 2 7 3d m Z m m m m 齿度： 1 0 . 9 7 5 6 7 . 5db d m m m m 取 70b mm ， 1 75b mm 齿形系数 FaY 和应力修正系数 SaY 根据齿数 1 25Z ， 2 91Z ，由表 69 1查得： 1 2.62FaY ， 1 1.59SaY 2 2.20FaY ， 2 1.78SaY 许用弯曲应力 F 由式 653 1得： limF S T N TF FYYS 由图 6 53C 1查得 lim1 290F MPa ， lim 2 210F MPa 由图 6 36 1查得 1 0.88NTY ， 2 0.99NTY 试验齿轮的应力修正系数
15、： 2STY 按一般可靠度选取安全系数 1.25FS 9 计算两轮 的许用弯曲应力： l im1 11 2 9 0 2 0 . 8 8 4 0 8 . 3 21 . 2 5F S T N TF NYY M P a M P aS l im 2 22 2 1 0 2 0 . 9 3 0 2 . 41 . 2 5F S T N TF NYY M P a M P aS 将求得的各参数代入式 6 49 1： 11 1 12142122 1. 35 7. 73 10 2. 62 1. 5970 3 2555 .2F F a SaFKT YYbm ZM P aM P a 12 2 221242222 1.35 7.73 10 2.2 1.7875 3 9113.3F F a SaFKT YYb m ZM PaM Pa 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。 （ 6）、计算齿轮传动的中心距 a 12 3 2 5 9 1 1 7 422ma Z Z m m m m （ 7）、计算齿轮 的圆周速度 11 3 . 1 4 7 5 4 3 6 . 3 6 1 . 7 16 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dn m s m s 由表 612 1可知选用 7 级精度的齿轮。
