1、二级展开式圆柱齿轮减速器设计说明书一、 设计任务书设计一个用于胶带输送机卷筒（如右图）的传动装置。原始条件和数据：胶带输送机两班制连续单项运转，载荷平稳，空载起动，室内有粉尘；使用期限 10 年，大修期 3 年。该机动力源为三相交流电，在中等规模机械厂小批生产。输送带速度允许误差为5%，工作机效率为 0.94.选择 I03 组数据：输送带工作拉力：F=2000(N)输送带速度: v=0.9(m/s)卷筒直径： D=300(mm) VF输 送 带卷 筒二前言1.题目分析根据题目，此胶带输送机每日工作 16 小时，载荷平稳，空载起动，无需考虑起动力矩。在室内工作，因此，结构不能太大。有粉尘，采用闭
2、式结构，密封要求较高。使用期限十年，大修期限三年，在大修期时更换滚动轴承等零部件。使用期限较长。在中等规模机械厂小批生产。2.传动方案的拟定根据以上的条件，决定采用普通齿轮传动。因为齿轮传动具有外廓尺寸小，传动精度高，工作寿命长等优点。因为有较大的传动比，采用两级闭式齿轮传动。考虑到实际工况，要求箱体的长度较小，因此采用二级展开式圆柱齿轮传动。3.传动装置运动简图如下图:标 题 内 容 结 论一、选择电动机1、选择电动机的类型(1)确定电动机的功率(2)确定工作装置所需要的功率 wP(3)确定电动机的输出功率 dP(4)确定电动机的额定功率 m2、确定电动机的转速(1)确定卷筒轴的转速 wn(
3、2)确定电动机的满载转速 m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笼型三相异步电动机。胶带输送机所需功率 Pw 按式 FwVw/1000w 计算。式中 Fw=2000N Vw=0.9m/s w=0.94.代入上式得: )94.01/(.2010/ =wwvFP=1.91 KW查表 24 得：滑块联轴器效率： =0.99c滚动轴承效率: =0.995r8 级精度齿轮传动(稀油润滑)效率： =0.97g故传动装置传动总效率为： 84.09.7.095.0232232 =cgrc电动机的输出功率： kwPwd84/1/载荷平稳.电动机额定功率只需略大于 即可.按表 8-184 中
4、 Y 系列电动机技术数据.选电动机的额定功率为 3.0KW min/3.570/9.106/10644 rDvww =查课程设计表得单级圆柱齿轮的传动比范围为 gi= 3则二级圆柱齿轮总传动比为范围为： 259电动机的转速可选范围 .1437.53.)29( =wni符合这一范围的同步转速有 750r/min 及 1000r/min 两种，根据实际情况，选常用的同步转速为 1000r/min 的 Y 系列的电动 Y132S-6， 其满载转速为 960r/min.。轴的直径必须和电动机的安装尺寸相=0.84=1.91wPk=2.27d=3.0KwPmin/3.57rw=3、总传动比计算和传动比分
5、配(1)总传动比的计算(2)传动比的分配3、传动装置运动参数的设计(1)各轴转速的计算(2)各轴输入功率计算(3)各轴输入转矩的计算配套，查表 8-187，得轴的伸出端直径为 30mmwmni/=960/57.3=16.75由于是二级展开式圆柱齿轮减速器，所以两级齿轮的传动比比较近似，根据经验公式，优化齿轮传动比取高速级齿轮的传动比：取低速级齿轮的传动比: 79.45.16)4.13(1 =iig2/i=16.75/4.79=3.50高速轴： min/9601rn中速轴： in/4.207.12 rig=低速轴： 35/23i工作轴： in.5rnw高速轴： kwPcd 24.9.0261 =
6、中间轴： gr 07.52低速轴： kr 91.73工作轴： wPcrw8902.1=高速轴： mNnT2.6/4.5/9511中间轴： 980729022低速轴： P3././33 =工作轴： mNnTw 67.151954电动机输出转矩 ： Pm8.2960/7./0=min/960rn=75.1i79.41=gi3502min/61rni/4.20=n357rnmi/.wkP24.1=07kw9.3P1=mNT28.16.92=NT30mNTw .316.6758.20=4、将以上数据列表2、齿轮的设计1、高速齿轮的设计(1)齿轮的选用(2)按齿面接触强度设计1)确定公式内的各项计算数值
7、1）齿圆柱齿轮传动2）选用 8 级精度3）材料选择：大齿轮材料为 45 钢，硬度为 240HBS小齿轮材料为 40Cr，硬度为 280HBS4）初定小齿轮的齿数： 241Z则大齿轮齿数： 1579.2gi3211 )(.2HEdZuKT1、由表 5-6 查得：载荷平稳，因此选载荷系数 Kt=1.32、计算小齿轮传递的转矩： mNnPT28./950113、由表 5-9，选取齿宽系数 0.1d4、由表 5-7 查得材料的弹性影响系数 ZE=189.8 MPa5、按图 5-28 查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH601lim52li6、计算应力循环次数：轴参名 数电动机轴
8、 高速轴 中间轴 低速轴 工作轴转速n（r/min） 960 960 200.4 57.30 57.30功率 P(kw) 2.27 2.24 2.07 1.92 1.90转矩T（Nm）22.58 22.28 98.6 320 316.67传动比 i 1 4.79 3.50 1效率 0.975 0.965 0.965 0.985Kt=1.30.1d2198.MPaZE2）计算91 1024.3)1082(194060 hjLnN92 6.7./2.3/gi7、取接触疲劳寿命系数：,95.01HNK98.02HN8、计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1 MPaSHNH 540.
9、1/65.1lim1 K.29802li21、计算小齿轮分度圆直径，带入 中较小值H， 取 48MMmZuTKdEdtt 64.38)(132. 2、计算圆周速度 v snvt /05.16097.81603、计算齿宽 b mdt414、计算齿宽与齿高之比 b/h模数： Ztt 2/8/1齿高： ht5.42.6703/68/b5、计算载荷系数根据 ，8 级精度，由机械设计查得动载系数smv/.0。直齿轮：.1vK1FHK查得使用系数 ，8 级精度，小齿轮相对支承非对称分布时，A45.1H由 ， ，最后查得9/hb415.HK3.1FK故载荷系数 49508.1 VA年10hLmdt64.38
10、sv/405.mb8(3)按齿根弯曲强度设计1)确定公式内的各计算数值6、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 mKdtt 5.03.1498311 7、计算模数 Zm.2/5.0/11321)(FasdYKT1、查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ,大齿轮的弯MPaFE501曲疲劳强度极限 PaFE38022、取弯曲疲劳寿命系数 ,.1NK8.2FN3、计算弯曲疲劳强度的许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4,则 MPaSFENF 57.304./58.0/11 K8621224、计算载荷系数 K 5.308.FVA5、查取齿形系数： ，21aY172Fa6、查取应力校正系数： ,.S9.SY7
11、、计算大小齿轮的 ,并加以比较Fa014296.57.3821FSaY7.6.2FSa大齿轮的数值大 mYZKTmFasd239.1)(321mt208.1vKFH1A45.1HK3F9.15.01dm1.25.K3)设计计算4)几何尺寸计算5)齿轮传动的几何尺寸对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 1.3115 为标准值并就近圆整标准值 按接触强度2算得的分度圆直径 ,算出小齿轮齿数：
12、d47.0126/5./1mZ97.42这样的设计的齿轮传动，既满足齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。1、计算分度圆直径 mZd526022、计算中心距 da1265213、计算齿轮宽度，mbd1取 ，52b472名称 计算公式 结果分度圆直径模数中心距齿形角齿顶高齿跟高d1=Z1md2=Z2mma=m(Z1+Z2)/2ha1=mha2=mhf1=1.25mhf2=1.25m52mm200mm2mm126mm202mm2mm2.5mm2.5mmm239.1261Z0md521ma126b51m4726） 结构设计及绘制齿轮零件图1、齿轮 1 的结构设计由于齿
13、轮 1 的直径太小，故应该将齿轮 1 做成齿轮轴的形式。选用标准结构参数从而压力角 ，齿顶高系数 ，20n*1anh顶隙系数 。*0.25nc1、齿轮 2 的结构设计由于齿轮 2 的直径在 200500 范围内，故应该将齿轮 2 与轴分开来制造，且做成锻造腹板圆柱齿轮的形式（腹板上开 6 个孔） 。由于是单件生产，故采用自由锻，此时没有拔模斜度。同样，压力角 ，齿顶高系数 ，顶隙系数20n*1anh。结构参数计算如下( 是齿根圆直径，其它参数*0.5ncfd符号说明如右图 2 所示)： 齿全高齿顶圆直径齿根圆直径齿宽h=ha+hfda1=d1+2ha1da2=d2+2ha2df1=d1-2hf1df2=d2-2hf2b1b24.5mm56mm204mm47mm195mm52mm47mm2、低速齿轮的选用(1)齿轮的选用(2)按齿面接触强度设计1)确定公式内的各计算数值齿圆柱齿轮传动选用 8 级材料选择：大齿轮材料为 45 钢，硬度为 240HBS小齿轮材料为 40Cr，硬度为 280HBS初定小齿轮的齿数： 243Z则大齿轮齿数： 8450.4gi3223 )(1.HEdt ZuKTd1、试选载荷系数 Kt=1.32、计算小齿轮传递的转矩： mNnPT320/95233、查表，选取齿宽系数 .1dKt=1.3 mNT320.1d2198.MPaZE
