1、二級減速器課程設計說明書 姓名：王聰 學號：2012300666 學院：航海學院 班級：03021202 指導老師：李建華 2015.7.10 目 錄一、設計任務書- 3 -設計題目:二級展開式直齒圓柱齒輪減速器- 3 -二、傳動方案的分析與擬定- 3 -3.1 軸的選擇與結構設計- 14 -3.2輸入軸的校核- 19 -第一章 電動機的選擇及運動參數的計算- 4 -1.1電動機的選擇- 4 -1.1.1選擇電動機- 4 -1.2裝置運動及動力參數計算- 5 -1.2.1計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比- 5 -第二章 直齒圓柱齒輪減速器的設計- 7 -2.1 高速軸上的大小齒輪傳動設計

2、- 7 -2.1.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數。- 7 -2.1.2按齒面接觸強度設計- 7 -2.1.3按齒根彎曲強度設計- 8 -2.1.4幾何尺寸計算- 10 -2.1.5結構設計及繪制齒輪零件圖（從略）- 10 -2.2 低速軸上的大小齒輪傳動設計- 10 -2.2.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數。- 10 -2.2.2按齒面接觸強度設計- 10 -2.2.3按齒根彎曲強度設計- 12 -2.2.4幾何尺寸計算- 14 -2.2.5結構設計及繪制齒輪零件圖（從略）- 14 -第三章 軸的結構設計和計算- 14 -3.1 軸的選擇與結構設計- 14 -3.1.1初步確定各軸

3、的最小直徑- 14 -3.1.2 聯軸器的尺寸選取- 15 -3.1.3確定軸的結構與尺寸- 15 -3.2輸入軸的校核- 18 -第四章潤滑和密封方式的選擇- 23 -4.1齒輪潤滑- 23 -4.2滾動軸承的潤滑- 23 -第五章 箱體及設計的結構設計和選擇- 24 -5.1減速器箱體的結構設計- 24 -第六章 減速器的附件- 25 -6.1窺視孔和視孔蓋- 25 -6.2通氣器- 25 -6.3軸承蓋- 26 -6.4定位銷- 26 -6.5油面指示裝置- 27 -6.6放油孔和螺塞- 27 -6.7起蓋螺釘- 28 -6.8起吊裝置- 28 -結束語- 29 -參考文獻- 30 -

4、機械課程設計任務書及傳動方案的擬訂一、設計任務書設計題目:二級展開式直齒圓柱齒輪減速器工作條件及生產條件: 該減速器用于帶式運輸機的傳動裝置。工作時有輕微振動,空載啟動，單向運轉，單班制工作。運輸帶允許速度差為±5%。減速器小批量生產，使用期限為8年（每年300天）。直尺圓柱齒輪I10減速器設計基礎數據輸送帶工作拉力F(N) 1900運輸帶速度v(m/s) 1.30卷筒直徑 D(mm） 2二、傳動方案的分析與擬定圖1-1帶式輸送機傳動方案帶式輸送機由電動機驅動。電動機通過連軸器將動力傳入減速器,再經連軸器將動力傳至輸送機滾筒,帶動輸送帶工作。傳動系統中采用兩級展開式圓柱齒輪減速器，其

5、結構簡單，但齒輪相對軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級采用斜齒圓柱齒輪，低速級采用直齒圓柱齒輪傳動。第1章 電動機的選擇及運動參數的計算1.1電動機的選擇1.2裝置運動及動力參數計算第二章 直齒圓柱齒輪減速器的設計2.1 高速軸上的大小齒輪傳動設計2.2 低速軸上的大小齒輪傳動設計第三章 軸的結構設計和計算3.1 軸的選擇與結構設計3.2輸入軸的校核第一章 電動機的選擇及運動參數的計算1.1電動機的選擇1.1.1選擇電動機（1）選擇電動機類型按一直工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。（2）確定電動機功率工作裝置所需功率按1式（2-2）計算 kW式中，

6、傳送帶初拉力，傳送帶帶速。從原動機到工作機的總效率： 式中：高低速聯軸器效率 高低速齒輪嚙合效率 三對滾動軸承效率 工作機效率電動機的輸出功率按1式（2-1）計算KW式中，為電動機軸至卷筒軸的傳動裝置總效率。故（3）確定電動機轉速卷筒軸作為工作軸，其轉速為按1表2-1推薦的各傳動機構傳動比范圍：單級圓柱齒輪傳動比范圍，則總傳動比范圍應為,可見電動機轉速的可選范圍為：符合這一范圍的同步轉速有1000r/min，1500r/min兩種，為減少電動機的重量和價格，由1表8-184選常用的同步轉速為1500r/min的Y系列電動機Y100L2-4，其滿載轉速，所選電動機詳細數據如表1-1所示。表11電

7、動機技術數據及計算總傳動比型 號額定功率(kW)轉速 (r/min)堵轉轉矩/額定轉矩最大轉矩/額定轉矩質量(kg)同步滿載Y100L2-43150014302.22.23381.2裝置運動及動力參數計算1.2.1計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比（1） 傳動裝置總傳動比（2） 分配傳動裝置各級傳動比 考慮潤滑條件，為使兩個大齒輪直徑相近，高速級傳動比則。1.2.2計算傳動裝置的運動和動力參數（1）各軸轉速由1式（2-6）I軸 II軸 III軸 工作軸 （2） 各種輸入功率由1式（2-7）I軸 II軸 III軸工作軸（3） 各軸輸入軸矩：電動機的輸出轉矩 I軸 II軸 III軸 工作軸 將

8、以上算得的運動和動力參數列表如下： 軸名參數電動機軸I軸II軸III軸工作軸轉速n（r/min0199.4099.40功率P（kW）32.972.882.792.73轉矩T（）20.0319.8383.09268.05262.2傳動比i14.323.331效率0.980.970.970.98表12 運動和動力參數 第二章 直齒圓柱齒輪減速器的設計2.1 高速軸上的大小齒輪傳動設計2.1.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數。1） 按 一、 中傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。2） 運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB1009588）。3） 材料選擇。由2

9、表10-1選擇小齒輪1材料為40Cr（調質），硬度為280HBS；大齒輪1材料為45#鋼（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4） 選小齒輪1齒數，大齒輪1齒數。2.1.2按齒面接觸強度設計由設計計算公式2（10-9a）進行試算，即（1） 確定公式內的各計算數值1） 試選載荷系數，螺旋角。2） 計算小齒輪1傳遞的轉矩3） 選取齒寬系數。4） 查的材料的彈性影響系數。5） 查區域系數。6） 計算接觸疲勞強度用重合系數 7） 計算螺旋角系數 （2） 計算1） 試算小齒輪1分度圓直徑2) 計算圓周速度v。3） 計算齒寬b4) 計算載荷系數。根據，7級精度，由2圖10-8查得動載系

10、數；斜齒輪； 查得使用系數；故載荷系數6） 按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，由2式（10-10a）得7） 計算模數。2.1.3按齒根彎曲強度設計由2式（10-5）得彎曲強度的設計公式為(1) 確定公式內的各計算數值1） 計算彎曲疲勞強度的重合系數 2） 計算彎曲疲勞強度的重合系數 3） 計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數，由2式（10-12）得4） 查取齒形系數由2表10-5查得 。5） 查取應力校正系數由2表10-5查得 。6） 計算大、小齒輪的并加以比較。（2） 設計計算 調整齒輪模數 動載系數齒間載荷分配系數則載荷系數可得按實際載荷系數算得的齒輪模數 對比計算結果，由齒面接

11、觸疲勞強度計算的模數m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面解除疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數1.025并就近圓整為標準值，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪1齒數大齒輪1齒數這樣設計的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結構緊湊，避免浪費。2.1.4幾何尺寸計算（1） 計算分度圓直徑（2） 計算中心距 取a=106mm（3） 計算齒輪寬度取。2.1.5結構設計及繪制齒輪零件圖（從略）2.2 低速軸上的大小齒輪傳動設計2.2.1選定齒輪類型

12、、精度等級、材料及齒數。1)按 一、 中傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。2)運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度（GB1009588）。3)材料選擇。由2表10-1選擇小齒輪2材料為40Cr（調質），硬度為280HBS；大齒輪2材料為45#鋼（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4)選小齒輪2齒數，大齒輪2齒數，取。2.2.2按齒面接觸強度設計由設計計算公式進行試算，即(1)確定公式內的各計算數值1)試選載荷系數。2)計算小齒輪2傳遞的轉矩3)選取齒寬系數。4)查的材料的彈性影響系數。5)按齒面硬度查得小齒輪2的接觸疲勞強度極限；大齒輪2的接觸疲勞強度極限。6)計

13、算應力循環次數。7) 接觸疲勞壽命系數。8)9)計算接觸疲勞許用應力。取失效概率為1%，安全系數，由2式（10-12）得(2)計算1)試算小齒輪2分度圓直徑2)計算圓周速度v。3)計算齒寬b4)計算載荷系數。根據，8級精度，由2圖10-8查得動載系數；直齒輪，；查得使用系數；用插值法查得7級精度、小齒輪2相對支撐非對稱布置，。故載荷系數6)按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，由2式（10-10a）得7)計算模數。2.2.3按齒根彎曲強度設計彎曲強度的設計公式為(1)確定公式內的各計算數值1)查得小齒輪2的彎曲疲勞強度極限；大齒輪2的彎曲強度極限；2)取彎曲疲勞壽命系數；3)計算彎曲疲勞許用

14、應力。取彎曲疲勞安全系數4)查取齒形系數查得 。5)查取應力校正系數查得 。6）計算大、小齒輪的并加以比較。7)(2)設計計算調整齒輪模數 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面解除疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數2.03并就近圓整為標準值按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪2齒數大齒輪2齒數這樣設計的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結構緊湊，避免浪費。2.2.4幾何尺寸計算(3)計算分度圓直徑（

15、4） 計算中心距（5） 計算齒輪寬度取。2.2.5結構設計及繪制齒輪零件圖（從略） 第三章 軸的結構設計和計算3.1 軸的選擇與結構設計 軸是組成機械的主要零件，它支撐其他回轉件并傳遞轉矩，同時它又通過軸承和機架連接。所有軸上零件都圍繞軸心做回轉運動，形成一個以軸為基準的組合體軸系部件。3.1.1初步確定各軸的最小直徑先按2式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45#鋼，調質處理。根據2表15-3，輸入軸：取中間軸：取輸出軸：取3.1.2 聯軸器的尺寸選取1）輸入軸端聯軸器選取輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑，為了使所選的輸入軸直徑與聯軸器1的孔徑相適應，故需同時選取聯軸

16、器型號。聯軸器的計算轉矩，查2表14-1，考慮到轉矩變化很小，故取，則：按照計算轉矩應小于聯軸器公稱轉矩的條件，選用LX1型彈性柱銷聯軸器，半聯軸器的孔徑，故取，半聯軸器長度。2）輸出軸端聯軸器選取輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑，為了使所選的輸入軸直徑與聯軸器2的孔徑相適應，故需同時選取聯軸器型號。聯軸器的計算轉矩，查2表14-1，考慮到轉矩變化很小，故取，則：按照計算轉矩應小于聯軸器公稱轉矩的條件，查標準1GB/T 5014-2003或手冊，選用GB/T_5014-2003 LX3型彈性柱銷聯軸器。半聯軸器的孔徑，故取，半聯軸器長度，3.1.3確定軸的結構與尺寸（一）輸入軸結構設

17、計1）軸的選取及計算1. 因為軸通過聯軸器與電動機的軸徑相聯，查聯軸器標準，選聯軸器為彈性柱銷聯軸器。標準型號LX3，與聯軸器相聯的軸徑選取為。即I-II軸段直徑取。半聯軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸段擋圈只壓在半聯軸器上而不是壓在軸的端面上，故I-II段的長度應比略短一些，先取。2. I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II-III段的直徑,取。3. 軸III-IV段的左端用軸承端擋圈定位初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸軸承。參照工作要求并根據，由軸承產品目錄中初步選取角接觸軸承（GB/ 292-1994）7205c其尺寸為，故III-IV軸段取直徑，而。

18、4. 軸段IV-V放置小齒輪1，因，因此直接將小齒輪1制作為齒輪軸。小齒輪同時可定位軸段III-IV處軸承。已知小齒輪1寬度為5. 軸段V-VI為為中間軸上小齒輪2余留裝配空間，于是取，取。6. 軸段VI-VII放置軸承，取，取。輸入軸的尺寸如圖所示圖3-1 輸入軸示意圖2）軸上零件的周向定位齒輪、半聯軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。查得軸段半聯軸器與軸的連接，選用平鍵為，長為。半聯軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。3） 確定軸上圓角和倒角尺寸參考2表15-2各軸肩處的圓角半徑見圖3-1。（2） 中間軸結構設計根據前述所算的中間軸最小的軸

19、徑為。1） 軸的選取及計算1.軸段I-II，由軸承產品目錄中初步選取角接觸軸承,其尺寸為，取軸段，長。2.軸段II-III為裝配大齒輪1，左端設置軸肩固定軸段I-II軸承，取，長根據上述計算大齒輪1齒寬，取長。3.軸段III-IV設置軸環以定位大齒輪1和小齒輪2，軸環高度，因，取軸環寬度，取。4.軸段IV-V為裝配小齒輪1軸段5.軸段V-VI，左端設置軸肩作為裝配大齒輪2時的合理性工藝，同時此軸段安裝軸承。取,長。中間軸的尺寸如圖所示圖3-2 中間軸示意圖2）軸上零件的周向定位齒輪、半聯軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由2表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，為了保證齒輪與軸配合有良好

20、的對中性，長為，轂槽深度，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為，此處選軸的直徑尺寸公差為。3)確定軸上圓角和倒角尺寸參考2表15-2各軸肩處的圓角半徑見圖3-2。 （3） 輸出軸結構設計1) 軸的選取及計算1. 軸段I-II，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的3單列深溝球軸承6209,其尺寸為，取軸段，長。2. 軸段II-III，此軸段安裝大齒輪2，取軸段，長。3. 軸段III-IV，d=55，l=10.4. 軸段IV-V，d=52.5. 軸段V-VI，d=45，安置軸承。6. 軸段VI-VII右端用軸承端蓋密封，取軸段，長。7. 軸段VII-VIII，此軸段與滾筒用彈性聯軸器相連，根據

21、上述已計算出數據取軸段，長。2)確定軸上圓角和倒角尺寸參考2表15-2各軸肩處的圓角半徑見圖3-3。圖3-3 輸出軸示意圖3.2輸入軸的校核3.2.1.1做出軸的計算簡圖與剪力圖假設水平方向向右為正，豎直方向向上為正。彎矩順時針為正。由前計算， 式中：齒輪所受的圓周力，N； 齒輪所受的徑向力，N； 齒輪所受的軸向力，N。 剪力圖 3-6-11-1截面左側為危險截面 第四章潤滑和密封方式的選擇減速器的潤滑減速器的傳動零件和軸承必須要有良好的潤滑，以降低摩擦，減少磨損和發熱，提高效率。4.1齒輪潤滑潤滑劑的選擇齒輪傳動所用潤滑油 的粘度根據傳動的工作條件、圓周速度或滑動速度、溫度等按來選擇。根據所

22、需的粘度按選擇潤滑油的牌號，潤滑方式（油池浸油潤滑）。在減速器中，齒輪的潤滑方式根據齒輪的圓周速度V而定。當V12m/s時，多采用油池潤滑，齒輪浸入油池一定深度，齒輪運轉時就把油帶到嚙合區，同時也甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸油深度以12個齒高為宜。當速度高時，浸油深度約為0.7個齒高，但不得小于10mm。當速度低（0.50.8m/s）時，浸油深度可達1/61/3的齒輪半徑，在多級齒輪傳動中，當高速級大齒輪浸入油池一個齒高時，低速級大齒輪浸油可能超過了最大深度。此時，高速級大齒輪可采用濺油輪來潤滑，利用濺油輪將油濺入齒輪嚙合處進行潤滑。4.2滾動軸承的潤滑潤滑劑的選擇：減速器中滾動軸承可采用潤滑

23、油或潤滑脂進行潤滑。若采用潤滑油潤滑，可直接用減速器油池內的潤滑油進行潤滑。若采用潤滑脂潤滑，潤滑脂的牌號，根據工作條件進行選擇。潤滑方式（潤滑油潤滑）飛濺潤滑：減速器中當浸油齒輪的圓周速度V >23m/s時，即可采用飛濺潤滑。飛濺的油，一部分直接濺入軸承，一部分先濺到箱壁上，然后再順著箱蓋的內壁流入箱座的油溝中，沿油溝經軸承蓋上的缺口進入軸承。輸油溝的結構及其尺寸見圖。當V更高時，可不設置油溝，直接靠飛濺的潤滑油軸承。若采用飛濺潤滑，則需設計特殊的導油溝，使箱壁上的油通過導油溝進入軸承，起到潤滑的作用。 因此選。第五章 箱體及設計的結構設計和選擇5.1減速器箱體的結構設計箱體是加速器中

24、所有零件的基座，是支承和固定軸系部件、保證傳動零件正確相對位置并承受作用在減速器上載荷的重要零件。箱體一般還兼作潤滑油的油箱。機體結構尺寸，主要根據地腳螺栓的尺寸，再通過地板固定，而地腳螺尺寸又要根據兩齒輪的中心距a來確定。由3P361表15-1設計減速器的具體結構尺寸如下表 名稱符號尺寸關系結果箱座壁厚=0.025a+510mm箱蓋壁厚11=0.025a+510mm箱座凸緣壁厚bb=1.515mm箱蓋凸緣壁厚b1b1=1.5115mm箱座底凸緣壁厚b2b2=2.525mm地腳螺釘直徑dfdf =0.036a+12取M20地腳螺釘數目na<250,n=44軸承旁聯接螺栓直徑d1d1=0.

25、75 df取M16箱蓋與箱座聯接螺栓直徑d2d2=(0.50.6) df取M12軸承蓋螺釘直徑d3d3=(0.40.5) df8-10mm視孔蓋螺釘直徑d4d4=(0.30.4) df取M6定位銷直徑dd=(0.70.8) d210mm凸臺高度hh40mm軸承蓋外徑D2D2= D0+2.5d3(D為軸承孔直徑)D21=82mmD22=82mmD23=152mm大齒頂圓與箱體內壁距離111>10mm齒輪端面與箱體內壁距離222>10mm兩級大齒輪端面距離33=13.513.5 mmDf，d1，d2至外機壁距離C1C1=1.2d+(58)C1f=26mmC11=22mmC12=18mm

26、df,d1,d2至凸臺邊緣距離C2C2C2f=24mmC21=20mmC22=16mm第六章 減速器的附件為了保證減速器正常工作和具備完善的性能，如檢查傳動件的嚙合情況、注油、排油、通氣和便于安裝、吊運等。減速器箱體上常設置某些必要的裝置和零件，這些裝置和零件及箱體上相應的局部結構統稱為附件。6.1窺視孔和視孔蓋窺視孔用于檢查傳動件的嚙合情況和潤滑情況等，并可由該孔向箱內注入潤滑油，平時由視孔蓋用螺釘封住。為防止污物進入箱內及潤滑油滲漏，蓋板底部墊有紙質封油墊片。6.2通氣器減速器工作時，箱體內的溫度和氣壓都很高，通氣器能使熱膨脹氣體及時排出，保證箱體內、外氣壓平衡，以免潤滑油沿箱體接合面、軸

27、伸處及其它縫隙滲漏出來。結構圖如下。6.3軸承蓋軸承蓋用于固定軸承外圈及調整軸承間隙，承受軸向力。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。凸緣式端蓋調整軸承間隙比較方便，封閉性能好，用螺釘固定在箱體上，用得較多。嵌入式端蓋結構簡單，不需用螺釘，依靠凸起部分嵌入軸承座相應的槽中，但調整軸承間隙比較麻煩，需打開箱蓋。根據軸是否穿過端蓋，軸承蓋又分為透蓋和悶蓋兩種。透蓋中央有孔，軸的外伸端穿過此孔伸出箱體，穿過處需有密封裝置。悶蓋中央無孔，用在軸的非外伸端。6.4定位銷為了保證箱體軸承座孔的鏜削和裝配精度，并保證減速器每次裝拆后軸承座的上下半孔始終保持加工時候的位置精度，箱蓋與箱座需用兩個圓錐銷定位。定位削孔是

28、在減速器箱蓋與箱座用螺栓聯接緊固后，鏜削軸承座孔之前加工的。 6.5油面指示裝置為指示減速器內油面的高度是否符合要求，以便保持箱內正常的油量，在減速器箱體上設置油面指示裝置，其結構形式。 6.6放油孔和螺塞放油孔應設置在箱座內底面最低處，能將污油放盡。在油孔附近應做成凹坑，以便為了更換減速器箱體內的污油聚集而排盡。平時，排油孔用油塞堵住，并用封油圈以加強密封。螺塞直徑可按減速器箱座壁厚2或2.5倍選取。6.7起蓋螺釘減速器在安裝時，為了加強密封效果，防止潤滑油從箱體剖分面處滲漏，通常在剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因粘接較緊而不易分開。為了便于開啟箱蓋，設置起蓋螺釘，只要擰動此螺釘，就可頂起箱蓋。6.8起吊裝置起吊裝置有吊環螺釘、吊耳、吊鉤等，供搬運減速器之用。吊環螺釘（或吊耳）設在箱蓋上，通常用于吊運箱蓋，也用于吊運輕型減速器；吊鉤鑄在箱座兩端的凸緣下面，用于吊運整臺減速器。 結束語 經過幾周的課程設計，雖然課程設計把我弄的身心俱疲，但