课程设计报告二级展开式圆柱齿轮减速器姓名：学院：物理与机电工程学院系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化年级：2003学号：03150117指导教师：冯永健2006年6月29日一.设计题目设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。
轻微震动，单向运转，在室内常温下长期连续工作。
卷筒直径D=500mm,运输带的有效拉力F=10000N, 卷筒效率5η=0.96,运输带速度0.3/v m s =,电源380V ,三相交流.二.传动装置总体设计：1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
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。
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：三．选择电动机1.选择电动机类型：按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压380V ，Y 型。
2.选择电动机的容量电动机所需的功率为：Wd a P P =η KW1000W FVP =KW 所以1000d a FVP =η KW由电动机到运输带的传动总功率为1a 422345η=η∙η∙η∙η∙η1η—带传动效率：0.962η—每对轴承的传动效率：0.99 3η—圆柱齿轮的传动效率：0.96 4η—联轴器的传动效率：0.99 5η—卷筒的传动效率：0.96则：4210.960.990.960.990.960.79a 422345η=η∙η∙η∙η∙η=⨯⨯⨯⨯= 所以 94650.33.8100010000.81d aFV p η=⨯==⨯KW3.确定电动机转速卷筒的工作转速为6010006010000.311.46500V n D⨯⨯⨯===∏∏⨯r/min查指导书第7页表1：取V 带传动的传动比2i =~4带；二级圆柱齿轮减速器传动比840i =~减速器，所以总传动比合理范围为16160i =~总，故电动机转速的可选范围是：n n i =⨯=(16~160)⨯11.46=183~1834总卷筒电机r/min符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min 。
根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案如下： 方案 电动机型号额定功率 KW 同步转速 r/min 额定转速 r/min 重量 N 总传动比1 Y112M-2 4 1500 1440 470 125.65 2 Y132M1-6 4 1000 960 730 83.773 Y160M1-84 750 720 1180 62.83 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可见第二方案比较适合。
因此选定电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下；四.确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：96083.7711.46n i n ===电机总总分配传动比：取 2.8i =带，则1283.7729.922.8i i ⨯==，12i i =(1.3~1.5)，取1 6.95i =，经计算2i=4.47注：i 带为带传动比，1i 为高速级传动比，2i为低速级传动比。
五.计算传动装置的运动和动力参数：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴；01η，12η，23η，34η—依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。
1.各轴转速：1960342.862.8m n n i ===带r/min121342.8649.336.95n n i ===r/min 23249.3311.454.31n n i ===r/min 4n =3n =11.45 r/min2.各轴输入功率：1013.80.96 3.65d P P =∙η=⨯=KW011η=η21123.650.980.973.47P P =∙η=⨯⨯=KW 1223η=η∙η 32233.470.980.973.30P P =∙η=⨯⨯=KW 2323η=η∙η 43343.300.980.993.2P P =∙η=⨯⨯=KW3424η=η∙η3.各轴输入转矩： 3.809550955037.80960d d w P T N m n ===∙ 137.80 2.80.96101.61d T T i N m 01=∙∙η=⨯⨯=∙带21101.61 6.950.980.97671.30T T i N m 12=∙∙η=⨯⨯⨯=∙1 322671.30 4.310.980.972750.37T T i N m 23=∙∙η=⨯⨯⨯=∙ 4327500.980.992668.41T T N m 34=∙η=⨯⨯=∙1-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘轴承传动效率0.99。
运动和动力参数结果如下表： 轴名 功率P KW 转钜T N.m 转速r/min输入 输出 输入 输出电动机轴 3.8 37.80 960 1轴 3.65 3.58 101.61 99.58 342.86 2轴 3.47 3.40 671.30 657.87 49.33 3轴 3.30 3.23 2750.37 2695.36 11.45 4轴 3.20 3.14 2668.41 2615.04 11.45六.设V 计带和带轮：1.设计V 带①确定V 带型号查机械设计基础课本表205p 13-6得：A K=1.3，则 1.3 3.52 4.6c A d p K P =∙=⨯=KW ，又mn =960r/min,由图13-15确定选取A 型普通V 带，取1D =125，21D i D =⨯⨯(1-ε)=3⨯125⨯0.98=367.5带，取ε=0.02，标准化得2D =375②验算带速：111259606.2825601000601000D n V ∏∏⨯⨯===<⨯⨯m/s③确定带的基准长度：120120.7(2()D D a D D +)<<+取a =1.2（1D +2D ）=1.2（125+375）=60021122()201124o oD D L a D D a π-=+++=mm,由表13-2选取d L=2000 ④确定实际中心距a2000201160059522d o L L a a --=+=+=mm⑤验算小带轮包角1∂21118057.3160120D D a ︒︒︒︒-∂=-⨯=>⑥计算V 带的根数Z ： 由表13-3查得0 1.4P ≈KW ，由表13-5查得K ∂=0.95，由表13-2查得LK =1.03由表13-4查得P ∆=0.11KW ，则V 带的根数4.42.84()(1.380.108)0.959 1.09C o o L P Z P P K K ∂===+∆+⨯因此取Z=3⑦计算作用在带轮轴上的载荷zF由表13-1查得A 型V 带单位长度质量q=0.1Kg/m,所以单根V 带张紧力220 2.5 2.5 4.56500(1)500(1)0.1 6.28190.50.9593 6.28C P F qv N K zv ∂=-+=-+⨯=⨯ 故作用在轴上载荷101632sin 23190.5sin 1130.422z F zF N ︒∂==⨯⨯⨯=七.齿轮的设计：1.高速级大小齿轮的设计1）选择齿轮材料：大小齿轮都选用45钢，小齿轮调质处理，硬度230，大齿轮正火处理，硬度210。
2）确定许用应力：a.许用接触应力：lim []bH HLHK S H σσ=查精密机械设计课本表11-7得lim 1b H σ=5702/N mm ，2lim 2550/b N mm H σ=。
故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出2[]H σ。
对于调质处理的齿轮，HS =1.1222550[]/500/1.1H N mm N mm σ== b.许用弯曲应力： lim []F bF FC FLFK K S σσ=由表11-10知lim 1F b σ=1902/N mm2lim 2180/F b N mm σ=取FS =1.4，所以221190[]/136/1.4F N mm N mm σ== 222180[]/129/1.4F N mm N mm σ== 3）根据接触强度设计：9级精度制造，载荷系数K=1.2，取齿宽系数0.5ϕ=a ，测中心距23101600 1.2335(6.951)()199.30.5 6.95500a mm ⨯=+⨯=⨯选定1z=30,21 6.9530209z uz ==⨯=111.67d m mm z ==12()2392ma z z mm =+= b=0.5239a a X ϕ==119.5mm 4）验算弯曲应力1212VF Fd T K K Y d m βσ=ψ由图8-44查得,x=0 1z =30，1F Y =2.602z =209，2F Y =2.14211[]13644.2/2.60F F N mm Y σ== 222[]12960.3/2.14F F N mm Y σ== 1212[][]F F F F Y Y σσ<,故应计算大齿轮的弯曲应力， 21144.2/[]F F N mm σ=<σ，弯曲强度足够。
2.低速级大小齿轮的设计：①齿轮材料的选择：小齿轮选用35MnB 调质，硬度260HBS ，大齿轮选用SiMn 调质，硬度225HBS 。
②确定许用应力：a.许用接触应力：lim []bH HLHK S H σσ=查表8-10得lim 1b H σ=7002/N mm2lim 2540/b N mm H σ=故应按接触极限应力较低的计算，即只需求出2[]H σ。
对于调质处理的齿轮，HS =1.1222540[]/491/1.1H N mm N mm σ== b.许用弯曲应力：lim []F bF FC FLFK K S σσ=由表8-11知lim 1F b σ=2402/N mm2lim 2180/F b N mm σ=取FS =1.3所以221240[]/185/1.3F N mm N mm σ== 222180[]/138/1.3F N mm N mm σ== ③根据接触强度设计： 13121[]d d H T K u d K u β+=ψσ取K=1.2，齿宽0.5a ϕ=231671300 1.2335(4.311)()296.50.5 4.31491d mm ⨯=+⨯=⨯取1z=28,21121z uz ==，故实际传动比i=121 4.3228=模数 1222296.53.9828121a X m Z Z ===++12()2ma z z =+=298mmB=0.5298149a a X ϕ==mm 取21149,154b mm b mm == ④验算弯曲应力：1212VF Fd T K K Y d m βσ=ψ 由图8-44查得,x=01F Y =2.63 2F Y =2.16163.5/F N mm σ=〈1[]F ϕ2252.1/F N mm σ=〈2[]F ϕ弯曲强度足够。