实用标准文案青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：展开式二级圆柱齿轮减速器学院：青岛理工大学琴岛学院专业班级：机械设计制造及其自动化专业05.3 学号：***********学生: 刘波指导教师：***青岛理工大学琴岛学院教务处2008年7月11日《机械设计》课程设计评阅书目录前言 (4)第一章设计说明书 (5)§1.1设计题目 (5)§1.2工作条件 (5)§1.3原始技术数据（表1） (5)§1.4设计工作量 (5)第二章机械装置的总体设计方案 (6)§2.1电动机选择 (6)§2.1.1选择电动机类型 (6)§2.1.2选择电动机容量 (6)§2.1.3确定电动机转速 (6)§2.2传动比分配 (7)§2.2.1总传动比 (7)§2.2.2分配传动装置各级传动比考虑到传动装置的外部空间尺寸取V (7)§2.3运动和动力参数计算 (7)§2.3.10轴（电动机轴）： (7)§2.3.21轴（高速轴）： (7)§2.3.32轴（中间轴）： (8)§2.3.43轴（低速轴）： (8)§2.3.54轴（卷筒轴）： (8)第三章主要零部件的设计计算 (9)§3.1展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计 (9)§3.1.1高速级齿轮传动设计 (9)§3.1.2低速级齿轮传动设计 (12)§3.3轴系结构设计 (16)§3.3.1 高速轴的轴系结构设计 (16)§3.3.2 中间轴的轴系结构设计 (18)§3.3.3 低速轴的轴系结构设计 (21)第四章减速器箱体及其附件的设计 (25)§4.1箱体结构设计 (25)§4.2减速器附件的设计 (27)第五章运输、安装和使用维护要求 (28)1、减速器的安装 (28)2、使用维护 (28)3、减速器润滑油的更换： (28)参考文献 (28)小结 (30)前言机械设计综合课程设计在机械工程学科中占有重要地位，它是理论应用于实际的重要实践环节。
本课程设计培养了我们机械设计中的总体设计能力，将机械设计系列课程设计中所学的有关机构原理方案设计、运动和动力学分析、机械零部件设计理论、方法、结构及工艺设计等内容有机地结合进行综合设计实践训练，使课程设计与机械设计实际的联系更为紧密。
此外，它还培养了我们机械系统创新设计的能力，增强了机械构思设计和创新设计。
本课程设计的设计任务是展开式二级圆柱齿轮减速器的设计。
减速器是一种将由电动机输出的高转速降至要求的转速比较典型的机械装置，可以广泛地应用于矿山、冶金、石油、化工、起重运输、纺织印染、制药、造船、机械、环保及食品轻工等领域。
本次设计综合运用机械设计及其他先修课的知识，进行机械设计训练，使已学知识得以巩固、加深和扩展；学习和掌握通用机械零件、部件、机械传动及一般机械的基本设计方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力；提高我们在计算、制图、运用设计资料（手册、图册）进行经验估算及考虑技术决策等机械设计方面的基本技能，同时给了我们练习电脑绘图的机会。
最后借此机会，对本次课程设计的各位指导老师以及参与校对、帮助的同学表示衷心的感谢。
由于缺乏经验、水平有限，设计中难免有不妥之处，恳请各位老师及同学提出宝贵意见。
第一章设计说明书§1.1 设计题目用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。
传动装置简图如下图1所示。
图 1§1.2 工作条件。
使连续单向运转，有轻微振动，空载启动，运输带速度允许速度误差为%5+=用期限为10年，小批量生产，两班制工作。
§1.3原始技术数据（表1）表1 展开式二级圆柱齿轮减速器设计原始技术数据数据组编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10运输机工作轴转矩800 850 900 950 800 850 900 800 850 900 T/(N·m)运输带工作速度1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45 1.2 1.3 1.35 1.4v/(m/s)运输带滚筒直径360 370 380 390 400 410 360 370 380 390 D/mm§1.4 设计工作量（1）减速器装配图一张；（0号图纸）（2）零件工作图二张（大齿轮，输出轴，3号图纸）；（3）设计说明书一份。
第二章 机械装置的总体设计方案§2.1 电动机选择§2.1.1选择电动机类型按工作要求选用Y 系列（IP44）全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。
该电动机的工作条件为：环境温度-15- +40℃，相对湿度不超过90%，电压380V ，频率50HZ 。
§2.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率d P （kW ）为 ηwd P P =工作机所需功率w P （kW ）为 kW Tn P ww 4.59550== 传动装置的总效率为4432221ηηηηη=按《机械课程设计手册》表2-4确定各部分效率为:联轴器效率为99.01=η，闭式齿轮传动效率96.02=η，滚动轴承98.03=η，卷筒效率96.04=η，代入得8.096.098.096.099.0422=⨯⨯⨯=η 所需电动机功率为kW kWP P wd 5.78.04.5===η因载荷平稳，电动机额定功率ed P 略大于d P 即可。
由《机械课程设计手册》表20-1，Y 系列电动机技术数据，选电动机的额定功率ed P 为7.5kW 。
§2.1.3确定电动机转速卷筒轴工作转速min)/(69.6336014.32.1100060100060r D v n w =⨯⨯⨯=⨯=π通常，二级圆柱齿轮减速器为60~82='i ，故电动机转速的可选范围为 m in /3840~512m in /69.63)60~8(r r n i n w d=⨯='='符合这一范围的同步转速有750 r/min,1500r/min 和3000r/min,其中减速器以1500和1000r/min 的优先，所以现以这两种方案进行比较。
由《机械课程设计手册》第二十章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表2：表2 额定功率为时电动机选择对总体方案的影响及总传动比，为使传动装置结构紧凑，兼顾考虑电动机的重量和价格，选择方案2，即所选电动机型号为Y160M-6。
§2.2 传动比分配§2.2.1总传动比2.1569.63971===w m a n n i §2.2.2分配传动装置各级传动比减速器的传动比 i 为15.2,对于两级卧式展开式圆柱齿轮减速器的21)5.1~1.1(i i =，为了分配均匀取212.1i i =，计算得两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比27.41=i ，低速级的传动比56.32=i 。
§2.3 运动和动力参数计算§2.3.1 0轴（电动机轴）：m N n P T r n n kW P P m d *======739550min /9705.70000§2.3.2 1轴（高速轴）：m N n P T r n n kW kW P P *=====⨯==739550min /970425.799.05.711101101η§2.3.3 2轴（中间轴）：m N n P T r i n n kW kW P P *======⨯⨯==2949550min /2.22727.497099.698.096.0425.72221123212ηη§2.3.4 3轴（低速轴）：m N n P T r i n n kW kW P P *=====⨯⨯==9839550min /8.6357.698.096.099.63332233223ηη§2.3.5 4轴（卷筒轴）：m N n P T r n n kW kW P P *=====⨯⨯==5.9539550min /8.6337.698.099.057.6444344234ηη运动和动力参数的计算结果加以汇总，列出表3如下：第三章 主要零部件的设计计算§3.1 展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动设计§3.1.1 高速级齿轮传动设计1． 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。
3) 材料选择。
考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用合金钢，热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。
4）选小齿轮的齿数20=z ，大齿轮的齿数为4.852027.42=⨯=z ，取862=z 。
2． 按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即 .)][(1.32.23211H E d t z u u KT d σ±Φ≥ (1)确定公式内的各计算数值 1) 试选载荷系数3.1=t K2) 由以上计算得小齿轮的转矩m N T •=7313) 查表及其图选取齿宽系数1=Φd ，材料的弹性影响系数218.189MPa Z E =，按齿面硬度的小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6001lim =σ；大齿轮的接触疲劳强度极限.5502lim MPa H =σ。
4)计算应力循环次数911107936.2)1030082(19706060⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==h jL n N 9121065.027.47963.2⨯===μN N 5) 按接触疲劳寿命系数92.01=K HN 96.02=K HN6) 计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1由 []SN lim σσK = 得[][]MPaSMPaSHN H HN H 52855096.05526002.0lim221lim 11=⨯=K ==⨯=K =σσσσ（2） 计算：1) 带入[]H σ中较小的值，求得小齿轮分度圆直径1t d 的最小值为19.60)5288.189(27.427.51103.75.132.2.)][(1.32.23243211=⨯⨯⨯⨯=±Φ≥H E d t z u u KT d σ2) 圆周速度： s m nd t /055.310006097019.6014.31000601=⨯⨯⨯=⨯=πν3) 计算齿宽： mm d b t d 19.6019.6011=⨯=⋅Φ= 4) 计算齿宽与齿高比：模数: mm d m t t 0095.32019.6011==Z =齿高: mm m h t 77.60095.325.225.2=⨯==∴89.877.619.60==h b 5) 计算载荷系数： 根据s m /055.3=ν ,7级精度，查得 动载系数 1.1=K V对于直齿轮 1=K =K ααF H查得使用系数 25.1=K A 用插值法查得7级精度小齿轮非对称布置时，401.1=K βH 由89.8=hb，48.1=K βH 可查得3.1=K βF故载荷系数 955.1422.111.125.1=÷⨯⨯=K ⋅K ⋅K ⋅K =K βαH H V A 6) 按实际载荷系数校正分度圆直径：mm d d t t 75.655.1955.119.603311=⨯=K K = 7） 计算模数： mm d m 29.32075.6511==Z =3．按齿根弯曲强度计算：弯曲强度设计公式为 []32112⎪⎪⎭⎫⎝⎛≥F SaFa d Y Y z KT m σφ (1)确定公式内的各计算数值1) 查图得小齿轮的弯曲疲劳强度极限;5001MPa FE =σ大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPa FE 3802=σ;2) 查图取弯曲疲劳寿命系数;88.0,85.021==FN FN K K 3) 计算弯曲疲劳许用应力. 取弯曲疲劳安全系数S=1.4,得[][]MPaSK MPaSK FN FN F FE FN F 286.2444.13809.0143.3074.150086.0222111=⨯===⨯==σσσσ4) 计算载荷系数K.7875.13.111.125.1=⨯⨯⨯==βαF F V A K K K K K 5) 查取齿形系数.查表得 .21.2;80.221==Fa Fa Y Y 6) 查取应力校正系数.查表得 776.1;55.121==Sa Sa Y Y 7) 计算大、小齿轮的[]F SaFa Y Y σ并加以比较.[][]016067.0286.244776.121.2014383.0143.30755.18.2222111=⨯==⨯=F Sa Fa F Sa Fa Y Y Y Y σσ大齿轮的数值大. (2)设计计算mm mm m 2.2201103.77875.12324=⨯⨯⨯⨯≥对比计算结果,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,由于齿轮模数的大小要取决于弯曲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(即模数与齿数的成积)有关,可取弯曲强度算得的模数2.2，并接近圆整为标准值5.2=m ,按接触强度算得的分度圆直径mm d 75.651=,算出小齿轮齿数265.275.6511≈==m d z ， 大齿轮齿数 1122627.42=⨯=z ，取1122=z .这样设计出的齿轮传动,即满足了齿面接触疲劳强度,又满足齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费. 4. 几何尺寸计算 （1） 分度圆直径：mmm d mm m d 2801125.265265.22211=⨯=Z ==⨯=Z =（2）中心距：mm d d a 5.172228065221=+=+=（3）齿轮宽度：mm d b d 651=Φ=取 mm B 652= mm B 701=§3.1.2 低速级齿轮传动设计1． 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。