机械设计（论文）说明书题目：二级直齿圆柱齿轮减速器系别： XXX系专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：目录第一部分课程设计任务书-------------------------------3 第二部分传动装置总体设计方案-------------------------3 第三部分电动机的选择--------------------------------4 第四部分计算传动装置的运动和动力参数-----------------7 第五部分齿轮的设计----------------------------------8 第六部分传动轴承和传动轴及联轴器的设计---------------17 第七部分键连接的选择及校核计算-----------------------20 第八部分减速器及其附件的设计-------------------------22 第九部分润滑与密封----------------------------------24 设计小结--------------------------------------------25 参考文献--------------------------------------------25第一部分课程设计任务书一、设计课题：设计两级展开式圆柱直齿轮减速器,卷筒效率为0.9(包括其支承轴承效率的损失),使用期限8年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。
二. 设计要求:1.减速器装配图一张。
2.绘制轴、齿轮等零件图各一张。
3.设计说明书一份。
三. 设计步骤:1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 齿轮的设计6. 滚动轴承和传动轴的设计7. 键联接设计8. 箱体结构设计9. 润滑密封设计第二部分传动装置总体设计方案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：考虑到总传动比不大，确定其传动方案如下：图一: 传动装置总体设计图初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。
选择二级圆柱直齿轮减速器（展开式）。
计算传动装置的总效率ηa:ηa=η13η22η32η4=0.993×0.972×0.992×0.9=0.81η1为轴承的效率,η2为齿轮啮合传动的效率,η3为联轴器的效率,η4为工作机的效率（包括工作机和对应轴承的效率）。
第三部分电动机的选择1 电动机的选择执行机构转速n:n=90r/min工作机的功率p w:p w= 5.5 KW电动机所需工作功率为:p d= p wηa=5.50.81= 6.79 KW执行机构的曲柄转速为:n = 90 r/min经查表按推荐的传动比合理范围，二级圆柱直齿轮减速器传动比i a=8~40，电动机转速的可选范围为n d = i a×n = (8×40)×90 = 720~3600r/min。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，选定型号为Y132M-4的三相异步电动机，额定功率为7.5KW,满载转速n m=1440r/min，同步转速1500r/min。
2 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比：由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:i a=n m/n=1440/90=16（2）分配传动装置传动比:取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:i12 = 1.3ia = 1.3×16 = 4.56 则低速级的传动比为:i23 =iai12=164.56= 3.51第四部分计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:n I = n m = 1440 = 1440 r/minn II = n I/i12 = 1440/4.56 = 315.8 r/minn III = n II/i23 = 315.8/3.51 = 90 r/minn IV = n III = 90 r/min（2)各轴输入功率:P I = P d×η3 = 6.79×0.99 = 6.72 KWP II = P I×η1⋅η2 = 6.72×0.99×0.97 = 6.45 KWP III = P II×η1⋅η2 = 6.45×0.99×0.97 = 6.19 KWP IV = P III×η1⋅η3 = 6.19×0.99×0.99 = 6.45 KW 则各轴的输出功率：P I' = P I×0.99 = 6.65 KWP II' = P II×0.99 = 6.39 KWP III' = P III×0.99 = 6.13 KWP IV' = P IV×0.99 = 6.39 KW(3)各轴输入转矩:T I = T d×η3 电动机轴的输出转矩:T d = 9550×p dn m = 9550×6.791440= 45 Nm所以：T I = T d×η3 = 45×0.99 = 44.5 NmT II = T I×i12×η1⋅η2 = 44.5×4.56×0.99×0.97 = 194.9 NmT III = T II×i23×η1⋅η2 = 194.9×3.51×0.99×0.97 = 656.9 NmT IV = T III×η1⋅η3 = 656.9×0.99×0.99 = 643.8 Nm输出转矩为：T I' = T I×0.99 = 44.1 NmT II' = T II×0.99 = 193 NmT III' = T III×0.99 = 650.3 NmT IV' = T IV×0.99 = 637.4 Nm第五部分齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算1 齿轮材料、热处理及精度：考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故选用二级展开式圆柱直齿轮减速器。
材料：高速级小齿轮选用45号钢调质，齿面硬度为小齿轮：250HBS。
高速级大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为大齿轮：200HBS。
取小齿齿数：Z1 = 24，则：Z2 = i12×Z1 = 4.56×24 = 109.44取：Z2 = 1092 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：d1t≥32Kt T1ψdεα×u±1u×⎝⎛⎭⎪⎫Z H Z E[σH]2确定各参数的值:1) 试选K t = 1.22) T1 = 44.5 Nm3) 选取齿宽系数ψd = 14) 由表8-5查得材料的弹性影响系数Z E = 189.8MPa5) 由图8-15查得节点区域系数Z H = 2.56) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:σHlim1 = 610 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限:σHlim2 = 560 MPa。
7) 计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N1 = 60nkt h = 60×1440×1×8×300×2×8 = 3.32×109大齿轮应力循环次数：N2 = 60nkt h = N1/u = 3.32×109/4.56 = 7.28×1088) 由图8-19查得接触疲劳寿命系数:K HN1 = 0.86,K HN2 = 0.899) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:[σH]1 = K HN1σHlim1S= 0.86×610 = 524.6 MPa[σH]2 = K HN2σHlim2S= 0.89×560 = 498.4 MPa许用接触应力:[σH] = ([σH]1+[σH]2)/2 = (524.6+498.4)/2 = 511.5 MPa 3 设计计算:小齿轮的分度圆直径:d1t:d1t≥32Kt T1ψd×u±1u×⎝⎛⎭⎪⎫Z H Z E[σH]2= 32×1.2×44.5×10001×4.56+14.56×⎝⎛⎭⎪⎫2.5×189.8511.52= 48.2 mm4 修正计算结果： 1) 确定模数：m n =d1tZ1=48.224= 2.01 mm取为标准值:2 mm。
2) 中心距：a = ⎝⎛⎭⎫Z1+Z2m n2=()24+109×22= 133 mm3) 计算齿轮参数：d1 = Z1m n = 24×2 = 48 mmd2 = Z2m n = 109×2 = 218 mmb = φd×d1 = 48 mmb圆整为整数为：b = 48 mm。
4) 计算圆周速度v:v =πd1n160×1000=3.14×48×144060×1000= 3.62 m/s由表8-8选取齿轮精度等级为8级。
5 校核齿根弯曲疲劳强度：(1) 确定公式内各计算数值：1) 由表8-3查得齿间载荷分配系数：K Hα = 1.1，K Fα = 1.1；齿轮宽高比为：bh=b[(2h*a+c*)mn]=48[(2×1+0.25)×2]= 10.67求得:K Hβ = 1.09+0.26φd2+0.33×10-3b = 1.09+0.26×0.82+0.33×10-3×48 = 1.37 ，由图8-12查得：K Fβ = 1.342) K = K A K V K FαK Fβ = 1×1.1×1.1×1.34 = 1.623) 由图8-17、8-18查得齿形系数和应力修正系数：齿形系数:Y Fa1 = 2.63 Y Fa2 = 2.17应力校正系数:Y Sa1 = 1.59 Y Sa2 = 1.834) 由图8-22c按齿面硬度查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为：σFlim1 = 245 MPa σFlim2 = 220 MPa5) 同例8-2：小齿轮应力循环次数:N1 = 3.32×109大齿轮应力循环次数:N2 = 7.28×1086) 由图8-20查得弯曲疲劳寿命系数为：K FN1 = 0.82 K FN2 = 0.857) 计算弯曲疲劳许用应力，取S=1.3，由式8-15得：[σF]1 = K FN1σFlim1S=0.82×2451.3= 154.5[σF]2 = K FN2σFlim2S=0.85×2201.3= 143.8Y Fa1Y Sa1[σF]1=2.63×1.59154.5= 0.02707Y Fa2Y Sa2[σF]2=2.17×1.83143.8= 0.02762大齿轮数值大选用。