設計題目：二級展開式圓柱齒輪減速器
設計者： 張廣義
指導教師： 於振文
09 年 06 月 26 日
機械設計課程設計任務書
班級： 07機械制造與自動化 姓名：張廣義
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設計題目：設計電動卷揚機傳動裝置
原始數據：
運輸帶工作拉力F=12kN；8.5
運輸帶工作速度ν=16m/min；21.5
卷筒直徑 D=230mm 310
工作條件：
連續單向運轉，工作時有輕微振動，使用期限8年，小批量生產，單班制工作，運輸帶速度允許誤差±5% 。
設計工作量：
1、減速器裝配圖1張；
2、零件工作圖2—3張；
3、設計說明書1份。
（本任務書編入說明書首頁）
減速器設計說明書
設計參數：
1、 運輸帶工作拉力: F=8.5KN；
2、 運輸帶工作速度: ；
3、 滾筒直徑： ；
4、 滾筒工作效率： ；
5、 工作壽命：8年單班制工作，所以， ；
6、 工作條件：連續單向運轉，工作時有輕微振動。
傳動裝置設計：
壹、傳動方案：展開式二級圓柱齒輪減速器。
二、選擇電機：
1、 類型：Y系列三相異步電動機；
2、 型號：
工作機所需輸入功率： ;
電機所需功率： ;3.47
其中， 為滾筒工作效率，0.96
為高速級聯軸器效率，0.98
為兩級圓柱齒輪減速器效率，0.95
為高速級聯軸器效率，0.98
電機轉速 選：1000 ；
所以查表選電機型號為：Y132M1-6
電機參數：
額定功率： 4KW
滿載轉速： ＝960
電機軸直徑：
三、 傳動比分配：
（ ）
其中： 為高速級傳動比， 為低速級傳動比，且 ，
取 ，則有： ；
四、傳動裝置的運動和動力參數
1、 電機軸： ；
；
；
2、 高速軸： ；
；
；
3、 中間軸： ；
；
；
4、低速軸： ；
；
；
5、工作軸： ；
；
；
傳動零件設計：
壹、齒輪設計（課本p175）
高速級（斜齒輪）：
設計參數：
1、選材：
大齒輪：40Cr，調質處理，硬度300HBS；
小齒輪：40Cr，表面淬火，硬度40~50HRC。
2、確定許用應力：
1）許用接觸應力：
而：
因為 ，所以，只需考慮 。
對於調質處理的齒輪， 。
；
查表（HBS為300）有循環基數 ，故， ，所以， 。
2）許用彎應力：
查表有：
取 ，單向傳動取 ，因為，
所以取 ，則有：
3）齒輪的工作轉矩：
4）根據接觸強度，求小齒輪分度圓直徑：
其中， （鋼制斜齒輪）， 。
所以，取 ，則有
5）驗算接觸應力：
其中，取
而，齒輪圓周速度為：
故， （7級精度），
所以，最終有，
6）驗算彎曲應力：
其中， （x=0）
，所以應驗算小齒輪的彎曲應力
低速級（直齒輪）：
設計參數：
1、選材：
大齒輪：40Cr，調質處理，硬度300HBS；
小齒輪：40Cr，表面淬火，硬度40~50HRC。
2、確定許用應力：
1）許用接觸應力：
而：
因為 ，所以，只需考慮 。
對於調質處理的齒輪， 。
；
查表（HBS為300）有循環基數 ，故， ，所以， 。
2）許用彎應力：
查表有：
取 ，單向傳動取 ，因為，
所以取 ，則有：
3）齒輪的工作轉矩：
4）根據接觸強度，求小齒輪分度圓直徑：
其中， （鋼制直齒輪）， 。
=119.1mm
所以，取 ，則有
5）驗算接觸應力：
其中，取
（直齒輪），
而，齒輪圓周速度為：
故， （7級精度），
所以，最終有，
6）驗算彎曲應力：
其中， （x=0）
，所以應驗算大齒輪的彎曲應力
所以，計算得齒輪的參數為：
高速級 大 379.2 2 160 213.32 45
1 0.25
小 41 20 50
低速級 大 380 2.5 152 225 95 －
小 70 28 100
二、聯軸器選擇
高速級： ，電機軸直徑： ，所以，選擇 ；
低速級： 所以，選擇 ；
三、初算軸徑
（軸的材料均用45號鋼，調質處理）
高速軸： ，（外伸軸，C=107），根據聯軸器參數選擇 ；
中間軸： ，（非外伸軸，C=118），具體值在畫圖時確定；
低速軸： ，（外伸軸，C=107），根據聯軸器參數選擇 。
四、軸承的潤滑方式選擇：
高速級齒輪的圓周速度為：
所以，軸承采用油潤滑。高速級小齒輪處用擋油板。
五、 箱體的結構尺寸：（機械設計課程設計手冊p173）
箱座壁厚： ，而 ，
所以，取 。
箱蓋壁厚： ，所以，取 。
箱座、箱蓋、箱底座凸緣的厚度：
箱座、箱蓋的肋厚：
軸承旁凸臺的半徑：
軸承蓋外徑： （其中，D為軸承外徑， 為軸承蓋螺釘的直徑）。
中心高：
取： ；
地腳螺釘的直徑： （因為： ）；數目：6。
軸承旁聯接螺栓的直徑： ；
箱蓋、箱座聯接螺栓的直徑：
軸承蓋螺釘的直徑： 數目：4；
窺視孔蓋板螺釘的直徑： 。
至箱外壁的距離：
至凸緣邊緣的距離： 。
外箱壁到軸承座端面的距離： 。
齒輪頂圓與內箱壁距離： ，取： 。
齒輪端面與內箱壁距離： ，取： 。
六、初選軸承：
高速軸：205， ；
中間軸：307, ；
低速軸：212, ；
軸承端蓋外徑：
高速軸： ;
中間軸： ；
低速軸：
七、軸的強度核算：
軸所受的力：
高速級： ;
;
。
低速級： ；
；
軸的受力分析：
高速軸：
由力平衡有：
受力如圖：
；
；
；
選材為45號鋼調質處理，所以
查表有：
；
；
所以，危險截面為截面C
；
而此處 ，
所以，此處滿足強度要求，安全。
中間軸：
由力平衡有：
受力如圖：
；
；
；
；
可見B處受力更大，
；
選材為45號鋼調質處理，所以
查表有：
；
；
所以，危險截面為截面B
；
而此處 ，所以，此處滿足強度要求，安全。
低速軸：
由力平衡有：
受力如圖：
；
選材為45號鋼調質處理，所以查表有：
；
所以，危險截面為截面B
；
而此處 ，
所以，此軸滿足強度要求，安全。
八、軸承使用壽命計算：（ ）
高速軸：
選用205，則有： 。
計算步驟和結果如下：
計算項目 計算結果
0.0317
0.225
1.1
942.2N
，
結論 （滿足壽命要求）
中間軸： ；
選用306，則有： 。
計算步驟和結果如下：
計算項目 計算結果
0.015
0.192
1.1
1727N
，
結論 （滿足壽命要求）
低速軸：選用2 209，則有： 。
徑向當量動負荷 ;
徑向當量靜負荷 ；
所以， 。
九、齒輪詳細參數：
高速級大齒輪：
；
；
； ；
；
；
低速級大齒輪：
；
；
；
；
；