机械设计课程设计计算说明书
设计题目：二级展开式圆柱齿轮减速器
设计者： 张广义
指导教师： 于振文
09 年 06 月 26 日
机械设计课程设计任务书
班级： 07机械制造与自动化 姓名：张广义
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设计题目：设计电动卷扬机传动装置
原始数据：
运输带工作拉力F=12kN；8.5
运输带工作速度ν=16m/min；21.5
卷筒直径 D=230mm 310
工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限8年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差±5% 。
设计工作量：
1、减速器装配图1张；
2、零件工作图2—3张；
3、设计说明书1份。
（本任务书编入说明书首页）
减速器设计说明书
设计参数：
1、 运输带工作拉力: F=8.5KN；
2、 运输带工作速度: ；
3、 滚筒直径： ；
4、 滚筒工作效率： ；
5、 工作寿命：8年单班制工作，所以， ；
6、 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动。
传动装置设计：
一、传动方案：展开式二级圆柱齿轮减速器。
二、选择电机：
1、 类型：Y系列三相异步电动机；
2、 型号：
工作机所需输入功率： ;
电机所需功率： ;3.47
其中， 为滚筒工作效率，0.96
为高速级联轴器效率，0.98
为两级圆柱齿轮减速器效率，0.95
为高速级联轴器效率，0.98
电机转速 选：1000 ；
所以查表选电机型号为：Y132M1-6
电机参数：
额定功率： 4KW
满载转速： ＝960
电机轴直径：
三、 传动比分配：
（ ）
其中： 为高速级传动比， 为低速级传动比，且 ，
取 ，则有： ；
四、传动装置的运动和动力参数
1、 电机轴： ；
；
；
2、 高速轴： ；
；
；
3、 中间轴： ；
；
；
4、低速轴： ；
；
；
5、工作轴： ；
；
；
传动零件设计：
一、齿轮设计（课本p175）
高速级（斜齿轮）：
设计参数：
1、选材：
大齿轮：40Cr，调质处理，硬度300HBS；
小齿轮：40Cr，表面淬火，硬度40~50HRC。
2、确定许用应力：
1）许用接触应力：
而：
因为 ，所以，只需考虑 。
对于调质处理的齿轮， 。
；
查表（HBS为300）有循环基数 ，故， ，所以， 。
2）许用弯应力：
查表有：
取 ，单向传动取 ，因为，
所以取 ，则有：
3）齿轮的工作转矩：
4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径：
其中， （钢制斜齿轮）， 。
所以，取 ，则有
5）验算接触应力：
其中，取
而，齿轮圆周速度为：
故， （7级精度），
所以，最终有，
6）验算弯曲应力：
其中， （x=0）
，所以应验算小齿轮的弯曲应力
低速级（直齿轮）：
设计参数：
1、选材：
大齿轮：40Cr，调质处理，硬度300HBS；
小齿轮：40Cr，表面淬火，硬度40~50HRC。
2、确定许用应力：
1）许用接触应力：
而：
因为 ，所以，只需考虑 。
对于调质处理的齿轮， 。
；
查表（HBS为300）有循环基数 ，故， ，所以， 。
2）许用弯应力：
查表有：
取 ，单向传动取 ，因为，
所以取 ，则有：
3）齿轮的工作转矩：
4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径：
其中， （钢制直齿轮）， 。
=119.1mm
所以，取 ，则有
5）验算接触应力：
其中，取
（直齿轮），
而，齿轮圆周速度为：
故， （7级精度），
所以，最终有，
6）验算弯曲应力：
其中， （x=0）
，所以应验算大齿轮的弯曲应力
所以，计算得齿轮的参数为：
高速级 大 379.2 2 160 213.32 45
1 0.25
小 41 20 50
低速级 大 380 2.5 152 225 95 －
小 70 28 100
二、联轴器选择
高速级： ，电机轴直径： ，所以，选择 ；
低速级： 所以，选择 ；
三、初算轴径
（轴的材料均用45号钢，调质处理）
高速轴： ，（外伸轴，C=107），根据联轴器参数选择 ；
中间轴： ，（非外伸轴，C=118），具体值在画图时确定；
低速轴： ，（外伸轴，C=107），根据联轴器参数选择 。
四、轴承的润滑方式选择：
高速级齿轮的圆周速度为：
所以，轴承采用油润滑。高速级小齿轮处用挡油板。
五、 箱体的结构尺寸：（机械设计课程设计手册p173）
箱座壁厚： ，而 ，
所以，取 。
箱盖壁厚： ，所以，取 。
箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度：
箱座、箱盖的肋厚：
轴承旁凸台的半径：
轴承盖外径： （其中，D为轴承外径， 为轴承盖螺钉的直径）。
中心高：
取： ；
地脚螺钉的直径： （因为： ）；数目：6。
轴承旁联接螺栓的直径： ；
箱盖、箱座联接螺栓的直径：
轴承盖螺钉的直径： 数目：4；
窥视孔盖板螺钉的直径： 。
至箱外壁的距离：
至凸缘边缘的距离： 。
外箱壁到轴承座端面的距离： 。
齿轮顶圆与内箱壁距离： ，取： 。
齿轮端面与内箱壁距离： ，取： 。
六、初选轴承：
高速轴：205， ；
中间轴：307, ；
低速轴：212, ；
轴承端盖外径：
高速轴： ;
中间轴： ；
低速轴：
七、轴的强度核算：
轴所受的力：
高速级： ;
;
。
低速级： ；
；
轴的受力分析：
高速轴：
由力平衡有：
受力如图：
；
；
；
选材为45号钢调质处理，所以
查表有：
；
；
所以，危险截面为截面C
；
而此处 ，
所以，此处满足强度要求，安全。
中间轴：
由力平衡有：
受力如图：
；
；
；
；
可见B处受力更大，
；
选材为45号钢调质处理，所以
查表有：
；
；
所以，危险截面为截面B
；
而此处 ，所以，此处满足强度要求，安全。
低速轴：
由力平衡有：
受力如图：
；
选材为45号钢调质处理，所以查表有：
；
；
所以，危险截面为截面B
；
而此处 ，
所以，此轴满足强度要求，安全。
八、轴承使用寿命计算：（ ）
高速轴：
选用205，则有： 。
计算步骤和结果如下：
计算项目 计算结果
0.0317
0.225
1.1
942.2N
，
结论 （满足寿命要求）
中间轴： ；
选用306，则有： 。
计算步骤和结果如下：
计算项目 计算结果
0.015
0.192
1.1
1727N
，
结论 （满足寿命要求）
低速轴：选用2 209，则有： 。
径向当量动负荷 ;
径向当量静负荷 ；
所以， 。
九、齿轮详细参数：
高速级大齿轮：
；
；
； ；
；
；
低速级大齿轮：
；
；
；
；
；
；
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