- 一 - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - 一 - 一带式运输机展开式二级圆柱齿轮减速器的设计班级： 普数 04（1）班姓名： 窦 磊 冯佳林指导教师： 邱 坤北京市机械局职工大学- 二 - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - 二 - 二任务书题目：设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。原始数据： 运输带工作拉力：1900 F/N运输带工作速度：1.30v/(ms)卷筒直径：250D/mm工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动， 空载起动，使用期限为 8 年，小批量生产，单班制工作，输带速度允许误差为5% 。- - 1 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 1 - - - 1 -目 录1.电动机的选择： -12.传动比的分配： -4 3.运动装置的运动参数：-54.齿轮的设计： -65.轴的设计： -106.轴承和键的选择： -207.箱体的设计： -248.润滑与密封： -269.参考文献： -27 10.附页： -壹- - 2 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 2 - - - 2 -设计说明书内容一、 电动机的选择：1、选择电动机的类型：、按工作要求，选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压 380V。- - 3 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 3 - - - 3 -、选择电动机容量：按式（2-1） ，电动机所需工作功率为 Pd= w按式（2-2） ，工作机所需功率为 PW= kw10Fv传动装置的总效率为 = 按表 2-3 确定41 2 3 4各部分效率：滚动轴承传动效率（一对） =0.99，闭式齿1轮传动效率 =0.97，联轴器效率 =0.99，传动滚筒效率：2 3=0.96，代入得4= 0.96=0.8549.027.29.0所需电动机功率为 Pd= = =2.91 kw1Fv85.031因载荷有轻微振动，空载起步，电动机额定功率应略大于Pd 即可，由表 16-1 得 Y 系列电动机技术数据，选电动机额定功率为 Ped 为 3KW。、确定电动机功率：滚筒轴工作转速nw= = =99.36 r/minDv1062503.14.6通常，二级圆柱齿轮减速器的传动比 i=840，故电动机转速的可选范围为nd=inw=(840)99.36=794.883974.4符合这一范围的同步转速有 3000，1000，1500r/min。现以同步转速 3000，1000，1500r/min 三种方案进行比较，由- - 4 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 4 - - - 4 -表 16-1 得电动机数据及计算出总传动比列于表一。（表一）电机转速 n/(r/min)方 案号电动机型号 额定功率Ped/kw 同步转速 满载转速总传动比ia1 Y100L2 3 3000 2880 28.992 Y132S6 3 1000 960 9.673 Y100L14 3 1500 1420 14.29、方案分析：方案 1 传动比大，传动装置外廓尺寸大，制造成本高，结构不紧凑，故不可选。方案 2 与方案 3 相比较，综合无论是从电机、传动装置的尺寸机总传动比，方案 3 都有较大优势。故选方案 3，选用 Y100L14。二、传动比的分配：纵传动比为分配传动装置的各级传动比：= = =4.47i1i4.29.1则低速传动比为： = = =3.20i7.- - 5 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 5 - - - 5 -三、传动装的运动参数：0 轴（电机轴）：P0=P d=2.91kw n0=nm=1420r/min T0=9550 =19.57Nmn- - 6 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 6 - - - 6 -1 轴（高速轴）：P1=P001=P11=2.910.99=2.88kwn1= =1420r/min T1=9550 =19.36 Nmi nP2 轴（中间轴）：P2=P 112=P10.990.97=2.767kw n2= = =317.67r/min T2=9550 =83.18 Nm1i47.03 轴（低速轴）：P3=P 223=2.767 0.990.97=2.65 kwn3= = =99.27r/min T3=9550 =254.09Nm2i0.6nP4 轴（滚筒轴）：P4=P 334=2.650.99 0.99=2.60 kwn4= = =99.27r/min T4=9550 =250.13 Nm3i17.9 4（表 二)功 率 P/kw 转 矩 T/(Nm)轴 名输入 输出 输入 输出转速n/(r/min)传动比I效 率电机轴 2.91 19.57 14201 轴 2.88 2.851 19.36 17.424 14202 轴 2.767 2.74 83.18 74.862 317.673 轴 2.65 2.62 254.09 228.68 99.27滚筒轴 2.60 2.574 250.13 225.117 99.2714.473.2010.990.9630.9630.98.四、齿轮的选择：1、 确定齿轮的材料及许用应力：由于减速器有轻微振动，空载起动，所有齿轮均用- - 7 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 7 - - - 7 -20Cr，渗碳淬火。硬度由表（8-12）得：H1=H2=H3=H4=5662HRC，所有均取 60HRC。由图（8-40）得 Hlim1=Hlim2= Hlim3 =Hlim4=1500MPH 1=H2=H3= H4=0.9Hlim=0.9 1500=1350MP查图（8-42）得F Hlim1=F Hlim2=F Hlim3= F Hlim4=480MP由式（8-35）得 F1=F3=F4 =1.4370=672MP2、 初确定齿轮的主要尺寸：硬齿面齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计：m 312 FYfsdZKT转矩 T=19360Nmm 初设 Z1=30 Z2=4.4730=134.1 取134。齿数比为 u=4.47 载荷系数 k=1.4 材料的弹性系数ZE=189.8 表(8-13) 节点区域系数 ZH=2.5 图（8-30） ，查MP图（8-43）YFS =4.30。m = =0.945 312 FYfsdZKT3237089.0.4165x取 1.5计算中心距：a= (Z1+Z2)=0.75(30+134)=1232计算几何尺寸：d1=mZ1=1.530=45 d2=mZ2=1.5134=201- - 8 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 8 - - - 8 -da1=mZ1+2ha *m=48 da2=mZ2+2ha *m=204df1=mZ1-2hf*m=41.25 df2=mZ2-2hf*m=197.25b1= dd1=(0.40.9) 45=1840.5 取 40b2=40-（510 ） 取 35校核齿面接触强度：H=ZHZE =189.82.5 =628.58ubKTd21)(45207.x.19362HF1 强度合格 小齿轮直径为 48mm 所以使用齿轮轴的形式，毛坯与轴相同采用锻造的方法获得，由于大齿轮的直径约为 200mm所以采用盘式齿轮煅造成型。 （如下图）（四）初确定齿轮的主要尺寸：- - 9 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 9 - - - 9 -硬齿面齿轮传动，按齿根弯曲疲劳强度设计：m 312 FYfsdZKT转矩 T=83180Nmm 初设 Z1=30 Z2=3.2030=96 取 96。齿数比为 u=3.2 载荷系数 k=1.4 材料的弹性系数ZE=189.8 表(8-13) 节点区域系数 ZH=2.5 图（8-30） ，查MP图（8-43） YFS=4.30。m = =1.91312 FYfsdZKT3237046.0.815x取 2.5计算中心距：a= (Z1+Z2)=1.25(30+96)=157.52m计算几何尺寸：d1=mZ1=2.530=75 d2=mZ2=2.596=240da1=mZ1+2ha*m=75+5=80da2=mZ2+2ha *m=240+5=245b1= dd1=(0.40.9) 75=3067.5 取 35b2=35-（510 ） 取 30、校核齿面接触强度：H=ZHZE =189.82.5 =661.05ubKTd21)(75230.x4.182HF1 强度合格小齿轮直径为 80mm 所以使用齿轮轴的形式，毛坯与- - 10 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 10 - - - 10 -轴相同采用锻造的方法获得，由于大齿轮的直径为 245mm在 200mm 与 500mm 之间，所以采用腹板式齿轮煅造成型。（如下图）五、轴的设计：- - 11 - - 窦磊、冯佳林二级齿轮减速器设计说明书 - - 11 - - - 11 -1. 轴的结构设计：选用轴的材料，确定许用应力：轴为普通用途，并采用齿轮轴，使用 20Cr 渗碳淬火，查表（14-1 ）按材料 35SiMn 取 b=750mpa 由表的b-1=75mpa2. 按扭转强度初估轴的直径：轴的设计： 由表（14-7）查得 A=107 按式（14-6）得dA =107 =13.543np314208.d1 与联轴器连接取凸缘联轴器 YL5 取 d1=22 3826XjYd2 处安装毛毡圈，取整 d2=25。d3 处安装轴承取 d3