1 华北电力大学华北电力大学机械课程设计机械课程设计 减速器设计减速器设计 目目录录 一课程设计书课程设计书2 二设计要求设计要求2 三三设计步骤设计步骤2 1. 传动装置总体设计方案3 2. 电动机的选择4 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比5 4. 计算传动装置的运动和动力参数5 6 6. 齿轮的设计8 7. 滚动轴承和传动轴的设计19 8. 键联接设计26 9. 箱体结构的设计27 10.润滑密封设计30 11.联轴器设计30 四四设计小结设计小结31 五五参考资料参考资料32 2 一一. . 课程设计书（课程设计书（把打印的那张表贴上去就行了把打印的那张表贴上去就行了） 三三. . 设计步骤设计步骤 1.传动装置总体设计方案 2.电动机的选择 4.确定传动装置的总传动比和分配传动比 5.计算传动装置的运动和动力参数 6.齿轮的设计 7.滚动轴承和传动轴的设计 8.键联接设计 9.箱体结构设计 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计 1.1.传动传动装置总体设计装置总体设计方案方案: : 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：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V 带设置在高 速级。 其传动方案如下： 3 2 3 5 4 1 I II III IV Pd Pw 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 V 带传动和二级圆柱高速级斜齿，低速级直齿轮减速器（展开式）。 传动装置的总效率 a 54 2 3 3 21 a0.96 3 98. 0 2 95. 00.970.960.759； 1 为 V 带的效率,2为第一对轴承的效率， 3 为第二对轴承的效率， 4 为第三对轴承的效率， 5 为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为 7 级精度，油脂润滑. 因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。 2.2.电动机的选择电动机的选择 电动机所需工作功率为：P P /30001.2/10000.759 4.74kW, 执行机构的曲柄转速为 n D 60v1000 =65.5r/min， 经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比 i 24，二级圆柱 斜齿轮减速器传动比 i 840， 4 则总传动比合理范围为 i 16160，电动机转速的可选范围为 n i n（16160）65.5104810480r/min。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动 比， 选定型号为 Y132S-2 的三相异步电动机，额定功率为 5.5 额定电流 8.8A，满载转速 m n2900 r/min，同步转速 3000r/min。 方案 电动机型号额定功率同步转速 r/min 额定转速 r/min 重量总传动比 1Y112M-24KW3000289045Kg152.11 2Y112M-44KW1500144043Kg75.79 3Y132M1-64KW100096073Kg50.53 4Y132S1-25.5KW3000290064Kg45.8 5 3.设计 V 带和带轮： 1.设计 V 带 确定 V 带型号 查课本 205 P表 13-6 得：2 . 1 A K则 1.2 3.674.4 cAd PKPkW 根据 c P=4.4, 0 n=960r/min,由课本 205 P图13-5， 选择A型V带， 取1125d 。 1 21 2 13.05 125 0.98373.63 n dd n 查课本第 206 页表 13-7 取 2375d 。 为带传动的滑动率0.010.02。 验算带速： 11125 960 6.28/ 60 100060 1000 d n Vm s 带速在 525/m s范围内，合适。 取 V 带基准长度 d L和中心距 a： 初步选取中心距 a：0121.51.5 125375750add，取0750a 。 由课本第 195 页式（13-2）得： 00 0 2 21 1222305.8 24 dd Ladd a 查课本 第 202 页表 13-2 取2500dL 。由课本第 206 页式 13-6 计算实际中心距： 0 0847.1 2 dLL aa 。 验 算 小 带 轮 包 角： 由 课 本 第 195 页 式 13-1 得 ： 21 18057.3163120 dd a 。 求 V 带根数 Z：由： 00L c P Z PPK K 查表，由内插值法得01.38P ，00.108P。 6 则 00 4.4 2.84 1.380.1080.959 1.09L c PkW Z PPK K 取3Z 根。 4 4. .确定传动装置的总传动比和分配传动比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 a in /n2900/65.544.3 （2）分配传动装置传动比 a i 0 ii 式中 10,i i分别为带传动和减速器的传动比。 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取 0 i3.4，则减速器传动比为i 0 /iia44.3/3.413 根据各原则，查图得高速级传动比为 1 i4.06，则 2 i 1 /ii=3.2 5 5. .计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 （1）各轴转速 n 0 /inm2900/3.4852.9r/min 7 n 1 / in852.9/4.06210.08r/min nn/ 2 i210.08/3.2=65.5 r/min n=n=65.5 r/min （2）各轴输入功率 P d p 1 4.740.964.55kW Pp2 3 4.550.980.954.24kW PP2 3 4.240.980.953.94kW PP24=3.940.980.973.75kW 则各轴的输出功率： PP0.98=4.46 kW PP0.98=4.16 kW PP0.98=3.86kW PP0.98=3.68 kW （3）各轴输入转矩 1 T= d T 0 i 1 Nm 电动机轴的输出转矩 d T=9550 m d n P =95504.74/2900=15.61 N 所以:T d T 0 i 1 =15.613.40.96=50.94 Nm TT 1 i 1 2 =50.944.060.980.95=192.58 Nm TT 2 i 2 3 =192.583.20.980.95=573.73Nm T=T 3 4 =573.730.950.97=528.69 Nm 输出转矩： TT0.98=49.92 Nm TT0.98=188.73 Nm TT0.98=562.26Nm TT0.98=518.12 Nm 运动和动力参数结果如下表 轴名功率 P KW转矩 T Nm 转速 r/min输入输出输入输出 电动机4.7415.612900 8 轴 1 轴4.554.4650.9649.92852.9 2 轴4.244.16192.58 188.73210.08 3 轴3.943.86573.73 562.6365.5 4 轴3.753.68528.69 518.1265.5 6 6. .齿轮的设计齿轮的设计 （一）高速级齿轮传动的设计计算 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，故大小齿轮都选用硬齿面渐 开线斜齿轮 （1）齿轮材料及热处理 材料： 高速级小齿轮选用45钢调质， 齿面硬度为小齿轮280HBS 取小齿齿数 1 Z=24 高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBSZ2=i Z1=4.0624=97.4 取 Z2=97. 齿轮精度 按 GB/T100951998，选择 7 级，齿根喷丸强化。 初步设计齿轮传动的主要尺寸 按齿面接触强度设计 21 3 1 ) ( 12 H EH d t t ZZ u uTK d 确定各参数的值: 试选 t K=1.6 查课本 215 P图 10-30选取区域系数 Z H=2.433 由课本 214 P图 10-2678. 0 1 82. 0 2 9 则6 . 182. 078. 0 由课本 202 P公式 10-13 计算应力值环数 N1=60n1j h L=60852.91（2123508） =3.4410 9h N2= =8.5110 8h (4.04 为齿数比,即 4.04= 1 2 Z Z ) 查课本 203 P10-19 图得：K 1 =0.93K 2 =0.96 齿轮的疲劳强度极限 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,应用 202 P公式 10-12 得: H 1= S K HHN1lim1 =0.93550=511.5MPa H 2= S K HHN2lim2 =0.96450=432MPa 许用接触应力 MPa HHH 75.4712/ )4325 .511(2/ )( 21 查课本由 198 P表 10-6 得： E Z=189.8MPa 由 201 P表 10-7 得: d =1 T=95.510 5 11/n P=95.510 54.55/859.2 =5.0610 4N.m 3.设计计算 小齿轮的分度圆直径 d t 1 21 3 1 ) ( 12 H EH d t t ZZ u uTK d =mm47.49) 75.471 8 .189433. 2 ( 04. 4 04. 5 6 . 11 1006. 56 . 12 2 4 3 计算圆周速度 100060 11 nd t sm/21. 2 100060 9 .85247.4914. 3 计算齿宽 b 和模数 nt m 计算齿宽 b b= td d1=49.47mm 10 计算摸数 mn 初选螺旋角=14 nt m=mm Z d t 00. 2 24 14cos47.49cos 1 1 计算齿宽与高之比 h b 齿高 h=2.25 nt m=2.252.00=4.50mm h b = 5 . 4 47.49 =10.99 计算纵向重合度 =0.318 1 d 14tan241318. 0tan=1.903 计算载荷系数 K 使用系数 A K=1 根据smv/21. 2,7 级精度, 查课本由 192 P表 10-8 得 动载系数 KV=1.07, 查课本由 194 P表 10-4 得 K H 的计算公式: K H =)6 . 01 (18. 012. 1 2 d 2 d +0.2310 3 b =1.12+0.18(1+0.61) 1+0.2310 3 49.53=1.42 查课本由 195 P表 10-13 得: K F =1.35 查课本由 193 P表 10-3 得: K H = F K=1.2 故