二级展开式直齿圆柱减速器设计书
1 设计要求
1.1设计题目：二级展开式直齿圆柱减速器的设计。
1.2设计要求及条件：设计一个用于带式传送机上的二级圆柱齿轮减速器，运输机连续单向运转，载荷变化不大，空载启动。卷筒效率0.96，减速器小批量生产，使用年限8年（300天/1年）两班制工作，运输容许误差5%。车间有3相交流，电压380/220V，运输带工作压力2.1KN，运输带工作速度1.2M/S，卷筒直径250mm。
2 传动装置总体设计
2.1二级展开式圆柱直齿减速器的传动路线：
2.2 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，在轴发生弯扭变形时，载荷在齿宽上分布不均匀，要求轴的设计有较大的刚度。
2.3确定传动方案：考虑到电机转速高，输出端扭矩较大，转矩应从离齿轮远的轴端输入，以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀。
图1：传动装置简图如下
3 选择电动机的型号
3.1电动机的类型选择：
按照工作要求和工作条件，选用一般用途的卧式封闭型Y系列的三相异步电动机。 3.2.确定电动机容量：
电动机所需工作功率工作机所需功率
PdPd?为
Pw?
Pw为
Pw?F?V=2100?1.2=2.52kw按《机械课程设计手册》表2-4确定各部分效率为:联轴器效率为?1?0.99，闭式齿轮传动效
??0.98，卷筒效率?4?0.96，代入得
率?2?0.96，滚动轴承3??0.992?0.962?0.984?0.96?0.8
所需电动机功率为
Pd?Pw??2.52kW?3.15kw0.8
3.3选择电动机的转速：
卷筒轴工作转速
nw?60?1000v60?1000?1.2??91.7r/min?D3.14?250
两级展开式圆柱齿轮减速器的传动比i=8︿40， 故电动机转速的可选范围为
''nd?id?n?(8~40)?91.7?733.6~3668r/min
3.4选择电动机功率：
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重要、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y112M—4的三相异步电动机，额定功率为4.0kw。满载转，同步转速为1500。电动机的其主要性能如表1 。
表1： Y112M-4型电动机的主要性能
电动机型号 Y112-4 额定功率/(kw) 4 满载转速/(r/min) 1440
启动转矩/额定转矩(kw) 2 最大转矩/额定转矩(kw) 2
4 计算传动装置的运动和动力参数
4.1总传动比：
由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n，可得减速器总传动比
4.2分配传动装置传动比：
i?nm/nw?1440?15.791.7
减速器的传动比 i为15.7，对于两级展开式圆柱齿轮减速器的i1?(1.1~1.5)i2，为了分配
i?4.34均匀取i1?1.2i2，计算得两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比1，低速级的传动比i2?3.62。
4.3计算传动装置的运动和动力参数：
1)．电动机轴（0轴）
P0?Pd?3.15kWn0?nm?1440r/minT0?9550P0?20.9N?mn0
2)．高速轴（1轴）
P1?P0?1?3.15kW?0.99?3.12kWn1?n0?1440r/minT1?9550P1?20.68N?mn1
3)．中间轴（2轴）
P2?P?2?3?3.12kW?0.96?0.98?2.935kW1n2?n11440??331.8r/mini14.34P2?84.5N?mn2
T2?95504)．低速轴（3轴）
P3?P2?2?3?2.935kW?0.96?0.98?2.76kWn3?n2331.8??91.6r/mini23.62P3?287.9N?mn3
T3?95505)．卷筒轴（4轴）
P4?P3?2?4?2.76kW?0.99?0.98?2.678kWn4?n3?91.6r/minT4?9550P4?279N?mn4
4.4计算结果：
运动和动力参数计算结果,如表2.
表2：运动和动力参数结果 项目 转速（r/min） 功率(kW) 转矩(N*m) 传动比 效率 电动机轴 1440 3.15 20.9 1 0.99 高速轴 1440 3.12 20.68 4.34 0.94 中间轴 331.8 2.935 84.5 低速轴 91.6 2.76 287.9 3.62 0.94 卷筒轴 91.6 2.678 279 1 0.98 5 齿轮的设计及计算
5.1高速级齿轮传动设计
5.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）按以上的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
2）运输机为一般工作，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。
3) 材料选择。考虑到制造的方便及小齿轮容易磨损并兼顾到经济性，两级圆柱齿轮的大、小齿轮材料均用合金钢，热处理均为调质处理且大、小齿轮的齿面硬度分别为240HBS,280HBS，二者材料硬度差为40HBS。
4）选小齿轮的齿数z?20，大齿轮的齿数为5.1.2按齿面接触强度设计 由设计公式进行试算，即
z2?4.34?20?86.8，取z2?86。
d1t?3
2KT1u?1zEzH2.().?du[?H]Kt?1.5
(1) 确定公式内的各计算数值 1)试选载荷系数
2)由以上计算得小齿轮的转矩3)查表及其图选取齿宽系数
T1?20.68N?m
12?d?1，材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa，按齿面硬度的小齿
轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?550MPa.。 4)计算应力循环次数
N1?60n1jLh?60?1440?1?(2?8?300?10)?4.1472?109
N2?
N1??4.1472?0.956?1094.34
?HN2?0.965)按接触疲劳寿命系数
?HN1?0.92
6)计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1％，安全系数S=1
??HN1?lim1H?1??S?0.2?600?552MPa?HN2?lim 由
?????N?limS?0.96?550?528MPa 得
?H?2??S
（2）计算：
1)带入??H?中较小的值，求得小齿轮分度圆直径
dt1的最小值为
2KT4d1u?1zEzH232?1.5?2.068?105.34189.8?2.521t?3?.u([?).???()?60.19dH]14.34528
???d1tn?3.14?60.19?14402)圆周速度： 60?100060?1000?4.535m/s
3)计算齿宽：
b??d?d1t?1?60.19?60.19mm
4)计算齿宽与齿高比：
md1tt? 模数: ??60.19?3.0095mm120
齿高:
h?2.25mt?2.25?3.0095?6.77mm
b?60.19?8 ∴h6.77.89
5)计算载荷系数：
根据??4.535m/s ,7级精度，查得动载系数 ?V?1.1
对于直齿轮
?H???F??1
查得使用系数 ?A?1.25 用插值法查得7级精度小齿轮非对称布置时，?H??1.401bh?8.89，?H??1.48 可查得?F??1.3
故载荷系数
???A??V??H???H??1.25?1.1?1?1.422?1.955
6)按实际载荷系数校正分度圆直径：
d1?d1t3???60.19?31.9551.5?65.75mmt
由
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