設計題目： 二級齒輪減速器的設計
專業：工業工程班級：2011-2班
設計人： 豆春蕾
指導老師： 石永奎
山東科技大學
2023年 01月10 日
課程設計任務書
學院：礦業與安全工程專業：工業工程
班級：2011-2姓名：豆春蕾
一、課程設計題目：
二、課程設計主要參考資料：
（1）、 精密機械設計
（2）、 基礎工業工程
三、課程設計主要要解決的問題：
（1）、 帶式運輸機變速器經常燒毀的問題
（2）、 帶式運輸機經常跑偏的問題
四、課程設計相關附件：
（1（2
五、任務發出日期：1月5日完成日期：1月23日
指導老師簽字系主任簽字
指導教師對課程設計的評語
指導教師簽字
年月日目錄
1. 設計目的 5
2. 傳動方案分析 6
3. 原動件的選擇和傳動比的分配 7
4. 各軸動力與運動引數的計算 9
5. 傳動件設計計算（齒輪） 10
6 軸的設計 21
7．滾動軸承的計算 29
8．連線的選擇和計算 30
9．潤滑方式、潤滑油牌及密封裝置的選擇 31
10.設計小結 32
11.參考文獻 33
隨著經濟社會的發展，運輸機在經營活動中扮演著越來越重要的角色。其中，帶式運輸機在實際生活中是最常見的一種運輸機，它主要是由運輸帶、電動機、變速器和支架組成。
但是，帶式運輸機在使用過程中往往會出現很多問題，比如運輸帶跑偏、電動機燒毀等。其中，有很多問題是由變速箱引起的。基於此，我設計了乙個新型的減速箱，以改善帶式運輸機的使用狀況。
設計乙個用於帶式運輸機上的動力及傳動裝置。運輸機三班制連續單向運轉。工作時載荷平穩，小批量生產。
已知資料：傳輸帶的圓周力f/n:900。
二級齒輪減速器原理圖見圖1.1。
圖1.1
2.傳動方案分析
傳送帶帶速v/(m/s): 2.5
滾筒直徑d/mm: 300
使用期限/年：10
帶速允許公差：5%
1.電機 2.聯軸器 3.齒輪減速器 4.聯軸器 5.運輸帶
合理的傳動方案，首先應滿足工作機的效能要求，其次應滿足工作可靠，轉動效率高，結構簡單，結構緊湊，成本低廉，工藝性好，使用和維護方便等要求。任何乙個方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要多方面來擬定和評比各種傳動方案，統籌兼顧，滿足最主要和最基本的要求，然後加以確認。
本傳動裝置傳動比不大，採用二級傳動。帶式運輸機是由電動機驅動，電動機1通過聯軸器2將力傳入減速器3，再經聯軸器4將動力傳輸至轉筒5。軸端連線選擇彈性柱銷聯軸器。
見圖1.2。
圖1.2
3.原動件的選擇和傳動比的分配
根據帶式運輸機工作機的型別，可取工作機效率ηw=0.96。設計任務要求減速器的輸入功率為:
pw=fv/1000ηw=(900×2.5)/(1000×0.96)=2.
34kw。
而傳動裝置的效率：η=η12×η23×η32=0.992×0.993×0.972=0.895
式中：η1-----聯軸器傳動效率 η2-----滾動軸承（一對）的效率 η3-----閉合齒輪傳動效率，常見機械效率參見表3.1
表3.1 傳動型別表
電動機所需功率為pd= pw/n=2.34/0.893=2.62kw
捲筒工作轉速：n=60×1000v/πd=（60×1000×2.5）/(π×300)=159.2r/min
而兩級展開式圓柱齒輪減速器的傳動比ia範圍為8~40。
所有電動機轉速可選範圍：nd=n×ia=159.2×（8~40）=1273.6~6368r/min。
查精密機械設計書
初步確定原動機的型號為y100l2-4，額定功率為p=3kw，
滿載轉速為n0=1420r/min，額定轉矩為2.2n·mm，
最大轉矩為2.3n·mm。
由原始資料以及初步確定的原動機的轉速可確定總傳動比：i=no/n3=1420/159.2=8.92。
對於二級展開式圓柱齒輪減速器，當二級齒輪的材質相同，齒寬係數相等時，衛視齒輪浸油深度大致相近，且低速機大齒輪直徑略大，高速級傳動比i1=3.53。
低速級傳動比i2=i/ i1=8.92/3.53=2.52
1.各軸的轉速
nⅰ=n0=1420r/min
nⅱ=nⅰ/i1=1420/3.53=402.27r/min
nⅲ=nⅱ/i2=402.27/2.52=159.63r/min
2.各軸的的輸入功率
p0=3kw
pⅰ= p0×(η1×η2)=3×(0.99×0.99) kw =2.94 kw
pⅱ= pⅰ×(η3×η2)=2.94×(0.97×0.99) kw =2.82 kw
pⅲ= pⅱ×(η3×η2×η1 )=2.82×(0.97×0.99×0.99)=2.68 kw
3.各軸的轉矩
t0=9.55×610×p0/n0=9.55×610×3/1420=20.176 n·m
tⅰ=9.55×610×pⅰ/nⅰ=9.55×610×2.94/1420=19.72 n·m
tⅱ=9.55×610×pⅱ/nⅱ=9.55×610×2.82/402.27=66.947 n·m
tⅲ=9.55×610×pⅲ/nⅲ=9.55×610×2.68/159.63=160.333 n·m
計算結果如表4.1所示。
表4.1 軸的參數列
對於高速齒輪，初步設計輸入功率、齒數比等引數如表5.1所示。
表5.1 高速齒輪參數列
2.選精度等級、材料及齒數
1) 材料及熱處理；由表10-1選擇小齒輪材料為40cr（調質），硬度為280hbs，大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240hbs，二者材料硬度差為40hbs。
2) 精度等級選用7級精度；
3) 試選小齒輪齒數z1＝20，大齒輪齒數z2＝20×3.53=70.6，取z2=71的；
3.按齒面接觸強度設計
因為低速級的載荷大於高速級的載荷，所以通過低速級的資料進行計算。
按式（5.1）試算，即
5.1）
(1) 確定公式內的各計算數值，
1) 試選kt＝1.3
2) 選取尺寬係數υd＝1
3) 查得材料的彈性影響係數ze＝189.8mpa
4) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極σhlim1＝600mpa；大齒輪的解除疲勞強度極限σhlim2＝550mpa；
5) 計算應力迴圈次數n1＝60n1jlh＝60×1420×1×（3×8×365×10）＝7500000000
n2＝n1/3.53＝2100000000此式中j為轉一圈同一齒面的嚙合次數。ln為齒輪的工作壽命，單位小時
6) 查得接觸疲勞壽命係數khn1＝0.90；khn2＝0.95
7) 計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1％，安全係數s＝1，得
[σh]1＝0.90×600mpa＝540mpa
[σh]2＝0.98×550mpa＝522.5mpa
試算小齒輪分度圓直徑d1t，見式5.2 與式5.3
5.2）
1） 計算圓周速度
2） 計算齒寬b、模數m、齒高h等引數
4) 計算載荷係數k
已知載荷平穩，所以取ka=1
根據v=2.794m/s,7級精度，查得動載係數kv=1.25；
查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時khβ=1.417
由b/h=8.89，khβ=1.417
查得kfβ =1.33 直齒輪khα=kfα=1。故載荷係數k=kakvkhαkhβ=1×1.25×1×1.417=1.7769
5) 按實際的載荷係數校正所得的分度圓直徑，得
6）計算模數m
5.3）
(1) 確定計算引數
1) 由圖10-20c查得小齒輪得彎曲疲勞強度極限σf1=500mpa；大齒輪得彎曲疲勞極限強度σf2=380mpa 由10-18查得彎曲壽命係數kfn1=0.85 kfn2=0.88。
計算彎曲疲勞許用應力，取安全係數s=1.4，可得
2)計算載荷係數
3） 查取應力校正係數可得，
ysa1=1.55；ysa2=1.77
二級圓柱齒輪減速器
參考1一 設計任務書 1 二 傳動方案的擬定及說明 1 三 電動機的選擇 3 四 計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 3五 計算傳動裝置的運動和動力引數 4六 傳動件的設計計算 5 1.v帶傳動設計計算 5 2.斜齒輪傳動設計計算 7 七 軸的設計計算 12 1.高速軸的設計 12 2.中速軸的設...
二級減速器設計
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二級齒輪減速器說明書
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