课程设计说明书。
设计题目：二级齿轮减速器。
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一、设计题目及要求。
题目：二级直齿圆柱齿轮减速器任务书-14
1. 设计要求：拟定传动方案：由电动机、v带、减速器、联轴器、运输带构成。
2. 工作条件：双班制工作，有轻度振动，小批量生产，单向传动，轴承寿命2年，减速器使用年限为5年，运动带允许误差±5%。
3.已知条件：已知运输带卷筒转速为47转/分，减速箱的输出功率p=3.5马力。
二、减速箱简图如下。
三、电动机的选择。
1）已知减速箱的输出功率：p=3.5马力=3.5×735w=2.5725kw
(2)电动机的输出功率： pd=
总为电动机——减速器的传递效率）
1——v带传递效率： 0.96
2——每对球轴承传动效率 0.99
3——齿轮传动的效率 0.97（八级精度的一般齿轮）
4——齿式刚性联轴器 0.99
5——卷筒的传动效率 0.96
从电动机到减速箱依次经过v带、轴承、齿轮、轴承、齿轮、轴承：∴η总=η1×η23×η32=0.96×0.993×0.972=0.876
pd==2.94kw
3）确定电动机转速：根据指导书第7页表1所示：v带适合传动比为2～4， 二级圆柱齿轮减速器的适合传动比为8～40所以电动机转速的可选范围是：
nd=nw×（2～4）×（8～40）=800～1600r/min
符合这一范围的电动机转速有：1000 r/min、1500 r/min。根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有2种适用的电动机型号，因此有2种传动比方案如下：
两种电机的比较。
综合考虑电动机**和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第1种方案比较合适，因此选用电动机型号为y100l2-4型，其主要参数如下，便于在安装时参考：
四、确定传动装置的总传动比和分配传动比。
1）总传动比及其分配。
因为所选电机为y100l2-4型，其满载转速为nm=1420r/min，运输带卷筒转速为47转/分，（为主轴转速）
而=i0×i(i0、i分别为带传动和减速器的传动比)
2) v带适合的传动比为2～4为使带的结构紧凑，且v带传动外廓尺寸不能过大，初步取i0=2.7（一般应使带传动的传动比小于齿轮传动的传动比，如果带传动的传动比过大，就有可能使大带轮半径大于减速器中心高，使带轮与底座相碰）
则减速器的传动比为：
3）分配减速器的各级传动比。
按展开式，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，由手册第17页图12展开式曲线：（i1为一级齿轮传动比，i2为二级齿轮传动比。
i1=（1.3～1.6）i2，令i1=1.45i2，求得i2=2.78,i1=4.03
4）减速器各轴转速计算，根据轴的转速大小依次编号为1.2.3
轴： (i0为v带传动比)
轴：轴： =47r/min
卷筒轴：n4=n3=47r/min
5）减速器各轴功率计算（输入），输出功率=输入×η轴承。轴：轴：
轴：卷筒轴：
6）各轴输入转矩：
电动机轴输出转矩：轴： 轴：
轴：卷筒轴：
轴、轴、轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘以轴承的效率0.99
五、v带传动的设计。
1）确定v带型号和带轮直径：
已知运输带双班制工作，工作时间大于16小时，由课本218页查得工作情况系数ka=1.3，故计算功率。
2）确定v带型号：根据 pc=3.822kw,nd =1420r/min
由课本219页图13-15查得选择a型v带。d1(小带轮直径)初取90mm.
取ε=0.01，（ε为v带传动的滑动率，为0.01～0.02）,则。
取d2为250.其误差为：
故合格。带速为：
算得的v带速度在5～25m/s范围内，故允许。
3）确定中心距、带长、包角，初步选取中心距。
中心距a0=1.35（d1+d2）=1.35×(90+250)=459mm,取a0=460mm,满足0.7（d1+d2）< a0<2(d1+d2)
由书式（13-2）得带长。
查课本第213页表13-2，对于a型带取ld=1400mm。，计算实际中心距：， 故取ld=1600mm，（为带长修正系数）
计算实际中心距：
4）验算小带轮包角α：由课本第205页式13-1得：
∴合适。5）确定v带根数z
由课本第214页表13-3查得 p0=1.05kw（p0为单根普通v带的基本额定功率）
v带传动比：
查课本216页表13－5得： （单根普通v带i不等于1时额定功率的增量）， 217页表13－7得（包角修正系数）
212页表13－得带长修正系数： ，由218页式13—15得。
所以取z=4（为使每根v带受力均匀，z<10，满足）
6）计算初拉力：查课本212页表13-1得q=0.1kg/m，由课本第220页式13-17，单根v带合宜的的初拉力：
作用在轴上压力：
n六、齿轮传动设计。
1）材料及应力、强度。
材料：两对齿轮都选用相同配对的材料及热处理方式。
高速级小齿轮：40 cr调质，hb=251（书166页表11-1）
高速级大齿轮：45＃钢调质，hb= 241（书166页表11-1）
安全系数 sh=1.05， sf= 1.3 （书171表11-5）
齿轮接触疲劳极限 σhlim1=700，σhlim2=585(p166表11-1)
齿轮弯曲疲劳强度 σfe1=590， σfe2=445(p166表11-1)
1为小齿轮，2为大齿轮。
许用接触应力：[σh1]=σhlim1/sh =700/1.05= 667(mpa)
σh2]=σhlim2/sh =585/1.05= 557(mpa)
许应弯曲应力：[σf1]=σfe1/sf =590/1.3=454(mpa)
σf2]=σfe2/sf =445/1.3=342(mpa)
由于是软齿面的闭式齿轮传动，所以采用a方案，先按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度验算；
2）高速级齿轮：i1齿=4.03，t1=51206n﹒mm,n1=525.93r/min
由课本169页表11-3查得载荷系数k=1.2,由于是非对称分布，由课本175页查得齿宽系数φd=0.7，锻钢的弹性系数ze=189.
8，对于标准齿轮，节点区域系数zh=2.5，压力角为20度。由书171页式11-3得设计公式：
=54.2mm（应取配对齿轮中较小的许用接触应力）
a==a为中心距）∴a≥54.2(1+4.03)/2=136.3mm
调整中心距，让a≥137,同时其尾数为0或5
a的取值可为140,145,150,155
传递动力的齿轮m≥2.5(m为齿轮的模数)，m的取值：2.5,3,4,5,（书57页表4-1）
a=m(z1+z2)/2=mz1(1+i)/2
z1=2a/[m(1+i)]
初选：a=140,m=2.5, z1=22.
26=23, z2 =92.69=93,返算得a=145,即满足要求，∴令a=140,m=2.5, z1=23, z2=93, d1=m×z1=57.
5mm, d2=m×z2=232.5mm,算得齿宽：
取b1=50mm,b2=45mm(b1为小齿轮齿宽，b2为大齿轮齿宽)
验算齿轮弯曲强度：z1=23，yfa1=2.8 ，ysa1=1.58，z2=93，yfa2=2.25，ysa2=1.78（p174图11-9）
ysa为外齿轮齿根修正系数，yfa为外齿轮的齿形系数。
按最小齿宽b=45（mm）计算：
第一对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度满足要求；
3）对于低速级齿轮（第二对齿轮）进行设计。
i2齿=2.78，t2=198318n﹒mm,n2=130.50r/min，同理按接触强度设计，验算弯曲强度，由课本169页表11-3查得载荷系数k=1.
2,由于是非对称分布，由课本175页查得齿宽系数φd=0.7，锻钢的弹性系数ze=189.8，对于标准齿轮，节点区域系数zh=2.
5，压力角为20度。由书171页式11-3得设计公式：
应取配对齿轮中较小的许用接触应力）
a==a为中心距）∴a≥87.54(1+2.78)/2=165.45mm
调整中心距，让a≥165.45,同时其尾数为0或5
a的取值可为170,175,180,185
传递动力的齿轮m≥2.5(m为齿轮的模数)，m的取值：2.5,3,4,5,（书57页表4-1）
a=m(z1+z2)/2=mz1(1+i)/2
z1=2a/[m(1+i)]
1）初选：a=170,m=2.5, z1=48.
92=49, z2 =136,返算得a=2.5×（49+136）/2=231.25,不满足要求，2） a=170,m=3, z1=29.
98=30, z2 =83.35=84,返算得a=2.5×（30+84）/2=142.
5,不满足要求，3） a=175,m=2.5, z1=37.03=37, z2 =102.
96=103,返算得a=2.5×（37+103）/2=175,满足要求，令a=175,m=2.5, z1=37, z2=103, d1=m×z1=92.
5mm, d2=m×z2=257.5mm,算得齿宽：
取b1=70mm,b2=65mm(b1为小齿轮齿宽，b2为大齿轮齿宽)
验算齿轮弯曲强度：z1=37，yfa1=2.5 ，ysa1=1.67，z2=103，yfa2=2.21，ysa2=1.83（p174图11-9）
ysa为外齿轮齿根修正系数，yfa为外齿轮的齿形系数。
按最小齿宽b=65（mm）计算：
第二对齿轮的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲强度满足要求；
4）验算运动误差。
i总=i·i减=i·i1齿·i2齿。
=[d2/d1(1-ε)z2/z1][z2/z1]
n w= n电/i总=1420/30.95=15.88r/min
符合要求。齿顶圆直径＝分度圆直径+2×模数、齿顶圆直径＝模数×齿数+2×模数、齿根圆直径＝分度圆直径－2.5×模数（标准齿轮传动）
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