沈阳理工大学应用技术学院 机械设计课程设计说明书
传动装置设计
一、传动方案：展开式二级圆柱齿轮减速器。如下图所示：
二、选择电机：
1、 类型：Y系列三相异步电动机； 2、 型号： 工作所需输入功率：Pw?
Fv1000ηw?1.953KW；
电机所需功率：Pd? 其中，ηPwη?Pwη1η2η3?2.14KW；
w为滚筒工作效率，0.96；
η1为高速级联轴器效率，0.98；
η2为两级圆柱齿轮减速器效率，095； η3为低速级联轴器效率，0.98；
电机转速n选：1500r/min;
所以查指导书表选电机型号为Y100L2-4 电机参数：
额定功率：pm=3KW； 满载转速：nm=1420r/min； 电机轴直径：dm?φ24?0.004mm。 三、传动比分配：
?0.009i总?nmnw?1420119.42?11.89?i1i2 （nw?60?1000?vπD?119.42r/min）
其中，i1为高速级传动比，i2为低速机传动比，且i1=（1.3~1.5）i2 取i1=1.5i2，则有：i1=4.2，i2=2.8； 四、传动装置的运动和动力参数：
1、 电机轴：Pm?Pd?2.14KW；
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nm?1420r/min； Tm?95502、 高速轴：P1?ηPmnm?95502.141420?14.39Ngm
联Pm?0.98?2.14?2.10KW；
n1?nm?1420r/min；
T1?9550P1n1齿?95502.101420?14.12Ngm；
η3、 中间轴：P2?η承P1?0.98?0.95?2.10?1.96KW；
n2?n1/i1?1420/4.2?338.1r/min； T2?9550P2n2齿?95501.96338.1?55.36Ngm；
η4、 低速轴：P3?η承P2?0.98?0.95?1.96?1.82KW；
n3?n2/i2?338.1/2.8?120.75r/min； T3?9550
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P3n3?95501.82120.75?143.94Ngm；
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传动零件设计
一、齿轮设计
（一）、高速级设计参数（斜齿圆柱齿轮）： P1=2.10KW； T1=14.12Ngm； n1=1420r/min； n2=338.1r/min； i1=4.2；
寿命t=19200h； 1、 选择齿轮材料及精度等级
根据教材表11.8选择齿轮的材料为小齿轮选用45钢调质，硬度为220~250HBS，大齿轮选用45钢正火，硬度为170~210HBS。
因为是普通减速器，由教材表11.20选8级精度，要求齿面粗糙度Ra≤3.2~6.3μm。
2、 确定设计准则
由于该减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度HBS小于等于350的软齿面，齿面点蚀为主要的失效形式。应先按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度。 3、 按齿面接触疲劳强度设计
因两齿轮均为钢质齿轮，可应用下式求出d1值：
d1?3 确定有关参数与系数：
（1）转矩T1
KT1?u?1??3.17ZE??du????H???? ?2T1?9.55?106Pn1?9.55?1062.101420?14123.23N?mm
（2）载荷系数K
查教材表11.10取1.1。
（3）齿数z1，螺旋角β和齿宽系数Ψd
小齿轮的齿数z1取为25，则大齿轮齿数z2=i1z1=4.2×25=105 实际齿数比为u?'z2z1?10525?4.2
齿数比的误差为
u?u'u?4.2?4.24.2?0??5%。
初选螺旋角β=15°。
因为双击斜齿圆柱齿轮为不对称布置，而齿轮表面又为软齿面，由教材表11.19选取ψd=0.5。 （4）弹性系数ZE
由教材表11.11查得ZE=189.8。
（5）许用接触应力[?H]由教材图11.25查得
?Hlim1?560MPa； ?Hlim2?530MPa；
由教材表11.9查得SH=1。
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N1?60njLh?60?1420?1?19200?1.64?109
N2?N1/i?1.64?109/4.2?3.98?108
查教材图11.28得zN1=1，zN2=1.09 由式可得：
[?H]1?zn1?Hlim1SH??1?5601?MPa?560MPa；
[?H]2? 故：
zn2?Hlim2SH21.09?5301?MPa?577.7MPa；
d1?3KT1?u?1??3.17ZE??du????H?mn??1.1?14123.23??4.2?1??3.17?189.8?3?????35.41mm ?0.5?4.2560????35.41?cos15?25mm?1.37mm
2d1?cos?z1 由教材表11.3取标准模数mn=1.5mm。
（6）确定中心距a和螺旋角β
a?mn(z1?z2)2cos??1.5?（25?105）?100.94mm
2?cos15? 圆整后取中心距为a=101mm； 圆整中心距后确定得螺旋角β为
??arccosmn(z1?z2)2a?arccos1.5(25?105)2?101?15.13?
此值与初选螺旋角β得值相差不大，所以不必重新计算。 4、 主要尺寸计算
d1?mnz1cos?mnz2cos??1.5?25cos15.13?1.5?105cos15.13?mm?38.85mm
d2??mm?163.16mm
b??dd1?0.5?38.85mm?19.425mm
取b2=20mm，b1=25mm。 5、 按齿根弯曲疲劳强度校核
由式得出，如?F???F?，则校核合格。 确定有关系数与参数： （1） 当量齿数
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zv1?z1cos?z2cos?33?25cos15.13105cos15.133?3??27.79?28
zv2???116.72?117
（2） 齿形系数YF 查教材表11.12得，YF1?2.58，YF2?2.17。 （3） 应力修正系数YS 查书表11.13得，YS1?1.61，YS1?1.81； （4） 许用弯曲应力??F?
由教材图11.26查得?Flim1?210MPa.?Flim2?190MPa； 由教材表11.9查得SF?1.3； 由教材图11.27查得YN1?YN2?1； 由式可得：
??F?1?YN1??Flim1?FYN2??Flim2?1?2101.31?1901.3MPa?162MPa；
???f2??F?MPa?146MPa；
故：
?F1?1.6KT1cos?2bmnz1YFYS?1.6?1.1?14123.23?cos15.13?20?1.52?25?88.60?2.17?1.812.58?1.61?2.58?1.61MPa?88.60MPa???F?1?F2??F1YF2YS2YF1YS1MPa?83.78MPa???F?2；
齿根弯曲强度校核合格。
6、 验算齿轮度圆周速度
v??d1n160?1000???38.85?142060?1000m/s?2.89m/s
由教材表11.21可知选8级精度式合适的。 7、 几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图
以大齿轮为里，齿轮的齿顶圆直径为：
da2?d2?2ha?(163.16?2?1?1.5)mm?166.16mm
由da2≤200mm,所以采用实体式结构。
（二）、低速级设计参数（斜齿圆柱齿轮）：
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