二级圆柱斜齿轮减速器设计报告(一)
1.引言
二级圆柱斜齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。
2.减速机设计要求
(1)螺旋筒轴上功率=3.2 kw，转速=36 r/min
(2)工作情况：三班制 单向 连续运转载荷
(3)使用折旧期：10年
(4)工作环境：室外 灰尘较大 环境最高温度35 ℃
(5)动力来源：三相交流电压380 / 220 V
(6)检修间隔期：三年大修 二年中修 半年小修
(7)制造条件及生产批量：一般机械厂 单件生产
3.减速器的总体设计
3.1 传动装置的总体设计
3.1.1 拟订传动方案
本传动装置用于带动螺旋筒轴，工作参数：螺旋筒轴上功率P=3.2 kw，工作转数n=36 r/min，在室外工作（环境最高温度35 ℃），载荷平稳，三班制，连续单向运转，使用寿命10年。本设计拟采用二级圆柱斜齿轮减速器（展开式），传动简图如下图所示。
传动装置简图
螺旋筒轴 2—传动斜齿轮 3—二级圆柱齿轮减速器 4—联轴器 5—电动机
3.1.2 电动机的选择
（1）选择电动机的类型
按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步电动机。
（2）选择电动机的功率
螺旋筒轴所需的功率P=3.2kw
电动机所需的功率P= P／
==0.98*0.99*0.99=0.90
P=3.78 kW
查表，选取电动机的额定功率P=4 Kw。
（3）选择电动机的转速
螺旋筒轴转速n=36 r/min由表推荐的传动比的合理范围，取二级圆柱齿轮减速器的传动比=8~40，故电动机转速的可选范围为：
n= n=（8~40）×36=288~1440 r/min
符合这范围的电动机同步转速有750、1000、1500、3000 r/min四种，现以同步转速1000 r/min和1500 r/min两种常用转速的电动机进行分析比较（查表）
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格、传动比及市场供应情况，选取比较合适的方案，现选用型号为Y132M1—6，其主要安装尺寸如下：
中心高：H=132 mm
外型尺寸：L×（AC×AD）×HD=508×（270+210）×315 mm
轴伸尺寸：D=38 mm，E=80 mm
装键部分尺寸：F×G×D=10×33×38 mm
底脚安装尺寸：A×B=216×140 mm
地脚螺栓孔直径：K=12 mm
3.1.3 确定传动装置的传动比及其分配
减速器总传动比及其分配：
减速器总传动比i=n／n=960／36=26.667（n为满载转速）
高速级传动比i==5.88，i= ii，所以i=i/ i=4.54
得：i=5.88，i=4.54，所以高速级传动比为i=5.88，低速级传动比为i=4.54，
实际总传动比= ii=5.88*4.54=26.70
螺旋筒轴实际转速= n／=960／26.70=35.96 r/min
滚筒转速误差=0.1%＜5%，合适。
3.1.4 计算传动装置的运动和动力参数
（1）各轴的输入功率
电动机轴：P=3.78 kW
轴Ⅰ（高速轴）P= P=3.78×0.99×0.99×0.98= 3.63 kW
轴Ⅱ（中间轴）P= P=3.78×0.99×0.99×0.98
=3.52 kW
轴Ⅲ（低速轴）P= P=3.78×0.90=3.40 kW
（2）各轴的转速
电动机：n=960 r/min
轴Ⅰ：n= n=960 r/min
轴Ⅱ：n= n/ i=960/5.88=163.27 r/min
轴Ⅲ：n= n /i=960/26.70=35.96 r/min
（3）各轴的输入转矩
电动机轴：T=9550=9550×3.78/960≈37.60 Nm
轴Ⅰ：T=9550=9550×3.63/960≈36.11 Nm
轴Ⅱ：T=9550=9550×3.52/163.27≈205.89 Nm
轴Ⅲ：T=9550=9550×3.40/35.96≈902.95Nm
上述计算结果汇总表
输入功率（kW） 转速n（r/min） 输入转矩（Nm） 传动比 效率
电动机轴 3.78 960 37.60 1 0.96
轴Ⅰ 3.63 960 36.11
4.7 0.97
轴Ⅱ 3.52 163.27 205.89
3.6 0.97
轴Ⅲ 3.40 35.96 902.95
3.2 传动零件的设计计算
3.2.1 高速级齿轮传动设计
（1）选择齿轮类型、材料、精度以及参数
① 选用斜齿圆柱齿轮传动
② 选用齿轮材料：选取大小齿轮材料均为45钢，调质后表面淬火，齿面硬度HRC=40~50，取平均值HRC=45。
③ 选取齿轮为7级精度（GB10095—88）
④ 选取小齿轮齿数Z=18，Z=Z=5.88×18≈106
（2）按齿根弯曲疲劳强度设计
设计公式m≥mm
① 确定计算参数
（a）初选载荷系数K=1.5，初选螺旋角β=13°
（b）转矩T=36.11×10 Nmm
（c）选取齿宽系数=0.8
（d）＜2，取Y=0.7，Y=0.86
（e）查取齿形系数和应力校正系数Y=2.57，Y=2.21
Y=1.60，Y=1.78
（f）查取材料弯曲疲劳强度极限：查图得，大小齿轮均为==380 Mpa
（g）计算应力循环次数N
N=60 njL=60×960×10×24×360=4.977×10
N==8.464×10
（h）查得弯曲强度计算寿命：=0.90
（i）计算弯曲疲劳许用应力[]：
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，Y=2.0 []==380*0.88*2/1.4=477.71Mpa
[]===380*0.90*2/1.4=488.57 Mpa
（j）计算大小齿轮的值，并加以比较：
=0.00861， =0.00805
小齿轮比值较大，说明小齿轮弯曲疲劳强度较弱，故以此为计算依据。
② 设计计算
（a）计算法面模数，把各参数代入公式得：
≥≥≈1.4 mm
（b）计算小齿轮分度圆直径
==1.4×18=25.2 mm
（c）计算齿轮圆周速度
=1.27 m/s
（d）计算载荷系数：查得工况系数=1；按=1.27 m/s，7级精度，查图得动载荷系数=1.08；斜齿轮传动取.2；查得齿向载荷分布不均匀系数=1.24，
所以： =1×1.08×1.2×1.24=1.607
（e）按实际载荷系数校正所计得的法面模数
，取标准模数.5
（f）计算中心距 a=mm
取a=160mm
（g）计算β角度
=arccos=14°21′36″
(h)计算分度圆直径 mm，mm
（i）计算齿宽mm，取mm，mm
（3）校核齿面接触疲劳强度
公式≤[MPa
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