一级圆柱齿轮减速器设计说明书.docx

1、一级圆柱齿轮减速器设计说明书一级圆柱齿轮减速器设计说明书精密仪器课程设计任务书1、设计:带式运输传动系统2、题目:要求：传动装置含有圆柱齿轮减速器3、原始:1）运输带工作拉力：F= 1789N 2）运输带工作速度V=2m/s 3)运输机卷筒直径D=400mm4、传动简图1、V带运动 2、运动带3一级圆柱齿轮减速器4、联轴器5、电动机 6、卷筒5、工作条件:连续单向运转，载荷平稳，空载起动，380/220V的三相交流电源。6、技术要求:使用年限8年，小批量生产，两班制工作， 7、设计任务:说明书一份，装配图一份一、电动机的选择1、 确定电动机的类型按工作要求选择Y系列全封闭直扇冷式笼型三相异步电

2、动机，电压380/220V2、选择电动机的容量查机械设计课程设计按（2-1）式电动机所需功率为 ，按（2-2）式工作所需功率为 ，传动装置的总效率为按表2-3确定各部分效率，V带传动效率，滚动轴承传动效率，闭式齿轮传动效率，联轴器，传动滚筒，所需电动机功率为，因为载荷平稳电动机额定功率Ped大于Pd即可。3、确定电动机转速滚筒工作转速，V带传动比常用范围i带=24，齿轮传动比常用范围为i齿=35，i总范围为620，故电动机转速nd=inw=(620)170.9=(1025.43418)r/min,符合这一范围同步转速有1500r/min由表16-1得电动机数据及计算的总传动比：（表一）电动机型

3、号额定功率满载转速堵转转矩最大转矩总传动比iY132M-83KW710r/min2.02.05.90Y132S-63KW960 r/min2.02.08.0Y100L2-43KW1440r/min2.22.211.82根据表中数据，综合考虑，选用电动机为Y100L2-4，传动比为11.82，易于分配传动比。二、 分配传动比1、总传动比 i总=n电/nw=1440/120.31=8.432、分配传动装置上各级传动比由机械设计课程中表2-1取V带传动：比i=24，取i带=3则减速器传动比为三、传动装置各轴的运动动力参数1、I轴（高速轴）P1=Po1=3.041KW 2、轴（低速轴）P2=PO012

4、3=2.919KW4、轴（滚筒轴）P3=P224=2.89KW 输出功率或转矩分别为各轴的输出功率或输出转矩乘以轴承效率0.99各轴运动和动力参数：（表二）轴名称功率(KW)转速(r/min)转矩(Nmm)I3.9932420200II3.799640800III3.04196162001、选择V带型号查机械设计基础表6-5根据工作条件系数KA=1.3,由式（6-14）得Pd=KAP,Pd=1.32.4=3.12KW,根据Pd和n1查图6-8选A型带2、确定带轮的基准直径dd1、dd2(1)选取小带轮的直径dd1，由于Pd-n坐标的交点落在图6-8中A型带区内虚线的上方故选dd1=100mm（

5、2）确定带轮的基准直径 取小带轮直径d1=100mm=75mm 所以大带轮直径d2=n1/n2*d1=210mm 实际传动轮转速 V= =6.6m/s 带速一般应在525之间,V=6.6m/s，合适3、确定中心距和带的基准长度Ld(1)初定中心距a0根据式（6-16）0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2) ,0.7(100+210)a02(100+210)，所以a0取600mm(2)确定带的长度Ld由式（6-17）计算Ld 查表取Ld=1500mm,中心距a0=600mm(4)验证小带轮包角1由式（16-9）得因为 ， ，所以合适(5)确定V带的根数Z因为，A型带，i=3,查表6-3

6、得，,P=0.11,查表6-4得，查表6-2得将各数值代入式（6-20）中 取Z=3(6)计算初拉力F0查表6-1，A型带 q=0.10m 由式(6-21)得(7)计算带作用在轴上的力Fr(8)带轮的结构设计查机械设计基础表6-1，小带轮dd1=100mm采用实心轮，大带轮dd2=210mm,采用H型孔板轮，取轮缘宽度B=（Z-1）e+2f=(3-1)15+210=50mm,根据机械设计基础表6-1，取孔径d=25mm,按表6-1确定结构尺寸，基准宽，bd=11mm,槽顶宽b=13.2mm,基准到槽顶高hmin=2.75mm,基准到槽府深hmin=8.7mm,第一槽到端面距离f=10mm,槽间

7、距e=15mm,最小轮缘厚=6mm,轮缘外径da=dd+2ha=300+22.75=305.5mm,轮缘内径d2=dd-2(hf+)=300-2(8.7+6)=270.6mm,槽楔角=340，腹板厚s=15mm.五、齿轮的选择1、确定材料确定许应力查机械设计基础，因为传动带为轻冲击载荷，大小齿轮均用40Cr调质处理硬度,H1=H2=4855计算时取H1=H2=52HRC精度等级8级，根据表8-8,Ra=1.6m,速度V 6（ms-1）,HLin1=HLim2=1200MPa,查图8-40得，H1=H2=0.96HLim=0.961200=1080MPa，查图8-42得，FLim1=FLim2=

8、370MPa，单向受力，F1= F2=1.4FLim1=518MPa2、初定主要尺寸(1)传动比对于一般单级减速器传动i7,在前面已经计算出i=2.7(2)齿数Z一般齿数Z17，避免产生根切现象取Z1=25(3)齿宽系数d 根据机械设计基础查表8-15d=0.6，Z2=iZ1=2.725=68(4)齿数比=(5)载荷系数K查表K=1.4，转矩T1=74.61103Nm(6)材料弹性系数查表，(7)节点区域系数查图ZH=2.5， ，对于传递动力地齿轮，模数不宜小于1.52mm，以免模数过小发生意外断齿，根据机械设计基础表8-2，选m=2.53、计算齿轮主要参数小齿轮的分度圆直径dd1=mz1=2

9、.525=62.5mm,d2=mz2=2.568=170mm计算圆周速度Z1=25，Z2=68，i齿=2.7，m=2.5,d1=mz1=2.525=62.5mm,d2=mz2=2.568=170mm,ha=ha*m=12.5=2.5,hf=(ha*+c*)m=(1+0.25)2.5=3.13,h=ha+hf=2.5+.3.13=5.63mm,P=m=3.142.5=7.85mm,S=m/2=7.85/2=3.93mm,b2=b=dd1=0.662.5=37.5mm,取40mm，b1=b+(510)=(42.547.5)mm略大于b2,b1取45mmdh1=mz1cos=2.5250.94=59

10、mm,dh2=mz2cos=2.5680.94=160mm,da1=d1+2ha=62.5+22.5=67.5mm,da2=d2+2ha=170+22.5=175mm,df1=d1-2hf=62.5-23.13=56.24mm,df2=d2-2hf=170-23.13=163.74mm,中心距=a=m/2(z1+z2)=2.5/2(25+68)=116.25mm4、校核齿面接触强度 所以合适5、校核齿根弯曲疲劳强度 所以合适,小齿轮采用齿轮轴的形式，大齿轮采用盘式齿轮.齿轮图六、轴的设计(一)轴的设计1、轴为高速轴齿轮轴采用45#正火,查机械设计基础表14-8b=600MPa ,b-1=55M

11、Pa2、按扭转强度初估轴的最小直径查表14-7，A=118mm,按式（14-6）得查机械课程设计表13-5，取d1=25mm3、初定齿轮与轴承的润滑初定圆周速度初定齿轮由油浴润滑，轴承采用油润滑。4、轴系的初步设计采用直齿圆柱齿轮，无轴向力，选择两端面单向固定右端用轴肩定位，左端用轴端档圈固定，用C型普通键联接带轮，并实现周向定位。5、定向尺寸确定轴段d1=25mm,逐段相邻直径d2起定位作用，用定位轴肩h=(0.070.1)d,取d2d1+2h25+2(0.070.1)25=(28.530)mm,该直径处安装密封毡圈，取标准直径d2=30mm,d3与轴承内径配合为便于轴承安装d3d2,查机械

12、课程设计表11-1,d3=35mm,取深沟球轴承6007，d5为齿轮部分，取d5=da1=67.5mm,d4取46mm,d6=d4=46mm,因d7处安装轴承，d7=d3=35mm6、轴向尺寸的确定与传动零件（如齿轮、带轮、联轴器等）相配合的轴段，一般略小于传动零件的轮毂宽度，L1处安装带轮取L1=50-2=48mm。L5处为齿轮部分，L5=45mm,齿轮距箱壁1015mm，取10mm,采用油润滑取=3，所以L6=L4=3+10=13mm轴承宽为14mm，L3=L7=14mm,分箱面宽L=47mm,轴承盖螺钉至皮带轮距离1=1015mm,取短盖e=7.2mm,m=32mm,D=62mm,D4=

13、D-(1015)=(5241)mm,取D4=50mm,D0=62+2.5d3=77mm,D2=D0+2.5d3=92mm，D6=D-(24)=6058mm,取D6=60mm,e1=18mm,端盖处为了便于螺钉装卸留1015mm，取10mm,L2=32+7.2+4+10=53.2mm,取54mm,轴总L=48+54+14+13+45+13+14=201mm,两轴承中心距L=14+13+45+13=85mm7、强度校核(1)齿轮的切向力 Ft1=2T/d=274.61103/62.5=2387.5N齿轮的径向力 Fr1=Ft1tan=2387.5tan20。=868.98N(2)带轮的切向力 Ft

14、2=0N 带轮的径向力 Fr2=960.44N(3)轴的受力分析，绘制轴受力图（a），绘制水平受力图（b），并求支反力FH1、FH2，水平面85FH=（85+85）Fr2-42.5Fr1=170960.44-42.5868.98=126343.15NFH=1486.39N85FH=42.5Fr1+85Fr2=42.5868.98+85960.44=118569.05NFH=1394.93N绘制垂直受力图（d）85Fv=42.5 Ft1=42.52387.5=101468.75NFv=1193.75N85Fv=42.5 Ft1=42.52387.5=101468.75NFv=1193.75N(4

15、)绘制弯矩图， 水平面弯矩图（a）a截面 MH=85Fr2=85960.44=81637.4Nmmb截面 MHb=42.5FH=42.51394.93=59284.53Nmm垂直平面弯矩图(e) Mvb=42.5 Fv=42.51193.75=50734.38Nmm合成弯矩图f(5)绘制转矩图(g) 转矩T=74.61103Nmm(6)绘制当量转矩图)(h)单向运转转矩为脉动循环=0.6,aT=0.674.61103=44766Nmmb截面合成弯矩截面合成弯矩(7)分别校核，a,b截面考虑到a处存在键槽实际直径分别为25mm,67.5mm 强度足够.受力图：图一(8)轴承的强度校核使用深沟球轴

16、承6007，FF只需验证处轴承可查机械课程设计，表11-1深沟球轴承6007，Cr=16.2KN,C0r=10.5KN,直齿圆柱齿轮无处载荷Fa=0,取X=1，Y=0，查机械设计基础表14-10，KP=1.1，P=KPXF=1.111906.4=2097.04N。轴承寿命查机械设计基础式14-10，轴承通常在1000030000h，所以所选轴承合适。(9)键的设计与校核1）选用A型普通平键2）按轴径d=25,查机械设计基础表2-1，键宽b=8,h=7.L=1890,L=48-(5-10)=(4338)mm, 取L=40，标记为键840GB1096-79查机械设计基础表2-2， 所选择的键强度合

17、格轴1图(二)、轴的设计1、 轴为低速轴，选用45#钢正火，查机械设计基础表14-1取b=600MPa,由表14-8-1=55MPa2、按扭转强度的直径；由机械设计基础表14-7的A=118，按式14-6得取d1=32mm3、齿轮的润滑齿轮圆周速度V=dn/601000=170118.51/601000=1.05m/s,确定齿轮使用油浴润滑，轴承使用油润滑。4、轴系的初步设计采用直齿圆柱齿轮传动，无轴向力，采用两端单向固定，左端轴肩定位，右端轴肩挡圈固定，齿轮左端轴肩定位，右端套筒定位，采用A型普通平键连接齿轮，联轴器处选用A型普通平键连接。5、轴的结构设计(1)径向尺寸的设计轴径d1=32m

18、m,与联轴器连接，d2起定位固定作用，取轴高h=(0.070.1)d1=(0.070.1)32=(2.243.2)mm,取h=2.6mm,d2=d1+2h=32+22.6=37.2mm,取d2=38mm,d3处安装轴承取d3=45mm,为了便于轴承的安装，选定轴承6009，d4为齿轮部分为了便于装配取d4=50mm,d5起定位作用h=(0.070.1)d4=(0.070.1)50=(3.55)mm,取h=4mm,d5=d3+24=58mm,取d5=58mm,d6起定位轴承作用，d6=52mm,d7处安装轴承取d7=d3=45mm.(2）轴向尺寸的确定与传动体配合轴段长一般小于传动件宽度，齿轮宽

19、B=40mm,取L4=38mm,轴承器选YLD凸缘联轴器，YL6是标记联轴器J3260/J13060GB5843-86，取L1=60mm,轴承宽取15mm,齿轮距箱内壁为10mm，采用油润滑，=5mm,分箱用M12螺栓连接，L5=10mm,L6=7.5mm,L7处与轴承连接，取L7=16mm,L3上装有轴套和轴承，轴套取为17.5mm，轴套起定位作用，D0取50mm,小径取D1=45mm,L3=17.5+16+2=35.5mm,e=9.2mm,m=28mm,D=75mm,e1=16mm,D0=95mm,D2=D0+2.5d3=115mm,D4=D-15=60mm, D6=72mm,L2=28+

20、9.6+5.3+10=52.9mm,取53mm,轴总长L=60+53+33.5+40+16+17.5=220mm,两轴承间距离L=17.5+40+17.5+16=91mm.(6)强度效核1)齿轮的切向力 Ft=2T/d=2179.7103/170=2114.11N齿轮的径向力 Fr=Fttan=2114.11tan200=769.47N2)轴的受力分析(a)，并求支反力绘水平受力图(b)FH=45.5Fr/91=45.5769.47/91=284.74NFH=45.5Fr/91=45.5769.47/91=284.74N垂直受力图（d）Fv=45.5Ft/91=45.52114.11/91=1

21、057.06NFv=45.5Ft/91=45.52114.11/91=1057.06N绘制弯矩图(c),(e)b截面弯矩 水平MHb=45.5 FH=45.5384.74=17505.67Nmm垂直MVb=45.5FVI=45.51057.06=48096.23Nmm合成弯矩图(f)绘制转矩图(g)绘制当量转矩单向循环，转矩为脉动循环=0.6，aT=0.6179.7103=107820Nmm绘制扭矩图(h)a截面合成弯矩b截面合成弯矩分别校核a,b截面直径考虑键槽比实际选择的小，所以合适受力图：图二3）轴承的强度校核查机械课程设计表11-1，深沟球轴承6009的Cr=21KN,C0r=14.8

22、kN,因采用直齿圆柱齿轮，所以无轴向力，取X=1，Y=0，查机械设计基础表14-10，KP=1.1，P=KPXF=1.111124.9=1237.39N,计算轴承的使用寿命，轴承通常在1000030000h，所以所选轴承型号合适。(7）键的设计1）联轴器和齿轮选用A型普通平键连接齿轮上的键的设计按轴径d=50mm,查机械设计基础表2-1，键宽b=14,h=9mm,L=1890,L=38-(5-10) 取L=28，标记为键1428GB1096-79，查机械设计基础表2-2，所选择的键强度合格2)联轴器上键的设计按轴径d=32mm,查机械设计基础表2-1，b=10mm,h=8mm取L=60-(51

23、0)=50mm,标记键1050GB1096-79查机械设计基础表2-2，所选择的键强度合格轴2图七、减速箱的设计减速箱通常用铸造成型选用HT150，取箱壁壁厚=0.025a+18, = 8mm,取箱盖箱座凸缘厚度b1=b=1.5=12mm,箱座底凸缘厚b2=2.5=20mm,地脚螺钉直径df=0.036a+12=16mm,地脚螺钉数目a250时，n=4,轴旁连接螺栓直径d1=0.75df=12mm,箱体与箱座连接螺栓直径d2=(0.50.6)df=8mm,连接螺栓d2的间距L=150200mm,轴承端盖螺钉直径d3=(0.40.5)df=8mm,窥视孔盖螺钉直径d4=(0.30.4)df=6m

24、m,定位销直径d=(0.70.8)d2=6mm,df,d1,d2至外壁距离C1=18mm,df,d2到凸缘边缘距离C2=16mm,轴承旁凸台半径R1=C2=16mm,凸台高度，为便于扳手操作取h=40mm,外箱壁到凸缘边距离L1=C1+C2+5=39mm,大齿轮顶圆与内箱壁距离11.2=10mm,齿轮端面到内壁距离2=15mm，箱盖、箱座肋厚m=m1=0.85=6.8mm,轴承旁联接螺栓s1=d3=6mm,s2=d3=6mm,为了防止油污被卷起取大齿轮距箱底30mm,箱座上开有油沟，为供轴承润滑，油沟距内箱壁a=6mm,油沟宽b=5mm,油沟深C=3mm,油沟采用圆柱铣刀铣削加工。为便于检测齿轮的啮合和减速器内排出，在箱盖上开设窥孔和通气器，为了便于油的放出与检测油面高度，在箱座开设放油孔和油面指示器。注：减速箱的设计根据机械设计课程设计表4-1编写八、润滑的选择采用油浴和飞溅润滑，选用L-CKC100的润滑油。参考文献1、黄森彬主编.机械设计基础.北京：高等教育出版社，19982、卢颂峰、王大康主编.机械设计课程设计.北京.北京工业大学出版社，1993