带式输送机用单级圆柱齿轮减速器.docx
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带式输送机用单级圆柱齿轮减速器
毕业设计
姓名：
学号：
专业:
机电一体化
设计内容:
带式输送机用单级圆柱齿轮减速器
一、传动方案分析
（略）
二、选择电动机和计算传动装置的运动和动力参数
计以项目
计算内容
计算结果
1、选择电动机
（1）依题总选择电动机为Y型全封闭笼型三相异步电动机
（2）选择电动机的功率
由\o\ac（o・2）式（2」）（2.2）帑
p=刊HX）O加"
艸T（xx）^7i
•・•〃％・■"带•沪齿轮传动轴承•"齿轮传动•"联轴器•盼卷简抽承•〃卷筒
査错课!
表2.3・取
滞=0.96帀齿轮传动紬承=°・99耶齿轮传动=097
驱轴器』・97
"卷筒轴承=«.989卷筒496
・•・叫・=0.96x0.993x0.97x0.97x0.98x0.96n0.82
Pd■4.2/3
】（XX）加"1（XX）x0.82
«才么1.25怡-1.25x4.2-5.250*
角错误!
附表8.I取Ped=5.5KW
（3）确定电动机轴转速
卷筒轴工蚀速亦芽世=心理严min
尬,Tx4（X）
Ti总巩，带'齿轮
舎错误!
表2・2得iv°：
=2~4・i“=3~5
・・・ia（27）X（3~5}=6〜20
・••电动机转速对选范用为nd='总•帕=（6-20）x71.7=430.2■1434〃min
2、计算传动載
览各轴的运动和
动力鑫数
综合考虎电动机和传动装览的尺寸重fit及帯传动和减速器的传动比•取同步转
速为1000r/min・"错误!
附茨8・1得电动机型号为Y132M2・6Pc-=5.5KW.nr=96（Wmin
，•总=甞=黑*39合适
取iw=4.则洽〒.・3.35
啮轮4
因为iz（1）各轴转速
由错误!
式{2.8〉和（2・10）得
n\U960
I轴/ri286.57/7min
叶=4・2KW
p忙5.5KW
电动机型号为Y132
M2-6
FABKW.n*96Or
min
嘶3.35
II轴n/i■—-71.7r/min
f齿轮他轮®常•总
卷简轴nH*=n//=71.7/7min
（2）各轴的输入功率
由错误!
式（2・11M2.13）得
I轴Pj=鮎册=4.2x0.96=4.03/CWz
II轴PlI=Pl"側斜fl|承•他轮传动=4.03x0.99x0.97=3.87规’
卷筒轴PlH=Pll愀轮轴承•姗細器=3・87x0.99x0.97=3.72KW
（3）各轴输入转矩
由错误!
式⑵17）i|»电动机轴的输入转矩Td
r=9550宝=9550x^=41.78“川
&nm960
由错课!
式＜2.14人（2.16）得
1轴7/•铀•〃带=41.78x3.35x（）.96=1J4.36AF】
I1轴
Tll"[i齿轮〃冶轮轴承•〃齿轮传疔lM36x4x0.99x0.97n516.lAS
卷筒轴
刁〃=乃厂"齿轮轴承咖細!
»=51&I*°妙°97=495.61N•川
运动和动力参数的计算结果列干卜•茨。
各轴运动和动力参数
参数
电动机轴
I轴
II轴
卷筒轴
转速n（r/min）
960
286.57
71.7
71.7
输入功率P（KW）
4.2
4.03
3.87
3.72
输入转矩T（N.m）
41.78
134.36
516」
495.6
传动比i
3.35
4
1
效率〃
0・96
0.96
0.96
三、设计计算齿轮的主要工作参数和尺寸
1、选择齿轮材料及精度等级
小齿轮选用40Cr,调质，260HBS;大齿轮选用45钢，调质,22OHBS；因是运输机用的齿轮，由①表7-10选用8级精度。
2、计算步骤如下
1、按齿
面接触疲
劳强度设
小齿轮齿数取亦30•则大齿轮齿数为zz=izb由
（二）已求得i
=4•故有z2=120。
实际传动比i尸z./z.=4,即传动比误差为0。
传动对称布置，由
（1）表7-16取齿宽系数心\
由
（二）已求得Ti=134.36X103N.mm
由①表7・1[，取K=l・2由①式（7・38）得[刃[卜SliyZN,（ZN=1）
由①图7-23査得1OMPa,為z=560MPa,由①表
7・15査得安全系数Sh=1・25（取较商可整度）。
故
0“=创評=将=56伽Pa
[aj2=£H^=563x1=448MPa
z）=30.z>=1
20
九=1
L=13436X1
05N.mm
K=1.2
1^1）1=568MPa
[6]?
=448
MPa
由①式7・34得
4、齿轮圆
周速度
[0-11=472MP
a
[£7,]z=328M
血76.11—
m=—==2.54mm
zi30
由表8.・3・1取标准模数n/=3mm
di=g=3X30=90mm〃2=〃心=3X120=360mm
fr=G（kh=1X90=90mm•取62=90mm.则bi=b?
+5=95mm
a=m（Z1+Z2）/2=3X（30+120）/2=225mm根据①）式7—36•如a：
W[闲,则校验合格。
由图7・24查得，a：
iimi=590Mpa.anm：
=41OMpa
由表7-15得S=l・25（取较高可靠度），
[如1=等-誤=472MPa
[如厂空葩Q=328MPa
-Sp1.25
由表&8・5查得,«】=2・54,沧=2S1.63.人2=1.90由①式7-36得
2K7\vv2xl.2xl34.36xl03oC1一八“小"
a=—-1-K?
lKj=x2.54xl.63=54.94MPar,hm2zxHS，65x2.52x251
a=o=54.94x7'，」勺（）=547jMPa<]
血门rHrSI2.54x1.63I"2
计算项目
计算内容
计算结果
可见弯曲疲劳强度足够。
叶叫_3.14x92x286.5_门5仏
a：
1w［6］】
60x1（MX）60x100（）
OfeW［闲2
可知选8级牯度合适
v=l.35nVs
4.低速轴系的结构设计
1、根据轴的工作条件，选择材料及热处理方法，确左许用应力，由
（二）（三）已算得从动齿轮转速n2=71.7r/mino齿轮分度圆直径d2=360mmo选用45号钢调质。
查①表11-1得抗拉强度叭=650MPa,査①表11一9得许用弯曲应力［cr.J,=60MPa°
2、按扭转强度估算最小直径
由
（二）知，P2=3.87kw,T2=516.1N.m
查①表11一5取A=110,按①式（113）计算得:
考虑轴和联轴器用一个键联接，故将轴放大5%并取标准值，即取d=45mnK
3、轴的结构设计
（1）将轴设计成阶梯轴，按T=516.1N.m,从②查用TL8型弹性联轴器，孔径为45mm,长匚112mm,与轴头配合长度为84mm.取轴头直径为45mm.故靠近轴头的轴身直径为52mm,轴颈直径取55mmo轴两端选用6011型轴承，轴承宽度B=18mm,外径D=90mnK轴承由套筒和轴肩实现轴向立位，圆角r=lmm.J取齿轮轴头宜径为60mm,泄位环髙度h=5mm,苴余圆角r=1.5mm,挡油盘外径取D=89mm。
（2）在（三）已经求得轮毂长为60mm,因此轴头长度为88mm.轴颈长度与轴承宽度相等为18mm,齿轮两端与箱体内壁间距离各取15mm,由于转速较低，故轴承用润滑脂,所以轴承端而与箱体内壁距离取10mm°这样可泄岀跨距为158mm。
伸出箱体的轴段长度取44mm°为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，应将头长度取短一些,故取轴头长度为75mm。
3、由于是单级齿轮减速器,因此齿轮布置在中央，轴承对称布苣,齿轮与轴环、套筒实现轴向左位，以平键联接及选用过渡配合H7/n6实现周向固定。
齿轮轴头有装配锥度，两端轴承分别以轴肩和套筒实现轴向泄位，采用过盈配合k6实现周向固左。
整个轴系以两端轴承盖实现轴向左位，联轴器以轴肩、平键和选用过渡配合H7/k6实现轴向定位和周向固定。
4、草图如下:
5、轴的强度校核:
计算项目
计算内容
计算结果
1、周向力
已知T2=516・lN.m
2、周向力
3、径向力
4、H面支座反力
5、V面支座反
力
6、H面弯矩
7、V面弯矩
8、合成弯矩
9、当址弯矩
10.强度校核
_2T_2x516」
_0.36
=2867.22Af
Fr=Ftt^a=2867.22xrg20°=1043.58/V
Rha=Rhb=F
RvA=RvB=Fr/2=1043・58/2=521.79N
MHC=RHAxL/2=1433.61x0.58/2=113・26N・m
MVC=RVBxU2=521.79x0.58/2=41.22N・m
在AB处为0•C处最大
Mc=Jm方c+M务=Jl13.262+41.22?
=12O.5N-m
取a=0.59
M+（刃卩=J120.52+（0.59x516.1）2
=327.47N・/n
由式11.43把齿轮轴头d=60代入得：
\/耐2+（刃2_J12O.52+（0.59x516oT?
0.1x0.065
=15160648A/
=15・16MP“（[所以,轴径取60mm.强度足够
轴的受力图及弯矩图如下
F,=2867・22N
&=104358/V
Rh.x=Rhb143
3.61N
Rva=Rvb=521.79N
Mhc=113・26N.m
Mvc=41.22N.m
Mc=120.5N加
Mf%=327.47N•加
强度足够
IvcMl.il!
!
.I—rrr1"HPfflI门
5.高速轴的设计
由前面已求得：
ni=286.57r/mindi=90mm,轮毂长95mm,P|=4.O3KW
l、选用45钢,调质。
按扭转强度估算最小直径，查①表11・5取A=110
按①式（11-3）计算得：
d>Ay\—=110^J=26.55mm
\h,V286.57
因轴头直径最小且有键、与带轮联接，故将轴放大0.5d.即d=27.88mm.按①11-3取整d=28mm。
2以低速轴和大小齿轮的分度圆直径，齿宽为基准，求出高速轴的尺寸已知d1=90,取齿轮两端轴身直径为70mm,轴颈直径为50mm,套筒直径为59mm.伸出箱体轴的直径为47mm•轴头直径为40mm,大于dmin=28mm,所以合适已知轮毂长95mm,取齿轮两端轴身各长5mm,依题意由①10.1选用6010型深沟球轴承d=50mm,D=80m
m.B=16mm,所以轴颈长度与轴承宽度相等为16，齿轮端而距箱体内壁12.5mm.轴承端而距箱体内壁12mm,这样可左出跨距为160mm,伸出箱体的轴身长44mm,轴头的配合长度由①P128査得L=2do=2X40=80mm.则选用A型键12X70GB1069-79轴承由轴承盖、套简实现轴向定位，采用过盈配合K6实现周向固定，带轮用轴肩实现轴向立位用键以配合I17/h6实现周向固泄，草图如下：
六.滚动轴承.键.联轴器的选择计算
1、低速轴轴承
在（四）已选取6011型轴承。
査②附表10.1得基本额左动载荷C-3O.2KN。
如右图所不，在（四）已经求得Rha=Rhb=1433.61N
Rva=Rvb=521.79N
轴承寿命校核计算如下：
轴承类型6011合适
査①表10・14得心1因为是轴承.所以e=3
166701x302x10^3
71.72288.42
L『=5x365x24=43800h
•••Lh〉Lhr故预选的6011型轴承合适。
2、低速轴键的选择
（1）依题意齿轮与轴选用A型普通平键联接。
已知轴的直径d=60mm,査①表11-10得b=18mm,h=11mm。
由于轴身长88mm,/.L=70mm,键的工作长度1=L—b=70—18=52mnic
查①表11J2,取[6P]=120Mpa,已知T=516.6N.m
键的强度计算由①式11~44得
6r=2TX103/（kld）=2x516.1X1O3/（0.4x11x52x60）=75」9Mpa
•••6p<[6讨，故选用18X70GB1096—79A型键合适。
（2）轴头与联轴器选用A型普通平键。
根据轴头直径d=45mm,查①表11J0得b=14mm,h=9mm
由于轴头长75mm,故取L=70mm
则1=L—b=70—14=56mm
査①表11-12得取[6p]=120Mpa,已知T=495.6N.m
由①式11・44得
6p=2TX10*（kld）=2x495.6x10*（0.4x9x56x45）=109.26Mpa/.6P<[6P],故选用14X70GB1096・79A型键合适。
3、低速轴联轴器的选择
由前而已选用TL8型弹性套柱销联轴器已知Td=41.78N.nnkA=l.5
Tca=k.A.Td=1.5x41.78=62.67N.m
TCa>Td,故选用TL8型弹性套柱销联轴器合适。
七、润滑与密封
1、润滑选择
齿轮传动用油润滑，可选用全损耗系统用油L-AN32,滚动轴承用脂润滑，选用钙基润滑脂。
2、密封选择
为了避免油池中稀油溅入轴承,应在齿轮与轴承之间放置挡油盘，输入轴与输岀轴的轴承端盖采用沟槽式密封槽和油沟式密封槽来密封，苴中,伸出轴端的轴承端盖用油沟式密封槽来密封，箱体及附件用毡圈式密封件密封。
参考资料：
1孙宝宏机械基础化学工业出版社北京2002.5
2陈立徳机械设计基础课程设汁指导书高等教育岀版社北京2004.6
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