一级减速器设计说明书

指导老师：童念慈学号：1558020120104姓名：陈伟班级：2015机电一体化（机械制造一班）学院：机电工程课题：一级直齿圆柱齿轮减速器设计一级减速器设计说明书 目录一、 设计任务书二、 电动机的选择三、 传动装置运动和动力参数计算四、 V带的设计五、 齿轮传动设计与校核六、 轴的设计与校核七、 滚动轴承选择与校核计算八、 键连接选择与校核计算九、 联轴器选择与校核计算十、 润滑方式与密封件类型选择十一、 设计小结十二、 参考资料一、设计任务说明书 1、 减速器装配图1张；2、 主要零件工作图2张；3、 设计计算说明书原始数据：（p10表1-4）1-A输送带的工作拉力;F=2000 输送带工作速度：V=1.3m/s 滚筒直径：D=180工作条件：连续单向运载，载荷平稳，空载起动，使用期限15年，每年300个工作日，每日工作16小时，两班制工作，运输带速度允许误差为5%传动简图:二、电动机的选择 工作现场有三相交流电源，因无特殊要求，一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机为Y系列鼠笼式三相异步交流电动机，其效率高，工作可靠，结构简单，维护方便，价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。本装置的工作场合属一般情况，无特殊要求。故采用此系列电动机。 1.电动机功率选择 1选择电动机所需的功率: 工作机所需输出功率Pw= 故Pw= 3.60 kw 工作机实际需要的电动机输入功率Pd= 其中 查表得：为联轴器的效率为0.98 为直齿齿轮的传动效率为0.97 为V带轮的传动效率为0.96 为滚动轴承的效率为0.99 故输入功率Pd=4.09KW2. 选择电动机的转速 r/min按机械设计手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围，取V带传动比，则总传动比合理范围为I总=620。故电动机转速的可选范围为(620)x76.43=到之间查表得符合这一范围的同步转速有960和1420r/min。方案电动机型号额定功率（kw）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比V带传动单级减速器1Y100L1-45150014203410.8734.962Y132M-1410009604012.462.55.94根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合所以选择Y132M1-6 额定功率4kw，满载转速960，功率因素0.773. 传动比的计算与分配 =960/86=12 所以=4 =3三、传动装置的运动和动力参数的计算 1.计算各轴转速 电机轴 n=960（r/min） 主动轴nI=nm/i带=960/2=480(r/min) 输出轴nII=nI/i齿=480/6=80(r/min) 滚筒转速 nll=80（r/min） 2.计算各轴的功率（KW） 主动轴PI=Pd带=3.90.96=3.744KW 输出轴PII=PI轴承齿轮=3.7440.990.97=3.6KW 3.计算各轴转矩 TI=9550pl/n1 =9550x3.74/480=74.41KN.m TII =9550pll/n2=9550x3.6/80=429KN.m四、V带的设计 1.皮带轮传动的设计计算 选择普通V带轮 插机械设计手册得：kA=1.2 Pd=KAP=1.24=4.8KW 据Pd=4.8KW和n1=480r/min 查表得：选用A型V带 2.确定带轮基准直径以及中心距的确定 取d1=100 d2=3x100=300 根据 初选中心距为ao=800 3.确定皮带长度 Ld=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0 =2x800+3.14x(100+300)2+24x800=1450.5 查机械技术基础得选取相近的L=1600 4确定中心距 =800+（1600-1450)2=875 5.验算小带轮包角 1=180-57.30 (dd2-dd1)/a =180-57.30x200875 =165.94120 所以包角符合要求 6.计算皮带轮的根数 Z= Pd/(P0+P0)KKL 查表P0=0.97 Ka=0.95 KL=1.03 =0.11 =4.80.97+0.11)x0.95x1.03=4.45所以选A型V带5根皮带轮五、齿轮的设计与校核 1.选择齿轮材料与热处理 所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅表1 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。 2.按齿面接触疲劳强度设计 由d1 (6712kT1(u+1)/duH2)1/3 确定有关参数如下：传动比i齿=4 取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= 420=80 查表齿宽系数因为是对称分布 取d=1.1 3.小齿轮的转矩T1=9.55106P1/n1=9.551063.744/480=74490N.mm 4.载荷系数k : 取k=1.2 5.计算循环应力次数 许用接触应力H H= Hlim ZN/SHmin 查表： Hlim1=610Mpa Hlim2=500Mpa 接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天24h计算，由公式N=60njtn N1=6048053008=345600000 N2=N/u=345600000/4=86400000 根据机械设计手册，得 ZN1=1 ZN2=1.05 按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0 H1=Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa H2=Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa 故得： d1 (6712kT1(u+1)/duH2)1/3 =49.04mm 模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm 查书可得，取m=2.5 6.计算齿轮主要尺寸 分度圆直径：d1=mZ1=2.520mm=50mm d2=mZ2=2.580mm=200mm 齿宽：b=dd1=1.150mm=55mm 取b2=55mm b1=60mm 7计算齿轮的圆周速度V V=n1d1/601000=3.1448050/601000=1.25 m/s 因为V6m/s，故取8级精度合适 8.计算齿轮传动的中心矩a a=(d1+d2)/2= (50+200)/2=125mm 9.验算齿轮的弯曲强度 (1)复合齿形因数YFs 查表得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (2) 许用弯曲应力 bb= bblim YN/SFmin (3)查表得弯曲疲劳极限bblim应为： bblim1=490Mpa bblim2=410Mpa (4）查表得弯曲疲劳寿命系数YN： YN1=1 YN2=1 （5）弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1 （6)计算得弯曲疲劳许用应力为 bb1=bblim1 YN1/SFmin=4901/1=490Mpa bb2= bblim2 YN2/SFmin =4101/1=410Mpa (7)校核计算 bb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa bb1 bb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa bb2 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够六、轴的设计与校核 1.选择轴的材料 选轴的材料为45号钢，调质处理 2.轴的最小直径取C=110或=30 计算得d37.73 所以取=40 3.轴的结构设计 根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动 轴和从动轴均设计为阶梯轴。 计算 = 因必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取=44mm； 计算 d3=d2+（15）mm=4549mm. 且必须与轴承的内径一致，圆整 =45mm，初选轴承型号为6209 计算 d4=d3+(15)mm=4650,为装配方便而加大直径，应圆整为标准直 径，一般取0，2，5，8尾数，取=50mm； 计算 d5=d4+2(0.070.1)xd4=5760 取=58mm； 计算 d6=d3=45 同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗 制和减少轴承类型。 从动轴长度的选取 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。大带轮轮毂靠轴肩、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，安装齿轮段长度为轮 毂宽度小2mm。 L1=60 L2=50 L3=55 L4=55 L=65 L5=10 L6=704.从动轴的校核计算按许用应力校核轴的弯曲强度轴的受力简图 （图A）（L =113mm）（1)求支持反力水平面支反力垂直面支反力 （2)作弯矩图水平弯矩（图B）垂直弯矩（图C）（3）求合成弯矩，作出合成弯矩图（图E）（4）.作扭矩图（图D）C点左 C点右 （5)作危险截面当量弯矩图（图E）该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取=0.59 (6)校核危险截面轴径 45号优质碳素钢调质处理时，查机械设计基础 C剖面的轴径 故：强度足够 5.主动轴校核计算 同理d1=c =115x0.3555=35d2=38 d3=40 d4=45 d5=50 d6=40 L1=45 L2=42 L3=46 L4=55 L5=10 L6=42七、滚轴承的选择与校核计算 1.从动轴的滚动轴承选择与校核 初步选择6209滚动轴承 尺寸如 表1轴承代号尺寸/mmdDB6209458519 寿命计划： 要求轴承寿命：（5年，按每年工作365天，每班工作24个小时）=43800h 计算选用轴承寿命 查机械零件设计手册 基本额定动负荷KN 动载荷系数 当量动载荷 温度系数 载荷系数 对球轴承寿命系数 Lh= = =7254134h43800h 所以强度符合要求 2.主动轴的滚动轴承的选择与校核 根据之前设计的主动轴直径 初选6208滚动轴承 要求轴承寿命：（5年，按每年工作365天，每班工作24个小时）=43800h 计算选用轴承寿命 查机械零件设计手册 基本额定动负荷KN 动载荷系数 当量动载荷 温度系数 载荷系数 对球轴承寿命系数 Lh= = =634987h43800h 所以强度符合要求八、键的选择与校核 1.材料选择及其许用挤压应力选择45号优质碳素钢，查机械零件设计手册 其许用挤压应力 2.主动轴外伸端，d=40考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，且联轴器轴长度=62mm，故选择12x8x100 GB/T1096型键。 b=12 h=8 L=100 静连接工作面挤压应力 =10.36MPa 则：强度足够， 合适 3.从动轴外伸端，d=50考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，故（r/min）选择。 b=14 L=50 h=9 静连接工作面的挤压应力： 则：强度足够，合适九、联轴器的选择 由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3=9550=9550558.67KN.M选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=600，。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=40，轴孔长度L=112TL8型弹性套住联轴器有关参数型号公称转矩T/(Nm)许用转速n/（r轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料轴孔类型LT1060036004011265HT200Y型 十、润滑方式以及密封方式的选择 1.润滑方式、密封方式简要说明 （1)齿轮的速度小于5m/s查机械零件设计手册P981表314-26，选用浸油润滑方式并根据表314-27，选用150号机械油； (2)轴承采用润油脂润滑，并根据表314-23选用ZL-3型润油脂 2.密封件的选择 (1)轴承内部与机体内部处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部 (2)轴承外部与端用半粗羊毛毡圈加以密封 （3）箱座与箱盖凸缘结合面与观察孔、油孔之间都采用静密封方式十一、设计小结 课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计 算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。 此次减速器的设计，是我上大学以来的第一次简单的设计。这次设计只是对减速器的基本尺寸和形状的设计的了解，并没有进行公差配合以及位置度等技术要求。通过这次减速器的设计，我体会到了在机械加工与设计中。参数选取的重要性，以及参数的合理性。每个参数的选取都是按照相应的国家