单级圆柱齿轮减速器 设计书

1 单级圆柱齿轮减速器设计书 课程设计题目：设计带式运输机传动装置 1 已知条件：运输带工作拉力 F = 3200 N。 运输带工作速度 v= 2 m/s 滚筒直径 D = 375 作情况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳。，室内，工作，水分和灰度正常状态，环境最高温度 35 。要求齿轮使用寿命十年 。 一、 传动装置总体设计 一、 传动方案 1） 外传动用 v 带传动 2） 减速器为单级圆柱齿轮齿轮减速器 3） 方案如图所示 二、 该 方案的优缺点： 该工作机有轻微振动，由于 V 带有缓冲吸振能力，采用 V 带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用 且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分单级渐开线圆柱齿轮减速器。轴承相对于齿轮对称，要求轴具有较大的刚度。原动机部分为 步电动机。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 计算 与说明 2 （一）电机的选择 工作机所需要的功率 F v=6400w =6.4 kw m i n. 传动装置总效率： 总 = 带轮 齿轮 轴承 轴承 联轴器 =机输出功率 P = 总 = 以取电机功率 P =术数据： 额定功率 7.5 满载转速 970 R/定转矩 2.0 nm 最大转矩 2.0 nm 选用 外形查表 19程设计书 A:254 B:210 C:108 D:42 E:110 F:12 G:37 H:160 K:15 30 2 55 85 70 L:600 二、 V 带设计 总传动比 19 7 0 ni n 齿轮传动比 外传动带选为 由表 12得 a P = 以 选用 带 设小轮直径 25 H a 1111 6100060 125970100060 大带轮直径 d2=125=以取 00 所以 i1=d2/以大带轮转速 n2=n1/03(R/确定中心距 0 d1+ a 2（ d1+ a 1050 所以初选中心距 00 3 2)()(22221210a =1861 查表 12 2000 中心距 La d 0 中心距调整范围 a+29.5 a 带轮包角 1 2 0 121 确定 V 带根数 Z 参考 12取 表 12得 查表得 12得包角系数 K 由表 12210)查得长度系数 算 V 带根数 Z，由式（ 5设） ( 00 Z=5 根 计算单根 V 带初拉力 式（ 12设。 )(00 20 由式 12设） q=算对轴的压力 式（ 12设）得 F Q 2 4 9 621 6 0s i 8522s i 0 小带轮基准直径 25 用实心式结构。大带轮基准直径 400 用孔板式结构。 三、 各齿轮的设计计算 1 齿轮的材料，精度和齿数选择，因传递功率不大，转速不高，材 4 料按表 7取，都采用 45 号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质，均用软齿面。齿轮精度用 8 级，轮齿表面精糙度为 齿面闭式传动，失效形式为占蚀，考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取 1 ，则 1 3=93 设计准则按接触疲劳强度计算，按齿根疲劳强度校核。 运动参数及动力参数计算 计算各轴转速（ R/ 70/03 R/ n1/03/3=101 R/ 计算各轴的功率（ 带轮 =2= 轴承 齿轮 =递扭矩（ N 610 P1/ 610 03 = 510 载荷系数 k 由表（ 10 因载荷平稳取 k=宽系数 a 轻型减速器 a=用接触应力 H 由图 10c） 00 60较小值代入 安全系数由表（ 10设）查的 H=600 = H=560 齿面解除疲劳强度计算式（ 10设） 5 a=(u+1) 定齿轮参数及重要尺寸 圆整中心距 取 a=180数 m=2a/(z1+ 由表（ 10 取 m=3 齿轮分度圆直径 93 79核齿根弯曲疲劳强度 确定有关参数 由上可知 K=25N.m b= a a=180=54 圆整后取 5 0 许用弯曲应力 F由图 10c）得 =210 180全系数由表 10 图 10 计算齿轮的圆周速度 V V= 0 1000=s V 6m/s 所以 8级精度合适 6 四、 轴的设计 1 选择轴的材料及热处理 由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料 45 钢 ,调质处理。 由表 16设） 强度极限 b=650 屈服极限 s=360 弯曲疲劳极限 300 由表 16设） 可知 118 c 107 取 c=118 从动轴的设计 1 按扭矩初估轴的直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为： d d=50 轴的结构设计 轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式。 1）、联轴器的选择 已知从动轴的转矩 T=由表 19设）查得运输机的工作情况系数 7 故 A T=975 N m 由表 18设）选用弹性柱销联轴器， 材料为铁 许用转速为 2800r/允许轴孔直径 D 取4056 满足要求 2）轴承选择 初选用 6212 深沟球轴承 技术数据 基本尺寸 : d=60 D=110 B=22 安装尺寸 : 9 01 3) 各轴段直径的确定 （ 1） 用于安装联轴器 0 （ 2） 用于联轴器的轴间定位 5 （ 3） 轴承的安装 0 （ 4） 安装齿轮 5 （ 5） 齿轮的轴肩定位 0 （ 6） 用于轴承的轴肩定位 5 （ 7） 安装轴承 0 4) 各轴段长度的确定 （ 1）查表 18设 )得 4 （ 2）考虑轴承端盖 0 （ 3）考虑轴承取套筒为 29 3 （ 4）齿轮齿宽为 55 3 （ 5）轴肩 0 8 （ 6）保持两轴承对称 0 （ 7）考虑轴承宽度 6 5） 按弯曲复合强度计算 齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩： T=610 P/n=6. 5 510 N 50N m 齿轮作用力：圆周力： T/d=向力： 轮分度圆直径 d=279为两轴承对称，所以 4 （ 1） 绘制剪力图 a (2)绘制垂直面弯矩图 b 和水平面弯矩图 c 轴承支座反力 r/2= 由两边对称知，截面 C 的玩具也对称，截面 =面 C 在水平面最大弯矩为 =3)绘制复合弯矩图 d 最大弯矩为 1862221 m （ 4）绘制当量弯矩图 e 2 69)( 22 N m （ 5）绘制扭矩图 f 9 T=6)校核危险截面 C 的强度 e=269/ e 所以 ( )计算当量动载荷 1= 2= 3)计算轴承寿命 1= =3 由表 18设） 查得 由表 18设） 查得 式 18设） 06/60n( =81255h 预期寿命足够，此轴承合格 2键的校核： 键 1 18 11 L=50 15 键 2 16 10 L=50 键 3 14 8 L=80 查表 14设）得 p=120 p=4T/得 510 /60 11 (501032m/s，所以采用飞溅润滑方式 六、 主要尺寸及数据 箱体尺寸 底座壁厚 = 取 =盖壁厚 1=座上部凸缘厚度 盖凸缘厚度 =座下部凸缘厚度 脚螺栓直径 16 16 地脚螺栓数目 n=6 底座与箱盖连接螺栓直径 8 轴承盖螺栓直径 8 轴承座联接螺栓直径 12 螺栓间距 L=150 定位鞘直径 d=6 地脚螺栓孔凸缘配置尺寸 5 5 凸缘螺栓孔配置直径 5 3 轴承旁凸台半径 3 凸台高度根据低速螺栓轴承 座外半径确定 外箱壁至轴承端面距离 0 大齿轮圆与内箱壁距离 1=9 齿轮断面与内箱壁的距离 2=20 底座深度 H=0=170 齿轮结构尺寸 （ =1 C = 主动齿轮 从动齿轮 齿数 z 31 93 模数 m 3 3 分度圆直径 d= 93 279 齿顶高 ha=m 3 3 齿根高 + C ) 全高 h=ha+ 17 齿顶圆直径 da=m(z+2 ) 99 285 齿根圆直径 df=m( ) 度圆齿距 P= m 度圆齿宽 e=1/2 m 度圆齿厚 e=1/2 m 圆直径 dn= 87 262 七、 设计小结 由于第一次设计，没有经验，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确，以及轴结构设计不及凑等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设 备。 参考