输送传动装置中的一级圆柱齿轮减速器设计书

1 输送传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 设计书 一、设计任务书 机械设计课程设计的题目： 设计输送传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 原始数据如下 : 题号 1 2 3 4 5 输出轴功率 P（ 3 4 出轴转速 n(r/35 38 40 45 50 传动工作年限 6 10 8 10 8 每日工作班数 2 1 1 1 1 2 工作场所 车间 矿山 矿山 车间 车间 批量 小批 大批 小批 成批 成批 题号 6 7 8 9 10 输出轴功率 P（ 出轴转速 n(r/38 40 48 48 50 传动工作年限 8 10 8 10 8 每日工作班数 2 1 1 1 1 工作场所 车间 车间 矿山 车间 矿山 批量 小批 成批 大批 成批 小批 设计工作量： 一、 编写设计计算说明书份 二、 绘制减速器 大齿轮零件 图 1 张 （ 3 号图纸） 三、 绘制减速器 低速轴零件 图 1 张 （ 3 号图纸） 四、 绘制减速器 装配 图 1 张 （ 1 号图纸） 3 二、传动装置的总体设计 方案的拟定及其说明 : 采用普通 V 带和圆柱直齿轮组合，满足传动要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸震能力。 结构简单，成本低，易于维护和使用 。 （ 1）电动机的类型和结构形式 按工作要求和工作条件， 选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机。 （ 2） 传动装置的总效率： 由课程设计表 2V 带传动 1=动轴承 2=圆柱齿轮闭式与开式传动分别为3= 4=以总效率 = (3)电动机功率： d= =手册可选择额定功率为 电动机。 （ 4）确定电动机的转速：查表得：普通 V 带传动比 i=25，圆柱齿轮 i=5,单级圆柱减速器 i=35，则总传动比 i=30125. nd=30125)13505625)r/ 查表得 :电动机型号为： 电动机型号 额定功率载转速r/转转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 900 4 根据电动机满载转速 ia=nm/ 900/45=综合传动比 ia=可得 ,（ 1）各轴输入功率 P1=2=3= 3=4= 4= 2）各轴转速 ： n1=900r/ : n2=n1/900/ : n3=n2/= : n4=n3/ 3）各轴转矩 电动机输出转矩 : 0=9590xp/n=900= m 各轴输入转矩： 1N m 2 m 3 m 5 将上述数据列表如下： 三、传动零件的设计 1. V 带传动设计 (1) 因为载荷变化较小且工作时间为 8h/天，可得 C=W (2) 选取普通 V 带型号 W， 900r/查表选 A 型 确定带轮基准直径：查表得取 00 , =1 11= 查表得 00 大轮转速 n2=1 5 ,误差较小，允许 （ 3）验算带速 V= 60 1000） =60s 在 525m/以带适合 轴号 功率 P（ 转速 N (r/转矩 T ( N m) 传动比 i 效率 900 6 （ 4）确定带的基准长度 a 初定中心距为 2） =00+400)=700 00 L=2 (2)/2+(22)+ (22)22)/8=( ( =5)验算小带轮的包角 1= 120，合格。 (6)确定 V 带根数 传动比 i=表 时查表得 V 带根 数 Z=( 以 Z=4 根 （ 7）求单根 V 带初拉力： 查表得 A 型普通 V 带的每米长质量 q=m 得 500V）（ . (8) 计算带轮轴上所受的压力 Z )= (9) 带轮结构设计略 2. 齿轮传动的设计计算 减速器齿轮设计： （ 1）选定齿轮材料及精度等级机 7 因为器运行速度不高，要求精度也不高，所以选用 8 级精度 小 齿 轮 材 料 为 40质，硬度为 241 286 大齿轮材料为 45钢调质，硬度为 197 286 (2) 许应接触应力 H： 查表查得 680,760) 550,620) 580,610) 410,480) 20 00 0000 由表查得 计算接触疲劳许用应力： H 720 H 600 F=480 F=360 3）试算小齿轮分度圆直径，确定模数： 查表得：载荷系数 K d = 小齿轮上的转矩： 88 传动比 i= 3 (（ 2 d） ( +1)/ )( H)2) =3 ( 选小齿轮齿数 35，则大齿轮齿数 i 35=150 实际齿数比 i=模数 m=d1/ 查表取标准模数 m=2 4）主要尺寸计算： 实际的 分度圆直径 d1= 35=70 d2= 150=300 8 齿宽 b= 4.1 取 5b1=50 心距 a=m（ 2） =185 5）按齿根弯曲疲劳强度校核 : 由式（ 出，如 F F，则校核合格。 确定有关系数和参数： 齿形系数 表 应力学整系数 表 45 = 齿根弯曲疲劳强度校核合格。 (6) 验算齿轮的圆周速度： V= 60 1000） =m/s 由表 知，选 8级精度合适 . (7) 齿轮几何尺寸的确定 齿顶圆直径 机械设计基础 4： 1 c*=顶圆直径： h*)m=(35+2)4 mm h*)m=(150+2)04 根圆直径： 2c*)m=(35)9 mm 2c*)m=(150)95 距： P= m=9 齿顶高： ha=h*m=2 根高： h*+c*)m=2.5 (8) 齿轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。 大齿轮的有关计算： 轴孔直径： 5 毂直径： 8 毂长度： 7 缘厚度： =(34)m=(68) 取 =8 缘内径： D2=79 取 80 板厚度： c=3.5 5,则 c=15 腹板中心孔直径：.5(2)=8+280)=184 板孔直径：28048轮倒角： n= 开式齿轮设计： （ 1）选定齿轮材料及精度等级机 因为器运行速度不高，要求精度也不高，所以选用 9 级精度 因为齿轮为开式齿轮，所以硬度及接触疲劳极限要大 小齿轮材料为 38面淬火，硬度为 45 55 大齿轮材料为 45钢表面淬火，硬度为 40 50 10 (2) 许应接触应力 H： 查表查得 1130,1210) 1120,1150) 690,720) 680,720) 180 140 1090 由表查得 计算接触疲劳许用应力： H 1180 H 1140 F=568 F=552 3）按照齿轮弯曲强度计算： 查表得：载荷系数 K d = 小齿轮上的转矩： 小齿轮齿数 17，则大齿轮齿数 17=取 5 齿形系数 表 应力学整系数 表 3= 3= m 3 2 F) =3 =3.9 查表得 m=5 分度圆直径 d1= 17=85 d2= 65=325 中心距 a=m（ 2） =205 际传动比 i=65/17= 11 齿宽 b= 85=34 取 4b1=40 4) 按齿面接触强度校核 取 88 H=(（ 2( +1)/ ) =( =954 H 齿面接触强度校核合格。 (5)齿轮的圆周速度： V= 60 1000） =m/s 由表 知，选 9 级精度合适 . (6) 齿轮几何尺寸的确定 齿顶圆直径 机械设计基础 4： 1 c*=顶圆直径： h*)m=(17+2)5 mm h*)m=(65+2)35 根圆直径： 2c*)m=(17)2.5 mm 2c*)m=(65)12.5 距： P= m=5.7 顶高： ha=h*m=5 根高： h*+c*)m=(7) 齿轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结 构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构。 大齿轮的有关计算： 12 轴孔直径： 0 毂直径： 6 毂长度： 4 缘厚度： =(34)m=(1520) 取 =20 缘内径： D2=72.5 取 72 板厚度： c= 取 c=11板中心孔直径：.5(2)=6+272)=184 板孔直径：27248轮倒角： n=四、轴的设计计算 结构设计 （ 1）选择轴的材料，确定许用应力： 由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用 45钢并经调质处理。 由表 得：硬度为（ 217255） 度极限 B=650服极限 S=360M，弯曲疲劳极限 00 由表 =（ 3040） C=（ 118107） 2）按钮转强度估算轴径（最小直径） 得 d C p/n=（ 107 118） 考虑到轴的最小直径处要安装带轮，会有键槽存在，故需将估算直径加大 3%取为 设计手册取标 准直径 13 d=28 3）轴的强度校核 圆周力： T1/0= 径向力 . 转矩： 做受力简图： 14 由图表查的： 减速器输出轴的结构设计与强度校核 (1) 选择轴的材料，确定许用应力： 由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用 45钢并经调质处理。 由表 度为（ 217255） 度极限 B=650服极限 S=360M，弯曲疲劳极限 00 由表 =（ 3040） C=（ 118107） 2）按钮转强度估算轴径（最小直径） 得 d C p/n=（ 107 118） 考虑到轴的最小直径处要安装带轮，会有键槽存在，故需将估算直径加大 3%取为 设计手册取标准直径d=42的结构设计草图 : 15 轴的设计： 1选择轴的材料，确定许用应力： 由已知条件可知此减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用 45钢并经调质处理。 由表 度为（ 217255） 度极限 B=650服极限 S=360M，弯曲疲劳极限 00 由表 =（ 3040） C=（ 118107） 2）按钮转强度估算轴径（最小直径） 得 d C p/n=（ 107 118） 0= 考虑到轴的最小直径处要安装带轮，会有键槽存在，故需将估算直径加大 3%取为 62设计手册取标准直径 d=63、滚动轴承的选择及其寿命计算 16 因为选择了圆柱直齿轮，只要是径向力，所以选择深沟球轴承。轴：根据前面轴的设计可知，轴的内径为 50以尺寸系列代号为 10. 因轴承需要工作 10年，所以根据公式 106/60n)( 其中 3040h,n= , =3, C=2=70= 可得：选择 60210. 六、键的选择及其校核计算 均选择 A 型平键 七、 箱体的设计 1类型选择：选择一级铸铁圆柱齿轮减速器。 2箱体主要结构尺寸：（ 名 称 箱座壁厚 箱盖壁厚 1 箱盖代号 轴 径 /宽 /高 /长 /轴键 28 8 7 50 轴键 55 16 10 68 轴键 42 12 8 40 轴键 84 22 14 70 17 凸缘厚度 寸 / 8 12 箱座凸缘厚度b 箱底凸缘厚度脚螺钉直径脚螺钉数目n 轴承旁连接螺栓直径 2 20 16 4 12 盖与座连接螺栓直径 接螺栓 l 轴承端盖螺钉直径 查孔盖螺钉直径 位销直径 d 10 150 8 6 8 1 凸缘边缘距离 承旁凸台半径 台高度 h 外箱壁至轴承座端盖的距离6 14 16 40 40 18 齿顶圆与内箱避间的距离1 齿轮端面与内箱避间的距离 2 箱盖、箱座肋厚 承端盖外径承旁连接螺栓距离 S 12 12 02 125 【减速器附件的选择】 通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用 油面指示器：选用游标尺 起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳 放油螺塞：选用外六