一级圆柱齿轮减速器设计说明书

1 一级圆柱齿轮减速器设计说明书 一、设计课题： 设计一用于带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器。运输机连续工作，单向运转载荷变化不大，空载启动。减速器小批量生产，使用期限 8 年，一班制工作，卷筒不包括其轴承效率为 96%，运输带允许速度误差为 5%。 原始数据 题号 35 运输带拉力 F （ 运输带速度 V （ m/s） 卷筒直径 D （ 380 设计任务要求： 1. 减速器装配图纸一张（号图纸） 2. 轴、齿轮零件图纸各一张（号图纸） 3. 设计说明书一分 2 3 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组：设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 2、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量； 工作环境：室内，轻度污染环境； 3、边界连接条件：原动机采用一般工业用电原动机，传动装置与工作机分别在不同底座上用弹性联轴器连接。 4 原始数据：运输带工作拉力： F= 运输带工作速度： V=s； 滚筒直径 D=380 方案拟定： 采用带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大 起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。 4 5 二、电动机选择 1、电动机类型和结构的选择：选择 Y 系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2、电动机容量选择： 电动机所需工作功率为： 式（ 1）： d a = 由式 (2)： V/1000 =W) 由电动机至运输带的传动总效率为： 总 = 带 滚2齿 联 滑 平 式中： 1、 2、 3、 4、 5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。 取 带 = 滚 齿 联 滑 = 平 =： 总 =以：电机所需的工作功率： 000 总 = 3、确定电动机转速 6 卷筒工作转速为： n 卷筒 60 1000 V/（ D） =(60 1000 （ 380） =95.5 r/据手册表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 I 带 =3。 取带传动比 齿 = 。则总传动比理论范围为： 总 。 故电动机转速的可选范为 I 总 n 卷筒 =(6 24) 573 2292 r/符合这一范围的同步转速有： 750、 1000 和1500r/据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：（如下表） 方 案 电 动 机 型 号 额定功率 电动机转速 (r/电动机重量 N 参 考 价 格 传动装置传动比 同步转速 满载转速 总传动比 V 带传动 减速 器 1 500 1440 650 1200 000 960 800 1500 50 720 1240 2100 合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格 7 三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比： 由选定的电动机满载转速 n 1、可得传动装置总传动比为： 总 =n 卷筒 =1440/传动比等于各传动比的乘积 分配传动装置传动比 总 = 齿 I 带 2、分配各级传动装置传动比： 根据指导书 I 带 =通 V 带 i=2 4） 因为： 总 = 齿 I 带 所以： 齿 、传动装置的运动和动力设计： 和带传动、减速器传动比，可见第 1 方案比较适合。 此选定电动机型号为 主要性能： 方 案 电 动 机 型 号 额定功率 电动机转速 (r/电动机重量 N 参 考 价 格 传动装置传动比 同步转速 满载转速 总传动比 V 带传动 减速 器 1 500 1440 650 1200 8 将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴， .i0,. 01， 12， .P， P， . （ T， T， . （ N m） n ,n ,. （ r/ 可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数 1、 运动参数及动力参数的计算 （ 1）计算各轴的转数： 轴： n =1440/ r/ 轴： n = n / 9 =r/筒轴： n = n （ 2）计算各轴的功率： 轴： P = 01 = 1 = 轴： P = P 12= P 2 3 = 计算各轴的输入转矩： 电动机轴输出转矩为： 550 Pd/550 440 = m 轴： T = 9550 I =9550 m 轴： T = 9550 I =9550 m 由指导书的表 1 得到： 1= 2= 3=10 =1440 80 /（ 1000 60） =s 介于 525m/s 范围内，故合适 确定带长和中心距 a： d1+ 2（ d1+ 80+274） 2（ 80+274） 708 五 . V 带的设计 （ 1）选择普通 V 带型号 由 A P= 根据课本 13知其交点在 A、 B 型交 界线处，故 A、 B 型两方案待定 ： 方案 1：取 A 型 V 带 确定带轮的基准直径，并验算带速： 则取小带轮 0mm d2=(1 (1 =80 (表 9 74 (虽使 有减少，但其误差小于 5%，故允许 ) 带速验算： V= /（ 1000 60） 由课本 13A=课本 13荐的 A 型小带最小轮基准直径为7511 初定中心距 00 ，则带长为 （ d1+（ 2/(4 =2 500+（ 80+274） /2+（ 2742/(4 500) =表 13用 400 实际中心距 a=2=500+(2=算小带轮上的包角 1 1=180-( 57.3/a =180-(274 20 合适 确定带的根数 Z= ( =（ = 要取 8 根 带 计算轴上的压力 由书 13初拉力公式有 00 c+q 500 （ 8 + 由课本 13作用在轴上的压力 z /2) =2 8 )=N 由课本 13得 表 13得 由表 13得 表 13得12 方案二： 取 B 型 V 带 确定带轮的基准直径，并验算带速： 则取小带轮 40mm d2=(1 (1 =140 (表 9 80 (虽使 有减少，但其误差小于 5%，故允许 ) 带速验算： V= /（ 1000 60） =1440 140 /（ 1000 60） =m/s 介于 525m/s 范围内，故合适 确定带长和中心距 a： d1+ 2（ d1+ 140+480） 2（ 140+480） 434 1240 初定中心距 00 ，则带长为 （ d1+（ 2/(4 =2 700+（ 140+480） /2+（ 4802/(4 700) =表 13用 500实际中心距 a=2=700+(2=算小带轮上的包角 1 由课本表 13，推荐的 B 型小带轮基准直径 12513 1=180-( 57.3/a =180-(480 20 合适 确定带的根数 Z= ( =（ = 取 3 根 B 型 计算轴上的压力 由书 9初拉力公式有 00 c+q 500 （ 3 + 由课本 9作用在轴上的压力 z /2) =2 3 ) = 综合各项数据比较得出 方案二 更适合 由机械设计书 表 13得 表 13得 由表 13得 表 13得轮示意图如下： 14 d0 d H L 度 1:25 S 5 六、齿轮传动的设计： (1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。 闭合斜齿，软齿面，小齿轮的材料为 40面硬度为 241286齿轮选用面硬度为 241169 齿轮精度初选 8 级 (2)、初选主要参数 0 ， u= 1 u=20 0 （ 3）按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径 21 123 1 载荷系数 查课本表 K= 2 小齿轮名义转矩 106 P/106 5396/105 N 3 材料弹性影响系数 由课本表 1116 4 区域系数 5 螺旋角系数：初取螺旋角 15。 6 许用应力 查课本表 11M 1 202 查表 11按一般可靠要求取 M P 3 01 M P 2 02 取两式计算中的较小值，即 H =620是 21 123 =4)确定模数 m= 0=标准模数值 m=5) 按齿根弯曲疲劳强度校核计算 15co 校核 式中 1 小轮分度圆直径 d1=m Z/ =0/ 17 2 齿轮啮合宽度 b= d 3 复合齿轮系数 由 0/ 150/ 15100 查图 11图 11用应力 查表 11 00 10表 6取 8 01l i 0 02l i 6 计算大小齿轮的 *s 9 8 1 *2Y s 由表 16查得， , 故当量动载荷为 (1 1=2= (2 计算所需的径向基本额定动载荷 轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承，今 1，故以轴承 2 的径向当量动载荷 计算依据。因受轻微冲击载荷，查表 16 作温度正常，查表 16 8 得 。 圆锥滚子轴承 =10/3， 根据手册得 33108 型的 /(60000000） 1/ =为 e） 由表 16=2 为 +83= 故轴承 1端为压紧端 +承端 2端为放松端 983N ;2的当量动载荷 由表 16e e 983/e 查表 161= ; 故当量动载荷为 112=21 算轴承的寿命，查表 15械设计 /机械设计基础课程设计得 115表 161；查表 16 06/60n（ 106/60 1 115/ 轴 承在 8年内要工作的时间是 h 8 300 16 38400h 故对高速轴轴承能够满足使用要求。所选 30211型轴承适用。 1=36 十一、密封和润滑的设计 由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。 2润滑 (1) 对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度 v 12m/s,采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和 散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离 H 不应小于 3050于单级减速器，浸油深度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动 ,每传递 1油量 (2) 对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。 十二联轴器的设计 （ 1）类型选择 37 由于两轴相对位移很小，运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高，故选用弹性柱销联。 （ 2）载荷计算 计算转矩 A T = 其中 工况系数，由课本表 14 3）型号选择 根据 轴径 d，轴的转速 n， 查标准 5014 2003，选用 弹性柱销联，其额定转矩T=1250许用转速 n=3750r/m ,故符合要求。 十三、设计小结 机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机