一级圆柱直齿减速器课程设计592.9%1.4%400.doc
一级圆柱直齿减速器课程设计592.9%1.4%400
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减速器课程设计
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一级圆柱直齿减速器课程设计592.9%1.4%400,减速器课程设计
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1 机械设计基础课程设计说明书 设计题目： 单级圆柱齿轮减速器 学院： 航空航天与力学 学院 专业 ： 航空航天类 班级： 学号 ： 设计人 ： 指导老师 ： 完成日期 ： 2011 年 7 月 15日 nts2 目录 1) 传动方案 .3 2) 电动机的选择 .3 3) 计算总传动比及分配各级的传动比 .4 4) 运动参数及动力参数计算 .4 5) 传动零件的设计计算 .4 6) 输入 轴的设计计算 .11 7) 输入轴 滚动轴承的选择及校核计算 .18 8) 输入轴 键联接的选择及计算 .20 9) 输出轴的设计计算 .21 10) 联轴器的选择 .22 11) 输出轴滚动轴承的选择及校核计算 .27 12) 输出轴键联接的选择及计算 .29 13) 减速器附件的选择 .30 14) 润滑与密封 .32 15) 参考资料目录 .33 nts3 1.传动装置的总体设计 1.1 传动方案 （ 1） 工作条件：带式运输机传动装置，使用年限 10 年，工作为二班工作制，单向运转，有轻微震动 （ 2） 原始数据： 带牵引力 F= 2.9kN； 带速 V=1.4m/s； 滚筒直径 D=400mm； 1.2 电动机的选择 计算项目 设计计算及说明 结果 1.选择电动机 根据用途选用 Y系列三相交流异步电动机 3.电动机转速的确由 nw=Vw*60*1000/ D得传送带滚筒的转速为 nts4 定 = 60*1000*1.4/(3.14*400)=67r/min 按手册 P7 表 1 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 a=36。取 V带传动比 I 1=24，则总传动比理时范围为 I a=624。故电动机转速的可选范围为 n d=I a n 筒 =（ 624） 67r/min=402-1608r/min 符合这一范围的同步转速有 750、 1000、和1500r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有两种适用的电动机型号：因此有两种传支比方案：如指导书 P15 页第一 表。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，则选n=1000r/min 。满载速率为 960r/min,型号为 Y132M2-6 nm=960r/min 1.3 计算总传动比及分配各级的传动比 计算项目 设计计算及说明 结果 1. 总传动比 i 总 =n 电动 /n 筒 =960/67=14.33 i 总 =14.33 2. 分配 据指导书 P7表 1，取齿轮 i 齿轮 =3(单级减速 i 齿轮 =3 nts5 各级的传动比 器 i=36合理） （ 1） i 总 =i 齿轮 I带 i 带 =i 总 /i 齿轮 =14.33/3=4.78 i 带 =4.78 1.4 运动参数及动力参数计算 计算项目 设计计算及说明 结果 1.各轴转速 nI=n 电机 =960r/min nII=nI/i 带 =960/3=320(r/min) nIII=nII/i 齿轮 =320/4.78=67(r/min) nI=960r/min nII=320(r/min) nIII=67(r/min) 2.各轴功率 PI=P 工作 =4.67kw PII=PI 带 =4.67 0.96=4.48KW PIII=PII 轴承 齿轮 =4.48 0.990.97=4.30KW PI=4.67kw PII=4.48KW PIII=4.30KW 3. 各轴扭矩 TI=9550 PI/nI=9550 4.67/960=46.46N m TII=9550 PII/nII=9550 4.48/960=133.70 N m TIII=9550 PIII/nIII=9550 4.30/67=612.91 TI=46.46N m TII=133.70 N m nts6 N m TIII=612.91N m 2.传动件的设计计算 2.1 减速器外传动件的设计 计算项目 设计计算及说明 结果 1.确定设计功率 查表 13-8 得： kA=1.2 PC=KAP=1.2 4.67kw=5.60kw PC= 5.60kw 2.选择带型 根据 PC=5.60kw， n1=960r/min,由图 13-15 选用 A 型 V带 选用 A 型 V带 3. 确定带轮基准直径 由课本表 13-9 得，小带轮基准直径不应小于 75mm，则取 dd1=125mm dd2=n1/n2 dd1=3 125=367.5mm 由表 13-9，取 dd2=375mm dd1=125mm dd2=367.5mm 4. 验算带速 带速 V： V= dd1n1/（ 60 1000） = 125 960/（ 60 1000） =6.25m/s 在 525m/s 范围内，带速合适。 带速合适 5.确定带 初步选取中心距 nts7 长和中心矩 a0=1.5(dd1+dd2)=1.5（ 125+375） mm=750mm 符合 0.7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2) 由 式 13-2 得 带长 ： L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2 750+1.57(125+375)+(375-125)2/（ 4 500） =2306mm 查表对 A型带适用 Ld=2500mm 根据 13-16 得 实际中心距 ： a a0+（ Ld-L0） /2=750+（ 2500-2306） /2=847mm a0=750mm L0=2306mm a=847mm 6. 验算小带轮包角 1=1800-（ dd2-dd1） /a 57.30 =1800-（ 375-125） /847 57.30 =16301200 合适 1=1630 7.确定带的根数 根据课本 13-3 得 P1=1.37KW 根据课本 13-5 P1=0.11KW 根据课本表（ 13-7） K =0.96 根据课本表（ 13-8） KL=1.09 得 Z=PC/P=P C/(P1+ P1)K KL =5.6/(1.37+0.11) 0.96 0.96 nts8 =3.62 取 4 根 z=4 8. 计算轴上压力 由课本表 13-1查得 q=0.1kg/m，由式（ 13-17）单根 V 带的初拉力： F0=500PC/ZV（ 2.5/K -1） +qV2 =500 5.6/（ 4 5.03） (2.5/0.96-1)+0.1 6.252N =184N 则作用在轴承的压力 FQ=2ZF0sin 1/2=2 4 184 sin163 /2N =1456N FQ=1456N 2.2 减速器内传动的设计计算 计算项目 设计计算及说明 结果 1. 选择齿轮材料及精度等级 因要求结构紧凑故采用硬齿面的组合。小齿轮选用 20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度为 56-62HRC。大齿轮选用 20Cr，渗碳淬火，齿面硬度为 56-62HRC； 选择 9级精度。 小齿轮 ：20CrMnTi 渗碳淬火 ； 大齿轮 ： 20Cr 渗碳淬火 9 级精度 nts9 2.计算 主要 传动尺寸 小齿轮 Hlim1=1500MPa, FE1=850MPa; 大齿轮 Hlim2=1500MPa, FE2=850MPa。 取 SH=1， SF=1.25 取 ZH=2.5,ZE=189.8 F1= F2= FE1/SF=680 MPa H1= H2= Hlim1/SH=1500 MPa 2)按轮齿弯曲强度设计计算 齿轮按 9级精度制造。取载荷系数 K=1.3，齿宽系数 d=0.8 小齿轮上的转矩为 T1=9.55 106 P/n1=9.55 106 4.48/320 =1.34 105N mm 初选螺旋角 =15 齿数 取 z1=30,则 z2=4.78 30=143.4 143，取 z2=143 实际传动比 i=z2/z1=4.77 i=(4.78-4.77)/4.78=0.22% YFa2 YSa2/F 2=0.0058 故应对小齿轮进行弯曲强度计算。 法向模数 mn ( 1/3=1.59mm 由表取 mn=2mm。 中心距 a=mn(z1+z2)/2cos=179.10mm 取 a=180mm. 确定螺旋角 =arccos(mn(z1+z2)/2a)=16 1 53” 齿轮分度圆直径 d1=mnz1/cos=62.438mm d2= mnz2/cos =297.572mm 齿宽 b= dd1=49.950mm 取 b2=50mm,b1=55mm 3)验算齿面接触强度 H=ZEZHZ (2KT1(u+1)/bd12u)1/2=684 MPa0.26 x=0.56 y=1.71 P= xFr+yFa=0.56*2828+1.71*1230=3687N 轴承寿命计算 LH=16670/n(ftCr/Pfp) =16670/320 (1 25800/1.1*3687)3 =13408h 3.4 年 三年为检修期更换滚动轴承， 预期寿命足够 计算当量动载荷： Fa=0N C0r=17800N Fa/C0r=0.069接近 0.056 E=0.26 Fr=（ 21402+4812+29122） 0.5=N Fa/ Fr=0 P= xFr+yFa=3646N 轴承寿命计算 LH=16670/n(ftCr/Pfp) =16670/320 (1 25800/1.1*3646)3 轴承预期寿命足够 nts20 =13865h 3.5 年 三年为检修期更换滚动轴承，预期寿命足够 轴承预期寿命足够 4. 键的校核 （ 1）齿轮处的键 轴径 d2=37.5mm T=133.70Nm 查指导书选用 A型平键 键 8 32 GB1096-79 h=8mm l=L-b=32-10=34mm 校核挤压强度条件 p=4T/dhl=4 133700/（ 37.5 8 22）=81.0Mpa 由表 10-10：钢，轻微 冲击 p=100 Mpa p0.26 x=0.56 y=1.71 P= xFr+yFa=0.56*3239+1.71*1230=3917N 轴承寿命计算 LH=16670/n(ftCr/Pfp) =16670/67 (1 24500/1.1*3917)3 =45733h 11.4年 预期寿命足够 计算当量动载荷： Fr=3239N 轴承预期寿命足够 nts29 Fa=1230N C0r=19200N Fa/C0r=0.064接近 0.056 E=0.26 Fr=（ 21402+8122+） 0.5=2311N1.2 1 =10mm 1 =10mm 齿轮端面与内箱壁的距 离 2 2 =8mm 2 =10mm 轴承端面至箱体内壁的距离 3=10 3=10 箱盖、箱座肋板厚 1m =0.851 =6.8mm m=0.85 =6.8mm 1m =6.8mm m=6.8mm 轴承端盖外径 2D =135mm 120mm 2D =135mm 120mm 8.加速器的润滑、密封和润滑油牌号到底选择 设计项目 计算及说明 主要结果 齿 轮 的润滑 选择润滑方式： 100060 11 ndv 3.14*62.428*320/(60*1000) .05 / 采用浸油润滑。齿轮浸油深度 h=10mm。油总深度 h0=30mm .05 / h=10mm h0=56mm nts33 使用 L-AN68润滑油 箱体内所装润滑油量为 V=5.6*7.5*42.9=1801.8 cm3 该减速器所传递的功率 P=4.67kW，对于单级减速器，每传递 1kW 的功 率，需油量为V0=350-700cm3，则该减速器所需油量为 V=PV0=4.67*（ 350-700） cm3 =1634.5-3269 cm3 润滑油量基本满足要求 轴 承 的润滑 采用脂润滑 采用脂润滑 密封 轴承与齿轮之间设封油盘 轴承端盖采用毡圈密封 毡圈密封 9.小结 这一次的课程设计我觉得是十分辛苦的。将平时在课堂上学的东西应用到实际当中，让我受到锻炼，也遇到了很多困难。 首先在计算的过程中，由于缺少经验，我就遇到了很多难题，在轴
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