一级圆柱直齿减速器课程设计851.7%1.4%220%122.5
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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851.7%1.4%220%122.5,减速器课程设计
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机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 1 目 录 一、传动方案拟定 2 二、电动机的选择 2 三、计算总传动比及分配各级的传动比 3 四、运动参数及动力参数计算 3 五、传动零件的设计计算 4 六、轴的设计计算 7 七、键联接的选择及计算 14 八 、 减 速 器 箱 体 、 箱 盖 及 附 件 的 设 计 计 算15 九 、润滑与密封 16 十 、设计小结 17 十一 、参考资料目录 17 机制 3062 刘武 安徽机电职业技术学院 二 七年十二月二十 七 日 nts机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 2 一、传动方案拟定 第 二 组 第 三 个数据 ：设计 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 （ 1） 工作条件：使用年限 10 年， 每年按 300 天计算， 两班制 工作 ，载荷平稳。 （ 2） 原 始 数 据 ： 滚 筒 圆 周 力 F=1.7KN ；带速V=1.4m/s； 滚筒直径 D=220mm。 运动简图 二、电动机 的 选择 1、电动机类型 和结构型式 的选择 ： 按已知的工作要求和 条件，选用 Y 系列三相异步电动机 。 2、 确定 电动机 的 功率： （ 1）传动装置的总 效 率： 总 =带 2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒 =0.960.9920.970.990.95 =0.86 (2)电机所需的工作功率： Pd=FV/1000总 =17001.4/10000.86 =2.76KW 3、确定电动机转速： 滚筒 轴的 工作转速： Nw=601000V/ D =6010001.4/ 220 =121.5r/min 根据【 2】 表 2.2 中推荐的合理 传动比范围， 取 V 带传动比Iv=24， 单 级 圆柱齿轮 传动比范围 Ic=35， 则 合理 总传动比 iF=1.7KN V=1.4m/s D=220mm 总 =0.86 Pd=2.76KW Nw=121.5r/min Ic=35 i=620 nd=7292430r/min nts机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 3 的 范围为 i=620， 故电动机转速的可选范围为 nd=in w=（ 620） 121.5=7292430r/min 符合这一范围的同步转速有 960 r/min 和 1420r/min。 由【 2】表 8.1 查出有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/min） 传动装置的传动比 KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮 1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63 2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89 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， 比较 两 种方案可知：方案 1 因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案 2 适中。故 选 择 电动机型号Y100l2-4。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为 Y100l2-4。 其主要性能：额定功率： 3KW，满载转速 1420r/min，额定转矩 2.2。 三、计算总传动比及分配各级的 传 动比 1、总传动比： i 总 =n 电动 /n 筒 =1420/121.5=11.68 2、分配各级 传 动比 （ 1） 取 i 带 =3 （ 2） i 总 =i 齿 i 带 i 齿 =i 总 /i 带 =11.68/3=3.89 四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速（ r/min） nI=nm/i 带 =1420/3=473.33(r/min) nII=nI/i 齿 =473.33/3.89=121.67(r/min) 滚筒 nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min) 2、 计算各轴的功率（ KW） PI=Pd带 =2.760.96=2.64KW PII=PI轴承 齿轮 =2.640.990.97=2.53KW Y100l2-4 i 总 =11.68 i 带 =3 i 齿 3.89 nI=473.33(r/min) nII=121.67(r/min) nw=121.67(r/min) PI=2.64KW PII=2.53KW nts机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 4 3、 计算各轴 转 矩 Td=9.55Pd/nm=95502.76/1420=18.56Nm TI=9.55p2 入 /n1 =9550x2.64/473.33=53.26Nm TII =9.55p2 入 /n2=9550x2.53/121.67=198.58Nm 五、传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算 （ 1） 选择普通 V 带截型 由课本 1P189 表 10-8 得： kA=1.2 P=2.76KW PC=KAP=1.22.76=3.3KW 据 PC=3.3KW 和 n1=473.33r/min 由课 本 1P189 图 10-12 得：选用 A 型 V 带 （ 2） 确定带轮基准直径，并验算带速 由 1课本 P190 表 10-9，取 dd1=95mmdmin=75 dd2=i 带 dd1(1-)=395(1-0.02)=279.30 mm 由课本 1P190 表 10-9，取 dd2=280 带速 V： V= dd1n1/601000 = 951420/601000 =7.06m/s 在 525m/s 范围内，带速合适。 （ 3） 确定带长和中心 距 初定中心距 a0=500mm Ld=2a0+ (dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0 =2500+3.14(95+280)+(280-95)2/4450 =1605.8mm 根据课本 1表（ 10-6） 选取相近的 Ld=1600mm 确定中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2 =497mm (4) 验算小带轮包角 1=1800-57.30 (dd2-dd1)/a =1800-57.30(280-95)/497 =158.6701200（适用） （ 5） 确定带的根数 单 根 V 带传递的额定功率 .据 dd1 和 n1，查课本图 10-9 得 P1=1.4KW i1 时单根 V 带的额定功率增量 .据带型及 i 查 1表 10-2 得 P1=0.17KW 查 1表 10-3，得 K=0.94；查 1表 10-4 得 KL=0.99 Td=18.56Nm TI=53.26Nm TII =198.58Nm PC=3.3KW V=7.06m/s Ld=1605.8mm a=497mm 1=158.670 nts机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 5 Z= PC/(P1+P1)KKL =3.3/(1.4+0.17) 0.940.99 =2.26 (取 3 根 ) (6) 计算轴上压力 由课本 1表 10-5 查得 q=0.1kg/m，由 课本 式（ 10-20）单根 V 带的初拉力： F0=500PC/ZV（ 2.5/K） -1+qV2=500x3.3/3x7.06(2.5/0.94-1)+0.10x7.062 =134.3kN 则作用在轴承的压力 FQ FQ=2ZF0sin(1/2)=23134.3sin(158.67o/2) =791.9N 2、齿轮传动的设计计算 （ 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 =3.89 取小齿轮齿数 Z1=20。则大齿轮齿数： Z2=iZ1= 20=77.8 取z2=78 由课本表 6-12 取 d=1.1 (3)转矩 T1 T1=9.55106P 1/n1=9.551062.61/473.33=52660Nmm (4)载荷系数 k : 取 k=1.2 (5)许用接触应力 H H= Hlim ZN/SHmin 由课本 1图 6-37 查得： Hlim1=610Mpa Hlim2=500Mpa 接触疲劳寿命系数 Zn： 按一年 300 个工作日，每天 16h 计算，由公式 N=60njtn 计算 N1=60473.331030018=1.36x109 N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4108 查 1课本图 6-38 中曲线 1，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 Z=3 F0=134.3kN FQ=791.9N Z1=20 z2=78 N1=1.36x109 N2=3.4108 nts机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 6 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 取课本 1P79 标准模数第 一 数列上的值， m=2.5 (6)校核齿根弯曲疲劳强度 bb=2KT1YFS/bmd1 确定有关参数和系数 分度圆直径： d1=mZ1=2.520mm=50mm d2=mZ2=2.578mm=195mm 齿宽： b=dd1=1.150mm=55mm 取 b2=55mm b1=60mm (7) 复合 齿形 因 数 YFs 由 课 本 1 图 6-40 得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (8)许用弯曲应力 bb 根据课本 1P116： bb= bblim YN/SFmin 由课本 1 图 6-41 得 弯曲疲劳极限 bblim 应为 ： bblim1=490Mpa bblim2 =410Mpa 由课本 1图 6-42 得 弯曲疲劳寿命系数 YN： YN1=1 YN2=1 弯曲疲劳的最小安全系数 SFmin ：按一般可靠性要求，取 SFmin =1 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 校核计算 bb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa48000h 预期寿命足够 Lh=48000h LH=998953h nts机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 14 二 .主动轴上的轴承 : (1)由初选的轴承的型号为 :6206 查 1 表 14-19 可知 :d=30mm, 外 径 =62mm, 宽度B=16mm, 基本额定动载荷 C=19.5KN,基本静载荷 CO=111.5KN, 查 2表 10.1 可知极限转速 13000r/min 根据根据条件，轴承预计寿命 Lh=10 300 16=48000h （ 1）已知 nI=473.33(r/min) 两 轴承径向反力： FR1=FR2=1129N 根据课本 P265（ 11-12）得轴承内部轴向力 FS=0.63FR 则 FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N (2) F S1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取一端为压紧端，现取 1 端为压紧端 FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N (3)求系数 x、 y FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63 FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63 根据课本 P265 表（ 14-14）得 e=0.68 FA1/FR148000h 预期寿命足够 七 、键联接的选择及校核计算 LH=53713h nts机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 15 1根据轴径的尺寸，由 1中表 12-6 高速轴 (主动轴 )与 V 带轮联接的键为： 键 8 36 GB1096-79 大齿轮与轴连接的键为： 键 14 45 GB1096-79 轴与联轴器的键为： 键 10 40 GB1096-79 2键的强度校核 大齿轮与轴上的键 ：键 14 45 GB1096-79 b h=14 9,L=45,则 Ls=L-b=31mm 圆周力： Fr=2TII/d=2 198580/50=7943.2N 挤压强度：srp Lh F 2=56.93125150MPa= p 因此挤压强度足够 剪切强度：sLbFr 2 =36.60120MPa= 因此剪切强度足够 键 8 36 GB1096-79 和 键 10 40 GB1096-79 根据 上面的步骤校核，并且符合要求。 八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算 1、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 M18 1.5 油面指示器 选用游标尺 M12 起吊装置 采用箱盖吊耳、箱座吊耳 . 放油螺塞 选用外六角油塞及垫片 M18 1.5 根据机械设计基础课程设计表 5.3 选择适当型号： 起盖螺钉型号： GB/T5780 M18 30,材料 Q235 高速轴轴承盖上的螺钉： GB5783 86 M8X12,材料 Q235 低速轴轴承盖上的螺钉： GB5783 86 M8 20,材料 Q235 螺栓： GB5782 86 M14 100，材料 Q235 箱体的主要尺寸： ： (1)箱座壁厚 =0.025a+1=0.025 122.5+1= 4.0625 取 =8 nts机械设计基础课程设计说明书 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2007.12.27 安徽机电职业技术学院 16 (2)箱盖壁厚 1=0.02a+1=0.02 122.5+1= 3.45 取 1=8 (3)箱盖凸缘厚度 b1=1.51=1.5 8=12 (4)箱座凸缘厚度 b=1.5=1.5 8=12 (5)箱座底凸缘厚度 b2=2.5=2.5 8=20 (6)地脚螺钉直径 df =0.036a+12= 0.036 122.5+12=16.41( 取18) (7)地脚螺钉数目 n=4 (因为 a250) (8)轴承旁连接螺栓直径 d1= 0.75df =0.75 18= 13.5 (取 14) (9)盖与座连接螺栓直径 d =(0.5-0.6)df =0.55 18=9.9 (取 10) (10)连接螺栓 d 的间距 L=150-200 (11) 轴承端盖螺钉直 d3=(0.4-0.5)df=0.4 18=7.2(取 8) (12) 检 查 孔 盖 螺 钉 d4=(0.3-0.4)df=0.3 18=5.4 (取 6) (13)定位销直径 d=(0.7-0.8)d =0.8 10=8 (14)df.d1.d2 至外箱壁距离 C1 (15) Df.d2 (16)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。 (17)外箱壁至轴承座端面的距离 C1 C2 5 10 (18)齿轮顶圆与内箱壁间的距离： 9.6 mm (19)齿轮端面与内箱壁间的距离： =12 mm (20)箱盖，箱座肋厚： m1=8 mm,m2=8 mm (2 )轴承端盖外径 d3 D轴承外径 (2 )轴承旁连接螺栓距离：尽可能靠近，以 d1 和d3 互不干涉为准，一般取 . 九 、润滑与密封 1.齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度n
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