一级减速器

安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  1 页  共  21 页  目录  一、 课程设计任务书 、 传动装置总体设计方案 、 电动机的选择 、 确定传动装置的总传动比和分配传动比 、 带轮设计 、 传动零件齿轮的设计计算 、 传动轴的设计 、 键的设计和计算 、 轴承的选择及寿命计算 、 箱体 设计： 一、润滑设计 二、附件设计 三、设计小结 四、参考文献 安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  2 页  共  21 页  一、课程设计任务书  1、运动简图：  2、原始数据：  题号  参数  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 直径（  320 300 300 280 300 260 250 250 200 200 350 拉力（    度（ m/s）  用年限  10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10  安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  3 页  共  21 页  3、已知条件：  1、 工作情况 ：单项运转 ，载荷平稳， 空载启动，工作轴转速误差为 +5%；  2、 使用 10年（每年 300 个工作日） ; 3、小批量生产，两班制工作；  4、设计工作量：   1、减速器装配图 1张（   2、零件工作图 2张；  3、设计说明书 1份。  二、传动装置总体设计方案 : 1、组成：  传动装置由电机、减速器、工作机组成。  2、 确定传动方案：  3、 其传动方案如下 ：   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  4 页  共  21 页  三、电动机的选择：  1、选择电动机的类型：  按工作要求和条件，选用三机笼 型电动机，封闭式结构，电压 380V，  选择 开式）。  传动装置的总效率 a   a ；  根据机械设计课程设计手册表 1 1 为 2 闭式齿轮传动效率 = 联轴器的效率 = 滚动球轴承的效率 = 5 运输机的效率 = 2、电动机的选择  负载功率 :  w 0 0 0 01 00 0   折算到电动机的功率为 : 8 6 74  3、确定电动机转速：  卷筒轴工作转速为：  m i n/rD   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  5 页  共  21 页  根据机械设计课程设计指导书表 1，可选择 2'i ，一级圆柱直齿轮减速器传动比 63'' i ，则总传动比合理范围为 246电动机转速的可选范围为   n（ 6 24）  根据机械设计课程设计手册表 12供选择电机有：  序号  电动机型号  同步转速/(r/额定功率/载转/(r/堵转转矩  最大转矩  额定转矩  额定转矩  1 000 900  500 440  000 60 合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速 器的传动比，可以选择的电机型号为 主要性能如上表。   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  6 页  共  21 页  四、确定传动装置的总传动比和分配传动比  1、确定传动装置的总传动比和分配传动比：  （ 1）减速器 总传动比  由选定的电动机满载转速n ， 0 （ 2）分配 传动装置传动比  i 1i  式中10, 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大，初步取0i 3，则减速器传动比为 1i 0/ 、计算传动装置的运动和动力参数：  （ 1）各轴转速  0号轴转速 9600 号轴转速 m  2 039 6 001 m 2号轴转速 m  0112 安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  7 页  共  21 页  3号轴转速 m （ 2） 各轴输入功率  0号轴 1号轴 2号轴  3号轴 各轴输出功率  0号轴  2号轴  3号轴 （ 3）  各轴转矩  0轴 ：  5 09 5 5 001轴：  33 2  5 09 5 5 0 1112轴：   5 09 5 5 0 2223轴 ：   5 09 5 5 0 3333、运动和动力参数计算结果整理表：  轴名  功率  P/距 T/N*M 转速 n r/动比i 效率  输入  输出  0轴  60 1 1 1轴  20 3 轴  安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  8 页  共  21 页  五 、带轮设计  1、确定计算功率 根据机械设计基础表 12K =   c    2、选取 V 带型号：  根据功率 1n 960r/ 机械设计 图 7取 V 带型号为 A 型。  3、确定带轮基准直径 2：  根据 机械设计表 7 1D =132 9 63 2 09 6 01 3 2212 据 机械设计 表 7取 2D =400 4、验算带速 v：   0 060/9 6 01 3  0 060/11 ）（）（  在 5速合适。  3轴   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  9 页  共  21 页  5、确定带长和中心距：  由 1D + 2D ） 0a 2（ 1D + 2D ）初步确定 0a =600据 机械设计基础第 246页得到  400132()(2220212210）由 机械设计表 7000计算实际中心距 ：  0  6、验算小带轮包角 1 ：  1 2   71 3 24 0 01 8  0 121、确定 V 带根数 Z：   根据 机械设计表 7 7 7 7单根普通 0 ，额定功率的增量   ，带长修正系数包角修正系数 根数  根）（）（根。   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  10 页  共  21 页  8、求作用在带轮轴上的压力：  由 机械设计表 7q=m 单根 ）（）（小带轮轴上压力为    312 i i 0 9、带轮主要参数：  小轮直径 1D（  大轮直径 2D（  中心距 a（  基准长度（  带速（ m/s）  带的根数 z 132 400 000  六、传动零件齿轮的设计计算  1、材料选择：  假设工作寿命为 10年，每年工作 300天，每天工作 16小时，带式输送 机载荷平稳，空载启动，连续单项运转 。根据机械设计表 9 齿轮材料为 4040 260  齿轮材料 为 640经正火处理 其硬度为 180 210 轮等级精度为 9级。  由机械设计基础图 10 7 7002H   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  11 页  共  21 页  由表 10 4，安全系数       M P  l i l i 由图 10 10， ，  由表 10 4     M P  l i M P  l i  2、按齿面接 触疲劳 强度设计：  根据机械设计表 10= 199页取齿宽系数 a=齿轮的转矩为  106 P1/106 4 47/320 = 机械设计基础式（ 10算中心距（已知减速器传动比 1i =u=z1/ 35）   3 4 0 335)1(2）（通常取 20 40，取 31取 1，则 1  04 故实际传动比为i=104/31= 模数为 ：  m=2a/(z1+2*32+108)=据机械设计基础表 4 m=3心距为   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  12 页  共  21 页  a=0.5 m(z1+宽为  b= a a=1 16补偿安装误差，保证接触齿宽，通常小齿轮齿宽应比大齿轮齿宽大 5齿轮分度圆直径 d1=*31=93mm d2=*104=312、验算轮齿弯曲强度 （齿宽应取接触齿宽 b=81  由 机械设计基础图 10形系数   2 81 9 31)=   故弯曲强度足够。  4、齿轮的圆周速度为：  v=60 1000) = 60 1000) =3 31 320/(60 1000) =s 对照机械设计基础表 10级精度等级。   名称  符号  公式  齿 1 齿 2 齿数  z  z  31 104  安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  13 页  共  21 页  分度圆直径  d   93 312 分度圆齿距  P P= m  顶高    m 3 3 齿根高  ( *  顶圆 直径  aa  99 318 齿根圆直径  ff  心距  a  2/)( 21  宽  b  1db d  86 81 七、传动轴的设计  1、 选择轴 的材料：  选择轴的材料为 45 钢，经调质处理，其机械性能由机械设计表 14得50 ,  2、输出轴（ ）上的功率 速 矩  已知   是 、初步确定轴的最小直径：  先按机械设计基础式（ 13步估算轴的最小直径。（根据表 11 C=110）  22m i n 3  输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径 ,为了使所选的轴与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。  由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器 ;计算转矩2c ，查 机械设计基础 表 16虑到转矩变化很小，故取 5.1：   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  14 页  共  21 页     按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计课程设 计手册表 8取 型号弹性套柱销联轴器，其公称转矩为 500联轴器的孔径 d ，故取 451 d 联轴器长度 12联轴器与轴配合的孔长度 841 L  4、 轴的结构设计：  1、 与联轴器配合，已知联轴器为  5了保证轴端挡圈只压 在半联轴器上而不压在轴的端面上取 1L =82 2、按结构和强度要求做成阶梯轴，为使联轴器能轴向定位，在轴的外端做一轴肩，所以通过轴轴承透盖、右轴承和套筒的轴段去 55 。按题意选用两个 6211 型滚动轴承，故轴承处的轴径也是 55 。安装齿轮的轴头直径取 60 ，轴环外径取 70 ，考虑轴环的左侧面与轴承内圈的端面相接，轴肩高度应低于轴承内圈，故轴环左侧呈锥形，左轴承处轴肩直径为 62 ，轴肩圆半径为 1轮与联轴器处的轴环、轴肩的圆角半径为 2 3、齿轮轮毂长度是 85安装齿轮的轴头长度取 83轴承标准查得 6211 轴承的轴承宽度是 21此去左端轴径长度为 21 据齿轮端面、轴承端面与箱体内壁应保持一定的距离，取轴环和轴套的宽度为 20结构草图可知跨距 146852022212 边的 55  轴段长度为 2+20+21+60=103中 60装联轴器的轴头长度根据联轴器尺寸取 82  安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  15 页  共  21 页  4、联轴器及齿轮均采用普通 A 型平键连接，由机械设计手册可知键的尺寸为宽度 *高度 *长度，联 轴器（ 140齿轮处（ 1810  5、危险截面的强度校核 :  因已知大齿轮的分度圆直径为 d=312的转矩 2T =441091周力 000 2T /d=2000 12= 径向力 t = 由于为直齿轮，轴向力 其受力方向如下图所示  L=146t/2= 146/(2 1000)=m  r/2=m 146/(2 1000)=m, 扭矩 T=核   22M = 22  =e = 22 )(= 22 )  8 = b 3 1 考虑到键槽 d= 12 齿轮端面与内机壁距离  2  2 >  12 机盖，机座肋厚     1 1m 7    m 7 轴承端盖外径  2D  2 +（ 53d  112（ 1轴） 140（ 2轴）  轴承旁联结螺栓距离  S  2 100（ 1轴） 100（ 2轴）   安徽文达信息工程学院  机械设计课程设计说明书  第  20 页  共  21 页  十一、润滑密封设计  对于一级圆柱齿轮减速器， 因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度 s v12m/s，采用浸油润滑，箱体 内选用 0号润滑，装至规定高度 . 油的深度为  H + h ：  H=40 h=10以 H + h =40+10=50中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。  密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度应为      ,密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大并均匀布置，  保证部分面处的密封性。  十二、  附件设计：  A  视孔盖和窥视孔  在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的位置，并有 足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用 B  油螺塞：  放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。  C  油标：  油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。  油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出 . D  通气孔：  由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便 于排气，在机盖顶部的窥视孔改