展开式二级圆柱齿轮减速器的设计

展开式二级圆柱齿轮减速器设计学院专业机械设计制造及其自动化班级学号学生姓名指导教师完成日期展开式二级圆柱齿轮减速器设计摘要经过本课题中的一系列计算，最终获得本减速器选用的各零件的主要参数应选用型号为Y160M4的三相交流异步电动机，其额定功率为11KW，额定转速为1460R/MIN，同步转速为1500R/MIN。装置的总传动比为2241；V带选用B型带；选用9级精度的直齿圆柱齿轮，小齿轮材料为40MNB，大齿轮材料为45钢；3个轴承分别选用深沟球轴承6308、6309、6313；6个键均选用45钢质A型普通平键；选用HL5Y型号的弹性柱销联轴器。关键词减速器传动比齿轮ABSTRACTAFTERASERIESOFCALCULATIONINTHISSUBJECT,FINALLYGETTHEPARTSOFTHEMAINPARAMETERSOFTHISREDUCERSELECTIONSHOULDCHOOSETHEMODELOFY160M4OFTHETHREEPHASEACASYNCHRONOUSMOTOR,ITSPOWERRATINGIS11KW,RATEDSPEEDOF1460R/MIN,THESYNCHRONOUSSPEEDOF1500R/MINTHETOTALTRANSMISSIONRATIOFORTHEDEVICEIS2241VBELTWITHTYPEBCHOOSE9ACCURACYOFSPURGEARS,PINIONIS40MNBMATERIAL,BIGGEARMATERIALSFOR45STEELTHREEBEARINGSAREDEEPGROOVEBALLBEARINGS6308,6309,6313SIXKEYSELECTSTHE45STEELTYPEACOMMONKEYCHOOSEHL5YMODELSOFELASTICDOWELPINSHAFTCOUPLING目录摘要第2页ABSTRACT第2页目录第4页第一章绪论第6页11展开式二级圆柱齿轮减速器的概述第6页12本课题中的原始数据和技术要求第7页13设计任务及具体作业第7页第二章电动机型号的选择第7页21确定电动机类型第7页22确定电动机的容量第7页23传动装置的运动和动力参数的选择和计算第8页第三章传动零件的设计计算第9页31V带传动的设计计算第9页32齿轮的设计第10页33轴的设计计算第12页34轴承的设计计算第14页35键的设计计算第16页36联轴器的设计第17页37减速器附件的选择和密封类型的选择第17页38减速器箱体的设计第18页第四章设计小结第19页参考文献第19页第一章绪论11展开式二级圆柱齿轮减速器的概述减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。减速机的作用主要有1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。2）速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。1）展开式二级圆柱齿轮减速器的工作原理展开式二级圆柱齿轮减速器的工作原理如图所示12本课题中的原始数据和技术要求1工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为5。2使用期限工作期限为十年，检修期间隔为三年。3生产批量及加工条件小批量生产。（4）数据要求13设计任务及具体作业（1减速器装配图一张；（2零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；（3设计说明书一份；4设计草图一份。第2章电动机型号的选择21确定电动机类型按工作要求和条件,选用Y系列三相交流异步电动机。22确定电动机的容量1）运输带工作的拉力N82561/402/DTF（2）运输机所需的功率KW501VPW（3）电动机所需的输出功率设1、2、3、4、5分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级），滚动轴承、V带、滚筒的效率，查得1099，2098，3099，运输机工作轴转矩T/NM1250运输带工作速度V/M/S15运输带滚筒直径D/MM4404096，5096，则传动装置的总效率为总122334509909820993096096085则输出功率KW018PWD总查机械设计手册，得本课题应选用Y160M4型号的电动机，其额定功率为11KW，额定转速为1460R/MIN，同步转速为1500R/MIN。23传动装置的运动和动力参数的选择和计算231总传动比运输机的转速MIN/R14650143DV6NM则总传动比12I/RNIM额定总232分配各装置传动比展开式二级圆柱齿轮减速器，查表可得V带传动单级传动比常用值24，本课题中取IV249；则34921IIV32总233各轴的转速MIN/R1653I/R4195IN49N8IN/R86I/R60IN232V1额定234各轴输入功率KW9408K2510P2516W32341235各轴输入转矩MN214586/950N/P950T73/332211由以上数据，得到传动装置各轴运动参数和动力参数表如下第三章传动零件的设计计算31V带传动的设计计算1、确定计算功率查机械设计P230表96的，取带轮的工作情况系数。21AK则KW02412PKAC2、选择V带型号根据PC及额定转速N，查机械设计P229图911得，本课题中应选用B型带。3、确定带轮的基准直径并验算带速查机械设计P230表97得，取V小带轮基准直径DD1125MM，计算大带轮基准直径DD2IDD124918031125MM，由表97基准直径系列选DD2315MM。取0015，则实际传动比，传动比偏56201253ID1）（）（差小于5。带速，在525M/S范围内。S/M690625140NDV4、确定V带的中心距和基准带长LD。初选中心距0根据07（DD1DD2）02（DD1DD2），得3080880，故选中心距0DD2315MM，符合取值范围。计算初定的带长LD0M813495423125314D2L0212D10D）（）（）（）（基准带长LD。由机械设计表92选用LD1400MM实际中心距。由机械设计式919，轴号项目功率P（KW）转速N（R/MIN）转矩T（NM）传动比轴105658631720249轴1025195450103轴994651145823，留出适当的中心距调整M1340281940352L0D0量。5、计算小轮包角1。，合适。120481340258A18D26、根据式920，由X小带轮转速N1和DD1L0A0CKPZ）（值查表93的P0219KW由表95查得P0046KW查表94的K0929；查表92的KL090计算得，选用B型普通V带6根。43590246192Z）（7、确定带的预拉力F0。由式921，2CQV1ZVP5）（查表91，B型普通V带每米质量为Q017KG/M。所以N49670926041F20）（8、计算作用在轴上的力FQ。由式922，421908SIN1SINZ109、计算带轮的轮宽。大带轮的带轮宽，FEZ2B）（查表91，得B型普通V型带轮的E19MM,F125MM，则MFEZ10519521）（10、带轮结构设计。（见后续）32齿轮的设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料（1）选用直齿圆柱齿轮，且速度不高，故选用9级精度。（2）传动无特殊要求，为便于制造，才用软齿面齿轮；查机械设计表65，取两个小齿轮材质为40MNB钢调制，齿面硬度为241286HBS；两个大齿轮材质为45钢正火，齿面硬度为169217HBS2、按齿面接触强度设计。一对钢制外啮合齿轮设计公式用式（机械设计P149公式632）167321MKTUDDH小齿轮的转矩与轴的转矩相等；大齿轮和小齿轮与轴的转矩相等；大齿轮与轴的转矩相等。选择小齿轮的齿数为26，则大齿轮齿数为26378轻微震动，对称布置，轴的刚度较大，根据表66，取载荷综合系数K17查表69，齿宽系数取08D确定许用接触应力由图628查得720MPA，460MPA，由表68查得1HLIM2HLIM1，故由式633得720MPA，460MPA，所以460MPAHMINSH2计算小齿轮分度圆直径小齿轮的分度圆直径为MD21087134607321小齿轮的分度圆直径为D614805713460732计算模数，。由表6MZDM893261MZD56321分别取M14，M355计算齿轮主要尺寸及圆周速度分度圆直径MZDZD4295781435263104321中心距ZMA2867220643211齿轮齿宽，取MDB4138023412B283MM，B4114MM，B190MM，B3121MM圆周速度，由表64知可SNDV/51064913062331用9级精度。33轴的设计计算331设计最小直径轴的3MINPCD轴的材料选用45钢并作正火处理，查机械设计表122得，C的取值为107118，因本课题中轴所受弯矩较小，则取较小值107，1轴（高速轴），直径最小处有键MND0283561073MI槽，加5直径，取30MM；2轴（中间轴），取41MM；PC149133MIN3轴（低速轴），直径最小处有键槽，MD25760733IN加5直径，取61MM3321轴（高速轴）的设计1拟定轴的装配草图2确定各轴段直径D最小轴段DDMIN30MM；D轴肩处带轮定位，DD5MM35MM；D轴承受径向力和圆周力，查表141，取轴承型号为6308，其主要参数D40MM；D由轴承对轴肩要求，查6308，得D45MM；D自定；D同理，DD45MM；D同理，DD40MM3确定各轴段长度L由与轴段配合的带轮宽B120MM，L120MM2MM118MM；L查6308，得L23MM；L根据与轴端配合的小齿轮齿宽B190MM，取L90288MM；其余L、L、L、L尺寸均为自定。3332轴（中间轴）的设计1拟定轴的装配草图2确定各轴段直径D最小轴段DDMIN45MM；D同理，DD45MM；其余D、D、D、D、D、D的尺寸均为自定。3确定各轴长度L查6309，得L25MM；L与轴端配合的带轮宽B83MM，所以L83281MM；L总长与高速轴相等，通过高速轴各轴段长度可知，L408820325811192581MM；L与轴端配合的带轮宽B121MM，所以L1212119MM；L同理，查6309，得LL25MM，其余L、L尺寸均为自定。3343轴（低速轴）的设计1拟定轴的装配草图2确定各轴段直径D初选联轴器型号为HL5Y型弹性柱销联轴器，与之前DMIN相近的取D63MM；D查6313，得D65MM；D同理，查6313，得D65MM。其余D、D、D、D尺寸均为自定。3确定各轴段长度L初选联轴器型号为HL5Y型弹性柱销联轴器，取L142MM；L查6313，得L33MM；L与轴端配合的带轮宽B114MM，所以L1142112MM；L同理，查6313，得L33MM；其余L、L尺寸均为自定；L总长与高速轴及中间轴相等，通过其余两轴各轴段长度可知，L186MM。34轴承的设计计算341高速轴承由332的设计可得初选深沟球轴承6308，其尺寸为D40MM，D90MM，B23MM，查机械设计表144，得C40800N，C024000N1）计算轴承受到的径向载荷，根据机械设计公式625，NDTFR1204TAN10472TAN21设两轴承受到的载荷分别为F1和F2，则有，解得514083514011R2FRNF87932512）计算轴承当量动载荷查机械设计得径向动载荷系数X1056，X21，当量动载荷为NFXPR8791235602213验算轴承的寿命应以1轴承的当量动载荷为计算依据，由轴承温度正常，查表得，1TF因载荷平稳无冲击，取1PF轴承预期寿命HLH290836502901871460163PFCNLPRH342中间轴轴承由333的设计可得初选深沟球轴承6309，其尺寸为D45MM，D100MM，B25MM，查机械设计表144，得C52800N，C031800N1）计算轴承受到的径向载荷，根据机械设计公式625，NDTFRR250TAN143502TAN1832设两轴承受到的载荷分别为F1和F2，则有5125912598154012598125137212RRFF，解得N06322）计算轴承当量动载荷查机械设计得径向动载荷系数X1056，X21，当量动载荷为NFXPR201976385022113验算轴承的寿命应以1轴承的当量动载荷为计算依据，由轴承温度正常，查表得，1TF因载荷平稳无冲击，取1PF轴承预期寿命HLH2908365029013146016PFCNLPRH343低速轴轴承由334的设计可得初选深沟球轴承6313，其尺寸为D65MM，D140MM，B33MM，查机械设计表144，得C91800N，C058800N1）计算轴承受到的径向载荷，根据机械设计公式625，NDTFR679820TAN491582TAN43设两轴承受到的载荷分别为F1和F2，则有，解得51623056301286511RRFN48297012）计算轴承当量动载荷查机械设计得径向动载荷系数X1056，X21，当量动载荷为NFXPR482103975602213验算轴承的寿命应以1轴承的当量动载荷为计算依据，由轴承温度正常，查表得，1TF因载荷平稳无冲击，取1PF轴承预期寿命HLH29083650290184160163PFCNLPRH35键的设计计算1、选择键的类型、材料和尺寸1）一号键用于与高速轴轴段配合，选用A型普通平键，材料用45钢。根据轴径D30MM，查表119，选键的宽度B8MM，高度H7MM，键长L45MM（小于轮毂孔长）。2）二号键用于与高速轴轴段配合，选用A型普通平键，材料用45钢。根据轴径D50MM，选键的宽度B14MM，高度H9MM，键长L80MM。3）三号键用于与中间轴轴段配合，选用A型普通平键，材料用45钢。根据轴径D53MM，选键的宽度B16MM，高度H10MM，键长L70MM。4）四号键用于与中间轴轴段配合，用A型普通平键，材料用45钢。根据轴径D53MM，选键的宽度B16MM，高度H10MM，键长L90MM。5）五号键用于与低速轴轴段配合，用A型普通平键，材料用45钢。根据轴径D63MM，选键的宽度B18MM，高度H11MM，键长L100MM。6）六号键用于与低速轴轴段配合，用A型普通平键，材料用45钢。根据轴径D75MM，选键的宽度B20MM，高度H12MM，键长L110MM。2、键连接强度核算静联接按挤压强度校核。键和轴的材料为钢，轮毂材料为钢。静载荷，由表1110查得许用挤压应力。MPAP15021）一号键，传递转矩MNNT1720836911A型键计算长度，由式1124得，MBLC7845，满足强度要求。PCPMPADHLT683701242）二号键，传递转矩MNNT1720835690512A型键计算长度，由式1124得，MBLC48，满足强度要求。PCPMPADHLT23695017843）三号键，传递转矩MNNT5096412950