斜齿圆柱齿轮单级减速器

目录一、设计任务书3二、传动方案说明4三、电动机选择4四、传动装置的运动和动力参数计算5五、传动零件的设计计算6六、轴的设计计算11七、滚动轴承的选择及寿命校核计算18八、键连接的选择及校核计算21九、联轴器的选择22十、减速器箱体及附件23十一、润滑与密封选择24十二、设计小结24十三、参考文献24一、机械毕业设计说明书设计题目斜齿圆柱齿轮单级减速器设计带式运输机的传动装置，双班制工作，单向运转，有轻微振动。设计内容（1）减速器装配图一张；（2）从动齿轮、从动轴零件图各一张；（3）设计说明书一份。已知运输带输送拉力F2KN，带速V12M/S，传动滚筒直径D500MM，预定使用寿命10年。图1带式输送机的传动装置简图1带传动；2电动机；3减速器；4联轴器；5卷筒；6传送带设计计算及说明结果二、传动方案的分析经过分析，确定了传送带的转向，并确定了斜齿圆柱齿轮的旋向，如图一所示。6016012458/MINWVNRD三、电动机选择1电动机类型选择根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型Y（IP444）系列三相交流异步电动机。2电动机功率的选择1）工作机所需功率由本书P7式（22）21/24WPFVKNMSKW2）电动机的输出功率PDW由表24查得V带传动1095滚动轴承3对（减速箱2卷筒1对）209圆柱齿轮7弹性联轴器409总效率33124509708则28WDPKW查表201，选用额定功率的电动机。3ED458/MINWNR24WPKW08273DPKWED设计计算及说明结果3电动机转速的选择查表21得V带传动比范围I124，单级圆柱齿轮传动比范围I236，则电动机转速可选范围为12750461/MINDWNIR考虑传动比不宜过大，电动机质量不宜过大，选用同步转速为750R/MIN的电动机。4电动机型号的确定由表201确定电动机型号为Y132M8。额定功率3EDPKW满载转速NM710R/MIN电动机质量79KG四、计算传动装置的运动和动力参数1、总传动比710/IN1549458MWNRI2、分配各级传动比因II1I2，根据有关资料，V带传动取I24合理，这里取I13，I21549/3516。3运动参数及动力参数计算1、各轴转速（R/MIN）0轴N0NM710R/MIN轴NIN0/I123667R/MIN轴NNI/I2NW4584R/MIN2、计算各轴的输入功率（KW）电动机的输出功率PO273KW轴0173KW0952K轴2749W3、计算各轴转矩（NMM）0轴095367PTNMN轴145轴95087PTNMN1549I13I256N0710R/MINNI23667R/MINN4584R/MIN273KWP05943672TNM0145设计计算及说明结果将运动和动力参数计算结果整理后列于下表表1运动和动力参数表参数0轴轴轴转速N/RMIN1710236674584功率P/KW273259249转矩T/NM36721045151875五、传动零件的设计计算1、设计V带传动1确定计算功率工作情况系数查文献2表138知12。AKAK0127328CAPWK2选择带型号根据PC328KW，N0710R/MIN，查文献2图1315，初步选用普通A型带。3选取带轮基准直径,ID查文献2表139选取小带轮基准直径160MM，则大带0D轮基准直径310024704MM。001IND式中，为带的滑动率，通常取（12），查表后取。475IDM大带轮转速R/MIN0212347DNN4验算带速V06/59/61WDVMSS在525M/S范围内，V带充分发挥。5V带基准长度和中心距DLA初选中心距15D0DI9525MMA由文献2中式（132）带长02000224751695169850IIDLAAM5187TNM328CPKW016DM475ILD3150MM设计计算及说明结果由文献2中表132定相近的基准长度LD3150MM，再由式（1316）计算实际中心距00315029891063252DLAM6）验算包角，由式（131）得1，合适01876IA7确定V带根数Z由式（1315）得0CLPZKN0710R/MIN，查表133得P0169KW016DM查表135，P0009KW，查表137包角系数096，K查表132带长度系数113，查表L由公式得3281716963Z故选2根V带。8求作用在带轮轴上的压力FQ查表131得Q01KG/M，故可由式（1317）得单根V带的初拉力2025138015929646CPFQVZVKNN轴上载荷1063SIN24SIN812QFZ9带轮的结构及其尺寸由文献1表91大带轮的结构形式为椭圆轮辐式（E），轮槽槽型A型根据轮槽数2，带轮基准直径475MM，查得轮毂长度L60MM，在系列选得孔径32MM，查得轮缘宽度35MM，FQ作用点距离轴肩175MM。2、齿轮传动的设计计算1选择齿轮材料及精度等级根据工作要求，考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮45钢，表面淬火，齿面硬度4050HRC，106325AM16302P0169KWV带数2根F022462N861QN轮毂长度60MM孔径32MMFQ作用点距离轴肩175MM设计计算及说明结果，；大齿轮45钢，表面淬火，LIM130HMPA690FEPA齿面硬度4050HRC，。（文LIM13HM690FEPA献2表111）查文献2表115，得1，125。SF查文献2表115，得25，1898。HZE故LIM11230HHMPAS1126952FEF由于硬度小于350HBS，属软齿面，所以按接触强度设计，再验算弯曲强度。2）按齿面接触强度计算设齿轮按8级精度制造。查文献1表1210，1213，取载荷系数K12（表113），齿宽系数08（表116）。D1045TNM初选螺旋角15齿数Z125，则Z225I225516129实际传动比9516I齿形系数，13274COSVZ23194COS5VZ查图118得YFA1265，YFA2222。查图119得YSA1161，YSA2183。3312265170761080FASFASY应对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数Z125Z2129实际传动比2516I设计计算及说明结果21323232COS04570CS1581FASNDYKTMZ由表41取MN2MM。中心距12512943COSCOSZAM取60确定螺旋角122519ARCSARCS426“60NMZ齿轮分度圆直径1251948COSNZD22602NMM齿宽18594156DB取，2403验算齿面接触强度21HEKTUZBD2104561895COS9876MPA2H安全。4齿轮圆周速度159482367/064/6001IDNVMSS对照表112，选9级精度即可。2NM15426“15948DM2601B24M756HMPA圆周速度064/VMS9级精度设计计算及说明结果5大齿轮尺寸设计根据文献1P66表92，127052AANDHM，63F，24B采用腹板式齿轮，批量较小，故用自由锻（图在文献1P66）。取孔径D62MM，D116D992MM，圆整为100L1215D74493MMB，取L76MM，取暂取10MM，025410NM0，圆整为244MM。1352FDD故，在810MM范围内合适。0696M，01253DDD005（D1D1）05244100172MMC03B126MM，圆整为13MM。R5，N05MN1，键选用键18X56GB109679归纳如下表所示法向模数MN2齿数Z2129齿形角20螺旋角154426”螺旋方向右旋精度等级9HK（GB1009588）齿轮中心距及其极限偏差AFA1600050配对齿轮齿数25分度圆直径268052齿顶圆直径DA272052齿根圆直径DF2630522705ADM63F孔径62MM轮毂长度76MM大齿轮键键18X56GB109679设计计算及说明结果轮缘厚度09526轮缘内径D1244轮毂外径D1100腹板孔中心线直径D172腹板孔直径D036轮齿倒角N1腹板圆角R5腹板厚度C13六、轴的设计计算1轴系部件尺寸设计为方便轴的设计，先设计轴承盖、联轴器的尺寸，再据此设计轴的尺寸。1轴承盖（根据文献1P77表99）I轴I轴选用30208圆锥滚子轴承，外径D80MM，螺钉直径D38MM，螺钉数4,D0D319MM,D0D25D3100MM,D2D025D3120MM,E12D396MM,E1E,取E116MM,M取37MM，D4D12MM68MM,D5D03D376MM,D6D4MM76MM两轴承盖尺寸相同，但有一轴承盖为透盖，由文献1P158表169D038MM，D151MM,D139MM，B14MM，B255MM。II轴II轴选用7212角接触球轴承，外径D110MM，螺钉直径D310MM，螺钉数6,D0D3111MM,D0D25D3135MM,D2D025D3160MM,I轴轴承盖螺钉直径D38MM螺钉数4外径120MM长度466MM轴轴承盖螺钉直径D310MM螺钉数6外径160MM设计计算及说明结果E12D312MM,E1E,取E118MM,M取35MM，可令箱体轴承孔凸台端面平齐。D4D12MM96MM,D5D03D3105MM,D6D4MM108MM两轴承盖尺寸相同，但有一轴承盖为透盖，由文献1P158表169D055MM，D172MM,D156MM，B15MM，B271MM。2轴的尺寸设计选用脂润滑，轴承端面与箱体内壁距离为12MMI轴（齿轮轴）材料45号钢，轮齿部分表面淬火。由文献2P245表142取C110，估算最小直径CMPN由文献1P148表156，初选一对30208圆锥滚子轴承，D40MM，D80MM，B18MM，T1975MM，挡油盘X2挡油盘到轮齿端面23MM，D46MM，由比齿根圆略小取得。齿宽50MM齿端面到另一挡油盘23MM（根据对称性设计）与轴承配合段18MM，与轴承盖配合段长度D”38MM（根据文献1P158表169选得），长度67MM（超出轴承盖20MM左右）带轮轮毂长度为60MM，考虑用轴端挡圈，要比轮毂长度短长度47MM设计计算及说明结果1MM总长度L181423502314186759286MM，如下图所示II轴（齿轮轴）材料45号钢。由文献2P245表142取C110，估算最小直径CMPN由文献1P148表156，初选一对7212AC角接触球轴承，D60MM，D110MM，B22MM挡油盘定位轴肩左端长度22（轴承）14（挡油盘）36MM定位轴肩直径72MM，长10MM（根据轴承内圈查表后设计）与齿轮孔配合部分长度76（轮毂）274MM，D62MM，与挡油盘、轴承配合段长度2224248MM，D60MM，与轴承盖配合段长度D”55MM（根据文献1P158表169选得），长度67MM（超出轴承盖20MM）与联轴器配合段长度L112MM（根据文献1P160表171）总长度L221410744867112347MM，如下图所示L1286MML2347MM设计计算及说明结果3轴的强度校核I轴，1045TNM15948DM圆周力1236ITIF径向力TAN402TAN1524COSCOSIRIN轴向力T36T307AIIF轴承30208，查文献1P149表157并根据轴各段长度算得受力位置尺寸1垂直面支承反力1637526591RIAINVFN214203RINV40236TIFN15RI7AI1529NVF031208NHF设计计算及说明结果2水平面支承反力124036218TINHFN3在支点产生反力Q10758610752186323FN2129Q4垂直弯矩263754AVNVMFM16N5水平弯矩163752018375128AHNMN6产生的弯矩QF20693MMN2147AF各弯矩图如下在A处为危险截面考虑最坏情况2224763418576AFAVHMNM17028QFN596324AVMNM185AH476AFMNM1876AMNM045T设计计算及说明结果8该轴的转矩1045TNM9求危险截面的当量弯矩根据文献2P246，该机器单项运转，对不变的转矩，取032222187603145903EAMTNM10计算危险截面处的直径轴的材料选用45号钢，调质处理，由表141查得，由表143查得650BP1BMPA33190536EBDM，所以安全。MIN2轴，5187TN26805D圆周力21732TFN径向力TAN805TAN1463COSCOSR轴向力T372T09AFNN轴承7012AC，查文献1P148表156并根据轴各段长度算得受力位置尺寸19035EMNM316DM387052TFN146R9A设计计算及说明结果1垂直面支承反力152314036RANVFN212197RNV2水平面支承反力1238705238TNHFN3F在支点产生反力1207459532136808FFNN4垂直弯矩251AVNVMM134835水平弯矩152952102AHNFNMN6产生的弯矩2071753FQMM1603NVF2971358NHF29147F23680N1AVMM02AHN1286AFMM设计计算及说明结果2186AFMNM各弯矩图如下在A处为危险截面考虑最坏情况22218631063AFAVHMNM8该轴的转矩57TNM转矩图（比例为上面弯矩的1/4）9求危险截面的当量弯矩根据文献2P246，该机器单项运转，对不变的转矩，取03222216305187591EAMTNM10计算危险截面处的直径轴的材料选用45号钢，调质处理，由表141查得，由表143查得650BP1BMPA163AMNM5187T2591EMNM352D设计计算及说明结果3312591035206EBMDM，所以安全。MIN48七、滚动轴承的选择及寿命校核计算I轴转速N2367/MIN1402“IR，选用圆锥滚子轴承30208查表1611得E15TAN0375考虑最坏情况22211702185901875RQNVHFFN223390R34AAI查表1612得轴承内部轴向力1127856953204COT04COTRSFN23180T2TRS因为，1206SASFNF所以2为压紧端，1为放松端。计算当量动载荷18953AS12785RFN390R4A186953SFN20S186953AFN20设计计算及说明结果212036ASAFN1869517RE203289ARF查表1611可得X11，Y10，X204，Y204COT16，当量动载荷1275RPN212RAF0438960347932N因为，21P所以。72N根据文献2P323附表3查得当量动载荷CR630KN。结构要求轻微振动，查表169得FP12，FT110106633129274TRHPFCLHNP题目要求使用十年，即，所以满足要求。10365840H轴选用角接触球轴承7212AC转速N458/MINR查表1611得E06847392PN2139HL12965RFN347R109A5SFN27设计计算及说明结果考虑最坏情况222114597603195865RFNVHN2238347R0AAI查表1612得轴承内部轴向力11682965190SRFN2203472R因为，1SASF所以2为压紧端，1为放松端。计算当量动载荷1590ASFN22641A1AREF2649082357ARE查表1611可得X11，Y10，X2041，Y2087，当量动载荷1296RPFN20413572086491367RAXYN因为，2所以。6PN根据文献2P322附表2查得当量动载荷CR582KN。结构要求轻微振动，查表169得FP12，FT110366315826052414TRHPFCLHNP题目要求使用十年，即1590AFN2643617PN86052HL设计计算及说明结果，所以满足要求。10365840H八、键连接的选择及校核计算根据文献2P158式（1026）,表1010410PPTMPADHL校核T为转矩，D为轴径，H为键高度，L为键工作长度。1大齿轮传动键18X56T51875NM，D62MM,H11MM,L56MM4518754306206PPPAMA2带轮键10X50T10451NMD32MM,H8MM,L50MM4105326328PPPAMA3联轴器键14X100T51875NMD48MM,H9MM,L100MM451874803090PPPAMA所以键全部满足要求。九、联轴器的选择本减速器属于低速重载减速器，齿轮传动大。根据文献1P161表172选用弹性柱销联轴器，该联轴器用于载荷较平543PMPA326PMPA4803PMPATN1250NM7813CNM设计计算及说明结果稳，对缓冲要求不高的中低速轴系传动。根据文献2式（171）得CAITK由表171得工作情况系数15选用型号为HL4联轴器48X112GB501485主要参数为公称转矩TN1250NM轴孔长度L112MM孔径D148MM158713CAINKNMT转速4/MINNR满足要求十、减速器箱体及附件参考依据文献1P17表311箱体主要结构尺寸表（单位MM）名称符号尺寸箱座壁厚8箱盖壁厚18箱座凸缘厚度B1512箱盖凸缘厚度115121箱座底凸缘厚度2B2520地脚螺钉直径FD0036A121778圆整为20地脚螺钉数目N4轴承旁联结螺栓直径10750752015FD圆整16盖与座联结螺栓直径2D（0506）F062012联接螺栓D2的间距L184设计计算及说明结果轴承盖螺钉直径3D8、10视孔盖螺钉直径4（0304）（0304）FD2068取8螺钉距箱外壁距离C126螺钉距凸缘边缘距离C224外箱壁至轴承端面距离1LC1C2510取60大齿轮顶圆与内箱壁距离1212810齿轮端面与内箱壁距离28箱盖，箱座肋厚M,1850,12减速箱附件设计根据文献1P33内容设计。十一、润滑与密封选择1润滑选择1齿轮齿轮节圆速度064M/S，根据文献1P153选择润滑油运动粘度为330MM2/S，选用润滑油N320GB590386。2）轴承DN18023667