减速器设计计算使用说明

1、目录1设计题目32传动方案33电动机选择 33.1选择电动机的类型 43.2选择电动机功率 43.3确定电动机的转速 43.4电动机的主要尺寸 54.轴的工况计算54.1传动比的计算及分配 54.2各轴转速54.3各轴功率54.4各轴转矩65齿轮的设计计算 75.1高速级齿轮设计计算 75.2低速级齿轮设计计算 96轴的设计计算126.1轴选择材料126.2轴最小直径计算126.3各轴各段直径确定 136.4箱体内各部分合理分布 136.5各轴完整设计146.6轴受力分析并校核 157轴承的计算208键联接的校核209联轴器的选择2110箱体参数确定2111润滑和密封的选择 2212附件及说明

2、22-!13设计小结2214参考资料231设计题目设计一用于胶带输送机卷筒的传动装置(ft(b)图11胶带输送机原始条件和数据：输送机两班连续单向运转，载荷平稳，空载启动，室内工作，有粉尘；使用 期限10年，大修期3年，在中等规模机械厂小批量生产。输送带允许速度误差 5%输送带工作拉力2400N,输送带速度1.2m/s,卷筒直径300mm2传动方案传动方案选择：两级展开式圆柱齿轮减速器3电动机选择选择丫系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机设计内容计算及说明结果3.1选择电动机的类型3.2选择电动机功率(1) 工作装置所需功率Pw(2) 工作装置的传动装 置的总效率n(3) 电动机额定

3、功率Pm3.3确定电动机转速n(1)卷筒轴转速nw选择丫系列一般用途的全封 闭自扇冷鼠笼型三相异步电 动机P=FwX vw/ (1000 n w) KW 考虑到胶带卷筒及其轴承的效率取n w=0.94Fw=2400 N v w=1.2 m/sFw=RvX vw/(1000 n w)=2400*12(1000*0.94)=3.06 KW输入输出端均采用弹性联轴器 n c=0.99所有轴承均米用滚动球轴承n r =0.995米用8级精度齿轮传动(稀油 润滑)效率n g =0.97322n = n r Xn g Xn c322=0.995 X 0.97 X 0.99=0.9084Ri=P7 n=3.

4、06/0.9084=3.37 KW载荷平稳，选择电动机额定功 率Pm略大于P。，按机械设 计课程设计表8-169中Y 系列电动机技术数据取Pm=4.0 KWnw=6X 10000vw/ (n D) =60000 X 1.2/ (nX 300) =76.394 r/mi n选择丫系列般用途 的全封闭自扇冷鼠笼 型三相异步电动机Pw=3.06 KWn =0.9084Pm=4 KWn w=76.394 r/mi n(2)电动机转速n3.4电动机的主要尺寸单级齿轮传动比3-5两级齿轮传动比i=9-25n=i x nw=687.5-1909.8 r/min为了降低成本确定n=1500 r/mi n电动机

5、尺寸参考机械设计课 程设计书表8-186、表8-187 确定n=1500 r/mi n根据机械设计课程设计书表 8-184选择电动机 丫112M-4,其满载转速nn=1440r/min，质量 47kg4. 传动比及动力学计算设计内容计算及说明结果4.1传动比的计算及分 配(1) 总传动比(2) 传动比分配4.2各轴转速(1) 高速轴(2) 中间轴(3) 低速轴(4) 工作轴4.3各轴功率(1)高速轴i=n m/n w=1440/76.39=18.85i 1=1.3i 2 i=i 1 x i 2 求得 i 1=4.95 i 2=3.81n1=n m=1440 r/minn 2=n/i 1=144

6、0/4.95=290.91 r/minn3=nJ3.81=76.394 r/mi nnw=n3=76.24 r/minP1=P0*n c=3.37*0.99=3.33 KWi=18.85i 1=4.95i 2=3.81n1=1440 r/mi nn2=290.91 r/mi nna=79.394 r/mi nnw=76.24 r/minR= 3.33 KW(2)中间轴R=P1* n r* n g=3.33*0.97*0.995R= 3.21 KW=3.21 KW(3)低速轴P3=P2*n r* n g=3.21*0.97*0.995R= 3.11 KW=3.11 KW(4)工作轴Pw=P3*

7、n r* n c=3.11*0.995*0.99FW= 3.06 KW=3.06 KW4.4各轴转矩(1)高速轴T1=9550*R/n 1=22.08 N mT1=22.08N m(2)中间轴T2=9550*P2/n 2=105.38 N m1=105.38 N m(3)低速轴Ta=9550*Pa/n 3=388.78 N mTa=388.78 N m(4)工作轴Tw=9550*Pv/n w=382.53 N mTw=382.53 N mTo=9550*PJn 沪22.34 N mTo=22.34 N m(5)电动机转轴算得参数如下:轴 名 参数、电动机轴1轴2轴3轴工作轴转速n(r/mi n

8、 9176.39476.394功率p (Kvy3.373.333.213.113.06转矩T(N m)22.3422.08105.38388.78382.53传动比i14.953.811效率n0.990.9650.9650.9855、齿轮的设计计算设计内容计算机说明结果5.1高速级齿轮设计(1) 齿轮材料选取(2) 许用接触应力(3) 按齿面接触强度设 计传动无特殊要求小齿轮：考虑到直径问题 设计成齿轮轴，选用 45钢正火，169-217HBS大齿轮选用45钢正火，169-217HBS杳表得厅Hlim1=460MPa (T Hlim2=460MPa SHmin=1t

9、hi= t h2=460 MPat h=460 MPa小齿轮转矩T=22.08 N m载荷平稳，取载荷综合系数 K=1.2齿宽系数屮d=1小齿轮分度圆直径d1 2?671 ) (ul)KT1 )( t H)?屮 d)=40.8 mm小齿轮齿数zi=20,大齿轮齿数Z2=99m=dz i=2.045 mm取 m=2.5 mm分度圆直径di =zim=50mm小齿轮、大齿轮均选用45钢正火，169-217HBSt h=460 MPam=2.5 mm乙=20Z2=99d1=50 mmd2=247.5 mma=148.75 mmb1=56 mmd2=Z2m=247.5 mm 中心距 a=148.75m

10、m齿宽 b=W d x di=50mm取小齿轮齿宽bi=56 mm大齿轮齿宽b2=50 mmv= nd in/(60*1000)=n *50*1440/(60*1000)=3.77 m/s由机械设计表6-4确 定齿轮采用8级精度(4)按弯曲疲劳强度校 核齿轮强度由机械设计图 6-30 得复合齿形系数YFs1=4.38 , Yfs2=3.96SFmin=1(T Flim1 = (T Flim2 =360 MPat F1】=t f2=360 MPa 2t F1=2KTY/(bm Z1) =33.19 MPa t f|(T F2= T FlYFs2/ Y Fsl=33.19 x 3.96/4.38=

11、30.01 MPaZ2=ii42?671 ) (ul)KT1 )( t H )u屮 d)di=75 mm=70 mmd2=285 mm小齿轮齿数Zi=30,大齿轮齿数Z2=114a=i80 mmm=dz i=2.33 mmbi=80 mm取 m=2.5 mmb2=75 mm分度圆直径 di =zim=75mm d2=Z2m=285 mm 中心距 a=i48.75mma =20齿宽 b=Wd x di=75mm 取小齿轮齿宽bi=80 mm 大齿轮齿宽b2=75 mmv= nd in/(60*i000)=n *75*290.9/(60*i000) =i.i4m/s由机械设计书表6-4 确定齿轮米

12、用8级精度(4) 按弯曲疲劳强度校 核齿轮强度(5) 公差计算选取由机械设计图 6-30 得复合齿形系数YFsi=4.14，Yfs2=3.96SFmin=1(T Fiimi =530 MPa(T Flim2=360 MPaT fi=530 MPat f2=360 MPa2t Fi=2KTYsi/(bm zi)=73.99 MPa t f|T F2= T FiYfs2/ Y Fs1=73.99 X 3.96/4.14=70.77 MPa CV? C 取 118P与n从4轴的工况计算 中取得D 15.6 mmD2 26.3 mmC3 40.6 mmDmin=20 mm考虑到高速轴和低速轴 需要和联

13、轴器配合，根据D2min=45 mm6.3各轴各段直径确定(1)高速轴(2)中间轴(3)低速轴6.4箱体内各部分合理分布机械设计课程设计书表8-178确定DUn=20 mm=45 mm中间轴需要设计键槽，并 取标准化的值D2min=30 mm与联轴器配合处直径20mm与毛毡圈配合处为24mm轴承处直径为30mm 齿轮处设计为一体套筒、轴承处直径为30mm齿轮处直径40mm 中间轴环处52mm联轴器处直径为45mm与 毡圈配合处为48mm滚动 轴承处为50mm中间轴环 处为72mm与齿轮配合处直径60mmD3min=30 mm与联轴器配合处直径 20mm与毛毡圈配合处为24mm轴承处直径为30m

14、i 齿轮处设计为一体套筒、轴承处直径为 30mm齿轮处直径40mm 中间轴环处52mm联轴器处直径为45mm与 毡圈配合处为48mm滚动 轴承处为50mm中间轴环 处为72mm与齿轮配合处直径60mm七箱体内部零件分布如上图所示，齿轮端面距离箱体内壁10mm中间轴两齿轮端 面距离为10mm低速级大齿轮齿顶圆距离箱体内壁， 考虑到螺栓中心距离外边缘 与外壁均有要求，轴承旁凸台厚度 =16+18+8=42mm6.5各轴完整设计(1) 高速轴的设计如下：轴承选取6006深沟球轴承，需要挡油环，所以12段长14mm齿轮端面距 离箱壁10mnp23段应略大于10mm取15mnr45段根据7.4可得l=1

15、0+80+10=100mm 56段不需要挡油环，长13mm 67段考虑到需要留有螺钉尾部空间10mm轴承盖 厚10mm轴承座端面至箱体内壁 48mm调整长度1mm轴承距离箱体内臂3mm 轴承宽度13mm所以L=10+10+48+1-13-3=53mm78段考虑与联轴器的配合长36mm轴与联轴器之间采用平键连接，查表得键尺寸b=6，h=6,键长取30mm1 处倒角为1.5 X 45o,8处倒角为1 X 45 o，2、6处查轴承安装要求可知圆 角r=1mm 3、4、5、7处无特殊要求根据轴肩高度取圆角。3、4取3mm 5取2mm 7 取 1mm配合公差选取参考机械设计课程设计书表5-1，确定与联轴

16、器处的公差配合为m6与轴承处的公差配合为k5，与密圭寸毡圏处公差配合为f9 o(2) 中间轴设计大小齿轮齿宽分别为80mm与 50mm所以23段长78mm 45段长48mm轴承 选用6206深沟球轴承，齿轮端面与箱体内壁距离为 10mm所以12段取28mm 56段取34mm 34段取10mm大齿轮小齿轮均采用平键连接，b=12mm h=8mm 45段键槽42mm 23段键 槽 72mm1、6处倒角为1.5 X 450, 2、3、4、5处无特殊要求根据轴肩高度取圆角,这里均取2mm配合公差选取参考机械设计课程设计书表 5-1，与轴承处的公差配合为 k5。(3)低速轴设计齿轮齿宽75mm所以23段

17、取71mrp34取10mrp齿轮端面距离箱体内壁10mm 加上套筒与轴承，12段取33mm 45段根据6.4取68mm 56段装6010深沟球轴 承取16mm 67段考虑到需要留有螺钉尾部空间10mm轴承盖厚12mm轴承座端 面至箱体内壁48mm调整长度1mm轴承距离箱体内臂3mm轴承宽度16mm所 以L=10+12+48+1-16-3=52mm 78段考虑到与联轴器配合长度取 80mm齿轮与轴采用平键连接，b=18mm h=11mm键长66mm轴与联轴器采用平 键连接，b=14mm h=9mm 键长 72mm1、8处倒角取2X 45，2、3、4无特殊要求圆角半径取2mm 5处要与轴 承配合圆

18、角半径取1mm& 7考虑到轴肩高度取1mm配合公差选取参考机械设计课程设计书表 5-1，确定与联轴器处的公 差配合为m6与轴承处的公差配合为k5，与密圭寸毡圏处公差配合为f9 o6.6轴受力分析并校核(1) 高速轴：转矩T=22.08 N m 齿轮分度圆直径 d=50mmF t=2T/d=833.2N, Fr=F t X tan a =303.3N 受力图如下(齿轮轴承受力均简 化成集中作用于本身中点)R1朗斜 向里与 水平底 20Ft=S33.2NFr=3033NR2榻斜 向里与 水平成2CT3513S因受力较为简单，直接求出各自轴承的合力:R 1= 746.4NR2=193.5N弯矩图如下

19、MRIIS 同外与 水平咸 20*rr=3033NR2收期20*3535和齿轮参考机械设计书12-4节及表12-1、表12-345号钢正火c B=600MPa钢轴应力校正系数取a =(T -1 b/(T o b=55/95=0.58 , c -1 b=55MPa在齿轮中心面至联轴器中心面存在转矩T=22080 N mm/ 2当量弯矩皿=?孚+ ( ?图如下:MMma=29096N mm此轴需要校核两个面，一齿轮中心面，二联轴器连接处齿轮中心截面：直径d Me =17. 4mm0.1 =13.25mm0.1(T -1b此处轴实际直径为20mm已能消除键的影响校核安全(2) 中间轴转矩T=105.

20、38Nm,齿轮分度圆直径分别为 247.5mm 75mmFt1=2T/d1=851.6N, Fn= Ft1 X tan a =309.9NFt2=2T/d2=2810.1N, Fr2= Ft1 X tan a =1022.8N受力图如下Fr1-3a 9N经计算R1VFr2=1027 ANFt2=2B1C.1N60R2VRv=612.2N R ih=2207.4N R 2v=100.2N R 2H=1454.3N弯矩图如下MVMVmax=36730N mm2M Hma=132444N mn, MmaX=36730N mm轴采用 45 号钢，c B=600MPa 取(T-ib=55MPa c b=

21、95MPa 应力校正系 数取 a = c -ib / c o b=0.58 ,弯矩只存在于12 (两齿轮)之间，可知 Mmax在1 (小齿轮中心面)处，需要 校核MnaX=137442N- mm T=105380 N - mmMma=?+? (? =150420N- mm小齿轮中心面：直径d一Me=30.13mm0.1 c -1b此处实际直径为36mm能消除键的影响校核安全(3) 低速轴转矩T=388.78N m,齿轮分度圆直径285mm Ft=2T/d=2728.3N, Fr=F t X tan a =993.0N 受力分析民1呦斜 向外与Ft=2728.3NFr=993 ONR2幢斜木平成

22、经计算得 Ri=1978.1N, Fb=925.3N弯矩图如下:0Ft=272fi.3NR憎斛 向处与 水平股 2QFr=993 ONR2惋斜木平戍20b5324轴采用 45 号钢，c B=600MPa 取(T -ib=55MPa c ob=95MPa 应力校正系数取a = c -ib / c 0 b=0.58在齿轮中心面至联轴器中心面存在转矩 T=388780 N mm当量弯矩皿=?孚+ ( ?图如下：年 Ft=272BJJNR1MI4 向外与 水平成 20“Fr=993.0M向外与 水平戍此轴需要校核两个面，一齿轮中心面，二联轴器连接处3Me齿轮中心截面：直径 d 一 =35.8mm 0.

23、1 c -ib此处实际直径为60mm校核安全联轴器连接处截面：直径d V Me =34.5mm0.1 14400h符合要求60? ?(2) 中间轴轴承为6006深沟球轴承基本额定动载荷为19500N 转速290.9r/min , =3当量载荷P=Kp(XR+YA, Kp=1.2 , X=1 , 丫=0, R为径向载荷，A为轴向载荷 R1=2290.7N , F2=1457.7N按受力大的轴承计算寿命PmaF Kp (XR+YA =2749N106? ?40=(二)=20449.6h14400h符合要求60? ?(3) 低速轴轴承为6010深沟球轴承基本额定动载荷为22000N转速76.39r/

24、min , =3当量载荷P=Kp(XR+YA, Kp=1.2 , X=1 , 丫=0, R为径向载荷，A为轴向载荷 R1=1978.1N , R=925.3N按受力大的轴承计算寿命PmaF Kp (XR+YA =2373.7N106? ?。二(J =173854h14400h符合要求60? ?8键联接的校核查机械设计书表11-10得许用抗压应力(T p=100MPa(1) 高速轴联轴器处的键： 此轴段长度36mm键长略小于其值取30mmT=22080N- mm Lc=L-b=30-6=24mm4?h=6mm d=20mm c p=?=30.7MPavc p校核安全(2) 中间轴 大齿轮处的键：

25、此轴段长度48mm键长略小于其值取42mmT=105380N- mm Lc= L-b=42-12=30mmh=8mm d=40mm c4?p=?43.9MPac p校核安全小齿轮处的键：此轴段长度78mm键长略小于其值取72mmT=105380N mm L= L-b=72-12=60mmh=8mm d=40mm c4?p二?莎=21.95MPavc p校核安全(3) 轴齿轮处的键：此轴段长度71mm键长略小于其值取66mmT=388780N- mm L= L-b=66-18=48mmh=11mm d=60mm c4?p=?=?49.1MPavc p校核安全联轴器处的键：此轴段长度76mm键长略

26、小于其值取72mmT=388780N mm L= L-b=72-14=58mm校核安全4?h=9mm d=45mm c p=?=36.2MPavc p9联轴器的选择查机械设计课程设计书表 8-178高速轴与电机相连处选用LT3型弹性套柱销联轴器，J型轴孔，直径20mmL=38mm低速轴伸出处选用LT7型弹性套柱销联轴器，J型轴孔，直径45mm L=84mm10箱体参数确定参考机械设计课程设计书表 4-6 :名称符号尺寸箱盖壁厚8mm箱座壁厚S18mm箱盖、箱座、箱座底凸缘厚度b、4、b2b=b1=12mm b2=20mm地脚螺栓直径及数目df、ndf=16mm n=4轴承旁联接螺栓直径d1d1

27、=12mm箱盖、箱座联接螺栓直径d2d2=8mrp n=4轴承端盖螺钉直径d3轴承外圈直径55mm80mmd38mm10mm螺钉数目44检查孔盖螺钉直径d4双级减速器：d4=8mmdf、d1、d2至箱外壁距离 df、d2至凸缘边缘距离C1C2螺栓直径M8M12M16C1min14mm18mm1 22mmC2min12mm16mm1 20mm轴承座外径D295mm 130mm轴承旁凸台高度h33mm箱外壁至轴承座端面距离L140mm箱座肋厚m7mm大齿轮顶圆与相内壁间距离 115mm齿轮端面与箱内壁距离 210mm11润滑和密封的选择润滑：齿轮采用飞溅润滑，箱体上的轴承采用油润滑润滑油：齿轮运转

28、时油温和载荷保持正常或中等， 采用220工业闭式齿轮润滑油 密封：高速轴与低速轴的伸出端采用毛毡圈式密封， 箱盖箱座结合面上涂密封胶。12附件及说明(1) 轴承盖：材料 HT150选用螺钉联接式轴承盖，因轴承采用飞溅润滑，在 端部车一段距并铣出两个径向对称的缺口。(2) 油标：指示箱内油面高度，选择杆式油标，尺寸为 M16(3) 排油螺塞：材料Q235为换油及清洗箱体时排出油污，选择 M16*1.5型排 油螺塞。(4) 检查孔盖板：检查传动件的啮合情况、润滑状态及向箱内注油，用螺钉固定，选择尺寸为盖板148X139.5，检查孔100*91.5，盖板与箱盖凸台接合面间 加装防渗漏的纸质封油垫片。

29、(5) 通气器：为沟通箱体内外的气流使箱体内的气压不会因减速器运转时的温 升而增大，从而造成减速器密封处渗漏，在箱盖顶部或检查孔盖板上安装。(6) 吊耳、吊钩：用于拆卸和吊运减速器，在箱盖和箱座上铸出。(7) 定位销：用于确定箱盖和箱座的相互位置，直径取 0.7-0.8倍箱座、箱盖 凸缘联接螺栓的直径，长度应稍大于箱体联接凸缘的总厚度， 在箱盖和箱座剖分 面加工完毕并用螺栓固联后进行配钻和配铰。(8) 起盖螺钉：用于解决箱盖箱座装配时在部分面上涂密封胶给拆卸带来的不 便。要在箱盖的联接凸缘上加工出螺孔。13设计小结这是我第一次完成像这样的作业，大多数通过自己的独立完成，我基本上了 解了一个机械产品的前期设计过程， 感觉比较有实际意义。起初刚接触到，还是 有点不知所措，但是随着时间的推移，越来越有信心。现在就来说说我在设