一级直齿圆柱齿轮减速器的设计

1、南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）10一级直齿圆柱齿轮减速器的设计一级减速器设计说明书课题：一级直齿圆柱齿轮减速器的设计学院：班级：姓名：学号：指导老师：南通纺织职业技术学院南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）目录一、设计任务书二、电动机的选择三、传动装置运动和动力参数的计算 四、V带的设计五、齿轮传动设计与校核 六、轴的设计与校核七、滚动轴承的选择与校核计算 八、键连接的选择与校核计算 九、联轴器的选择与校核计算 十、润滑方式及密封件类型的选择 H1、设计小节十二、参考资料南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）二设计任务说明书1、减速器装配图1张；2、主要零件工作图2张；3、设计计算说明书原

2、始数据：输送带的工作拉力；F=1900输送带工作速度：V=1.8滚筒直径：D=4505年，小5%工作条件：连续单向运载，载荷平稳，空载起动，使用期限批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为 传动简图：51电动机2皮带轮3圆柱齿轮减速器4联轴器5输送带南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）二电动机的选择工作现场有三相交流电源，因无特殊要求，一般选用三相交流异步电动机。最常用 的电动机为Y系列鼠笼式三相异步交流电动机，其效率高，工作可靠，结构简单，维护 方便，价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。本装置的 工作场合属一般情况，无特殊要求。故采用此系列电动机。2 .电动机功率

3、选择1选择电动机所需的功率：工作机所需输出功率Pw= a1000故 Pw=1900 1.8 = 3.42 kw1000工作机实际需要的电动机输入功率Pd=Pw 其中=12345查表得：？为联轴器的效率为0.98T为直齿齿轮的传动效率为0.97%为V带轮的传动效率为0.96L几为滚动轴承的效率为0.99故输入功率 Pd=32=3.76KW0.98 0.97 0.96 0.99 0.99 0.983 .选择电动机的转速n卷=60"100 =60"8*1000 =7 6.4 3/min砌3.14 父 450按机械设计手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i减

4、速器=25 ,取V带传动比i带=34 ,则总传动比合理范围为I总=620。故电动机转速的可选范围为 n电=临"滚筒=（620）x76.43=到之间查表得符合这一范围的同步转速有960和1420r/min 。南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）10一级直齿圆柱齿轮减速器的设计方 案电动机型 号定功 率(kW电动机转速(r/min )电动机 质量 (kg)传动装置的传动比同步港减总传动比V带传动单级减速器1Y100L1-45150014203410.8734.962Y132M-1410009604012.462.55.94根据容量和转速，由有关手册查出

5、有三种适用的电动机型号，因此有三种 传动比方案，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，可见第2方案比较适合所以选择Y132M1-6额定功率4kw,满载转速960,功率因素0.774 .传动比的计算与分配i总口齿 xi带=960/86=12所以i齿=4 i带=34 .传动装置的运动和动力参数的计算1 .计算各轴转速电机轴 n=960 (r/min )主动轴 nI=nm/i 带=960/2=480(r/min)输出轴 nII=nI/i 齿=480/6=80(r/min) 滚筒转速 nll=80 (r/min )2 .计算各轴的功率(KW主动轴 PI=PdX n 带=3

6、.9 X0.96=3.744KW输出轴 PII=PI Xq 轴承x 4齿轮=3.744 X 0.99 X0.97=3.6KW3 .计算各轴转矩TI=9550pl/n1 =9550x3.74/480=74.41KN.mTII =9550pll/n2=9550x3.6/80=429KN.m5 .皮带轮的传动计算1 .皮带轮传动的设计计算选择普通V带轮插机械设计手册得：kA=1.2Pd=KAP=1.2 X 4=4.8KW据 Pd=4.8KWf口 n1=480r/min查表得：选用A型V带2 .确定带轮基准直径以及中心距的确定取 d1=1002口带"1=3x100=300根据 0.7(d1

7、d2)：二 a0 ：2(d1 d2)初选中心距为ao=8003 .确定皮带长度Ld=2a0+ tt (dd1+dd2)/2+(dd2 -dd1)2/4a0 =2x800+3.14x(100+300)2+(300-100)2 4x800=1450.5查机械技术基础得选取相近的 L=16004确定中心距a =ao 十(L - L d2=800+ (1600-1450)- 2=8755 .验算小带轮包角a 1=18057.30 (dd2-dd1)/a =180-57.30x200 ： 875=165.94 -120所以包角符合要求6 .计算皮带轮的根数Z= Pd/(P0+ AP0)Ka KL 查表

8、P0=0.97 Ka=0.95 KL=1.03 AP0=0.11 =4.8 -： 0.97+0.11)x0.95x1.03=4.45南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）7南通纺织职业技术学院毕业设计(论文)10一级直齿圆柱齿轮减速器的设计所以选A型V带5根皮带轮六.齿轮的设计与校核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 (

9、6712 XkT1(u+1)/(|)du(rH2)1/3确定有关参数如下：传动比i齿=4取小齿轮齿数Z1=20=则大齿轮齿数：Z2=iZ1= 4X20=80查表齿宽系数因为是对称分布取小d=1.13 .小齿轮的转矩 T1=9.55X 106X P1/n1=9.55 乂 106X 3.744/480=74490N.mm4 .载荷系数k :取k=1.25 .计算循环应力次数 许用接触应力(7 H (T H= (T Hlim ZN/SHmin 查表：(T Hlim1=610Mpa Hlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天24h计算，由公式N=60njtnN1=60X

10、480 X 5 X 300 义 8=345600000N2=N/u=345600000/4=86400000根据机械设计手册，得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数 SHmin=1.0(T H1=(T Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa6 H2= 6 Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1 > (6712 XkT1(u+1)/(|)du(tH2)1/3南通纺织职业技术学院毕业设计(论文)=49.04mm模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm查书可得，取m=2.56 .计算齿轮主要尺寸分度圆直

11、径：d1=mZ1=2.5X 20mm=50mmd2=mZ2=2.5x 80mm=200mm齿宽：b=(|)dd1=1.1 x 50mm=55mm取 b2=55mm b1=60mm7 计算齿轮的圆周速度VV= 兀 n1d1/60X 1000=3.14X480X50/60 义 1000=1.25 m/s因为V< 6m/s,故取8级精度合适.8 .计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+200)/2=125mm9 .验算齿轮的弯曲强度(1)复合齿形因数 YFs 查表得：YFS1=4.35,YFS2=3.95(2)许用弯曲应力 (rbb= (rbblim YN/SFmin(3)查

12、表得弯曲疲劳极限(rbblim应为：6bblim1=490Mpabblim2=410Mpa(4)查表得弯曲疲劳寿命系数 YN: YN1=1 YN2=1(5)弯曲疲劳的最小安全系数 SFmin :按一般可靠性要求，取 SFmin =1(6)计算得弯曲疲劳许用应力为(T bb1=(T bblim1 YN1/SFmin=490 乂 1/1=490Mpa(T bb2= (T bblim2 YN2/SFmin =410 乂 1/1=410Mpa(7)校核计算6 bb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< o bb16 bb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa<

13、c bb2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够七、轴的设计与校核南通纺织职业技术学院毕业设计(论文)8南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）10一级直齿圆柱齿轮减速器的设计1 .选择轴的材料选轴的材料为45号钢，调质处理2 .轴的最小直径d.9.55父106P/n =C 7rp取 d0或%=30,0.2.tn计算得d>37.73所以取dmin =403 .轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动 轴和从动轴均设计为阶梯轴。计算d2d2=d1 +2 m (0.070.1)xd1 =43.6 48因d2必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取 d2=44mm计算d3d3=

14、d2+(15) mm=4549mmiL d3必须与轴承的内径一致，圆整d3=45mm初选轴承型号为6209计算d4d4=d3+(15)mm=4650,为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取0, 2, 5, 8尾数，取d4=50mm计算d5d5 = d4 2a4 =d4 2 (0.07 0.1) d4 =45.6 48mmd5=d4+2 (0.070.1)xd4=5760取 d5=58mm计算d6d6=d3=45同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔链制和减少轴承类型。从动轴长度的选取单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央， 相对两轴承对称分布, 齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向

15、定位，周向定位采用键和过渡 配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过 盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮 依次从右面装入。大带轮轮毂靠轴肩、平键和螺栓分别实现轴向定位 和周向固定。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，安装齿轮段长度为轮 毂宽度小2mmL1=60 L2=50 L3=55 L4=55 L=65 L5=10 L6=704.从动轴的校核计算南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）受力勉R杆弯蝴 B tHM c m t。 mi 当量雕按许用应力校核轴的弯曲强度轴的受力简图（图A） （L =113mm（1）求支持反力水平面支反力

16、 Rha = Rhb = 0.5 Ft = 0.5 1446 = 723 N垂直面支反力Rva = Rvb = 0.5 Fr = 0.5 526 = 263N（2）作弯矩图水平弯矩（图 B） M HC =0.5 LRha = 0.5 113 723 = 40850N.mm垂直弯矩（图 C） Mvc=0.5 LRa=0.5 113 263 = 14860N.mm（3）求合成弯矩，作出合成弯矩图（图E）Mc = ,Mhc2 Mvc2 = 486002 176852 =43469N.mm（4）.作扭矩图（图D）南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）13南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）10一级直齿圆

17、柱齿轮减速器的设计C 点左 丁 =0N.mmdo336C点右 t =Ti = Ft x-2= 1446父= 242928N.mm22(5)作危险截面当量弯矩图(图 E)该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取a =0.59Meac = ( T)2 Me2 = 4346d (0.59 242928)2 =149774N.mm(6)校核危险截面轴径45号优质碳素钢调质处理时，查机械设计基础Ob =650Mp 0s =360Mp二e =280Mpk/b =60MPadmin C 3Meac149774 = 29.2mm0.1 I。/. 0.1 60C剖面的轴径d3 =50mm >

18、29.2mm故：强度足够5.主动轴校核计算同理d1=c 且=115x0.3555=35 n1d2=38 d3=40 d4=45 d5=50 d6=40 L1=45 L2=42 L3=46 L4=55 L5=10 L6=42八.滚动轴承的选择与校核计算1 .从动轴的滚动轴承选择与校核初步选择6209滚动轴承尺寸如表1轴承代号尺寸/mmdDB6209458519寿命计划：要求轴承寿命：（5年，按每年工作365天，每班工作24个小时）L -5 365 24=43800h计算选用轴承寿命查机械零件设计手册基本额定动负荷Cr = 25.6 KN动载荷系数X=1 Y=0当量动载荷 P =XFr -YFa

19、=602.34温度系数ft =1载荷系数fp =1.5对球轴承寿命系数6=3Lh= 也，二 一106一,5.6" 乂1000 i=7254134h<43800h60n2 JpP J60M 117.589、1.5父 602.34 ）所以强度符合要求2 .主动轴的滚动轴承的选择与校核根据之前设计的主动轴直径初选6208滚动轴承要求轴承寿命：（5年，按每年工作365天，每班工作24个小时）L=5 365 24 =43800h计算选用轴承寿命查机械零件设计手册基本额定动负荷。=18KN动载荷系数X =1 Y=0当量动载荷 P = XFr YFa = 602.34温度系数=1载荷系数fp

20、=1.5 对球轴承寿命系数君=3南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）Lh= 101 迫）= _10118x1x1000 '； =634987h<43800h60n2 1fpP J60x117.5891.5x602.34 所以强度符合要求九、联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3Tc =9550包 =9550X 13 36 =558.67KN.M nH80选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩 Tn =600, Tc<Tn。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=40,轴孔长度L=112TL8型弹性套住联轴器有关参

21、数型号公称转矩T/（N m）许用 转速n/(r min轴孔 直径 d/mm轴孔 长度 L/mm外 径 D/mm材料轴孔LT1060036004011265HT20 0Y型十、键的选择与校核1 .材料选择及其许用挤压应力选择45号优质碳素钢，查机械零件设计手册南通纺织职业技术学院毕业设计（论文）16南通纺织职业技术学院毕业设计(论文)18一级直齿圆柱齿轮减速器的设计其许用挤压应力；：jy =100MPa2 .主动轴外伸端，d=40考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，且联轴器轴长度=62mm故选择12x8x100 GB/T1096型键。b=12 h=8 L=100静连接工作面挤压应力cjy =

22、2T/0.5hdl =2 74410/0.5 8 35 100 = 10.36MPa二jy则：强度足够，合适3 .从动轴外伸端，d=50考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，故(r/min )选择。b=14 L=50 h=9静连接工作面的挤压应力:ajy2T20.5hdl2 2429580.5 8 32 49=77.5MPai=2T2/0.5hdl =2 429000/0.5 8 35 50 = 61.28 ： 二jy则：强度足够，合适十一、润滑方式以及密封方式的选择1 .润滑方式、密封方式简要说明(1)齿轮的速度小于5m/s查机械零件设计手册P981表3 14-26, 选用浸油润滑方式并根据表3 14-27,选用150号机械油；(2)轴承采用润油脂润滑，并根据表 3 14-23选用ZL