一级圆柱齿轮减速器设计报告

1、精密机械设计基础课程设计课题名称 一级圆柱齿轮减速器的设计计算 系 别 机电工程学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 完成日期 目 录1.设计任务-22.传动方案分析-23.电动机的选择计算-24.传动装置的运动和动力参数的选择和计算-35.传动零件的设计计算-36.V带的设计计算-47.齿轮传动的设计计算-58.轴的计算-79.选择键的尺寸-1110.轴承寿命校核-1111.联轴器的选择-1312.润滑与密封-1313.箱体及附件的设计-1414.设计总结与心得-15附件1. 减速器装配图(A1号图)1张计 算 及 说 明主 要 结 果1.设计任务设计带式输送机传动系统。要求传动系

2、统中含有带传动及单级圆柱齿轮减速器。2.传动系统 (见图0901) FV123456 图09011电动机；2带传动；3单级圆柱齿轮减速器；4联轴器；5输送带；6滚筒本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。原始数据：F（N） 2400；V（m/s） 1.8；D（mm）450。工作条件：两班工作制，工作载荷平稳，电压为380/220V三相交流电源，减速器寿命5年。3.电动机的选择计算3.1工作机的功率Pw=FV/1000=4.32kw3.2总效率总 1V带传动2单级圆柱齿轮传动3联轴器4轴承5滚筒总=123425=0.86743.3所需电动机功率4.98kw查表得Ped = 5.5 kw电动机选用

3、Y160M2-8 n满 = 720 r/min所选电机参数如下：电机型号额定功率Pe(KW)同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比iY160M2-85.5kw7507209.424. 传动装置的运动和动力参数的选择和计算4.1 传动装置的总传动比及各级传动比分配工作机的转速n=60×1000v/（D）=76.43 r/min传动装置的总传动比为： i总=n满/n=9.42 r/min分配各级传动比为使减速器部分设计方便,取 i带=3 则i齿=i总/i带=3.145. 动力运动参数计算5.1各轴的转速计算n0=n满=720 r/minnI=n0/i带=240 r/minn

4、II=ni/i齿=76.43 r/minnIII=nII 5.2各轴的输入功率计算p0=pd=4.98 kw p1=p01=4.7808 kw p2=p124=4.591kw p3=p2345=4.32 kw5.3各轴的输入转矩计算Td=9550Pd0=66.054X103 N·mmTI=Tdi带1=190.236X103 N·mmTII=TI24i齿=573.62X103 N·mmTIII=TII345=539.722X103 N·mm轴号功率/kw转矩/Nmm转速/rmin传动比I4.7808190.236X1032403II4.591573.62X

5、10376.433.14III4.32539.722X1036.V带设计根据工作条件查表得KA=1.1Pc=KAP=6.05 kw因处于A、B的中间区域，可同时选择A、B两种带计算。A带取dd1=150mm大带轮基准直径dd2=i带dd1=450 mmB带取dd1=140mm大带轮基准直径dd2=420mm取425mm验算带速A带V=dd1n0/60X1000=5.652 m/sB带V=5.2752 m/s带速都在525m/s.V带的基准长度和中心距a计算A带中心范围0.7（dd1+dd2）<a0<2(dd1+dd2)得 420<a0<1200 取a0=500mm计算B

6、带中心范围392<a0<1120 取a0=450mmA带基准长度L0=2a0+2dd1+dd2+(d2-d1)24a0=1987mm取基准准长度Ld=2050mmB带基准长度L0=1682.705mm取基准长度Ld=1760mm计算实际中心距A带aa0+L0+Ld2=531.5mmB带a=489mm验算小节轮包角A带1=180°-d2-d1aX57.3°147.65°>120°，合适。B带1=146.61°>120°，合适。查表可得P0P0KA带1.50.090.92B带20.220.92计算V带需要的数量A带

7、Z=Pc/（P0+P0）KKL=3.97取4B带Z=2.992取3Dd1/mmDd2/mmv/msLd/mma/mm1ZA1501405.6522050531.5147.65°4B1504255.27521760489146.61°3对照表中数据，A带根数较多，因此选B带。单根V带的初拉力查表可知q=0.17 kg/mF0=500PcZV带2.5K-1+qV带2=311.818N作用在轴上的压力FR=2ZF0sin2=1811.315N7.齿轮传动的设计计算小齿轮选用40cr，调质处理，236HBS大齿轮选用45号钢，正火处理，190HBS接触疲劳极限应力 查表得小齿轮Hl

8、im1=650Mpa 大齿轮Hlim2=350Mpa弯度疲劳应力小齿轮FE1=560Mpa 大齿轮FE2=340MpaZN1=ZN2=1 YN1=YN2=1.1许用接触应力小齿轮H1=Hlim1ZN1SHlim=650Mpa大齿轮H2=Hlim2ZN2SHlim=340Mpa许用弯曲应力小齿轮F1=FE1YN1SFlim=616Mpa大齿轮F2=FE2YN2SFlim=374Mpa传动比u=n1n2=3.14d1=2.323KT1du+1u(ZEH)2=121.93122mm齿数Z1=30.则Z2=94.295 i实=3.16模数m=d1z1=4.0664mm齿宽b1=dd1=96.897mm

9、b2=b1+（510）=102107mm 取102mm齿顶圆尺寸d1=Z1m=120mmd2=380mm圆周转速及精度 m/s查表可得齿轮精度为9级精度验算齿根的弯曲疲劳强度查表可得YF1=2.6 YS1=1.63 YF2=2.21 YS2=1.81 、的值均小于各自的许用接触应力值，故安全齿顶圆直径h*a=1 C*=0.25da1=d1+2ha1=(Z1+2h*a)m=128mmda2=388mm齿距 P=m=12.56mm齿根高hf=（h*a+C*）m=5 mm齿顶高ha=h*am=4 mm齿根圆直径df1=d1-2hf=110 mmdf2=370 mm8.轴的计算轴的结构设计轴段安装联轴

10、器，用键周向固定。轴段高于轴段形成轴肩，用来定位联轴器。轴段高于轴段，方便安装轴承。轴段高于轴段，方便安装齿轮；齿轮在轴段上用键周向固定。轴段高于轴段形成轴环，用来定位齿轮。轴段直径应和轴段直径相同，以使左右两端轴承型号一致。轴段高于轴段形成轴肩，用来定位轴承。轴段高于轴段的部分取决于轴承标准。轴段与轴段的高低没有什么直接的影响，只是一般的轴身连接。低速轴的结构如图因本减速器为一般常用减速器，轴的材料无特殊要求，故选45钢 查表得： 考虑到该轴段上有一个键槽，故应将轴径增大5%， 轴段的直径 轴段的直径 定位轴肩高度 60mm. 考虑到加密封圈,d2=61mm.轴段的直径 与滚筒轴承内径相符合

11、 轴段上安装齿轮，为方便安装，轴段的直径 轴段的直径应根据所用的轴承类型及型号查轴承标准所得，预选该段用6213轴承，查得 各轴段的长度根据安装联轴器轴段的直径，查表得联轴器型号为TL8，联轴器安装长度轴承润滑方式为脂润滑，故此处按润滑方式确定轴的长度。取轴承距箱体内壁距离。 按扭转和弯曲组合进行强度校核段轴、之间的砂轮越程槽包含在段轴的长度之内。低速轴轴承的支点之间的距离为l=B2+3+2+L4+L5+L6+B2=159mm绘制轴的计算简图为计算轴的强度，应将载荷简化处理，直齿圆柱齿轮，其受力可分解成圆周力，径向力两端轴承可以简化为一端活动铰链，一端固定铰链，如下图中b图所示。为计算方便，选

12、择两个危险截面II，IIII，II危险截面选择安装齿轮的轴段的中心位置，位于两个支点的中间，距B支座的距离为159/2=79.5mm；IIII危险截面选择在段轴和段轴的截面处，距B支座的距离为23/2+18+2=31.5mm计算轴上作用力a）b）c)d)e)f)g)从动轮的转矩 T=573620N.mm齿轮分度圆直径 齿轮的圆周力齿轮的径向力计算支反力及弯矩计算垂直平面内的支反力及弯矩a. 求支反力：对称布置，只受一个力，故 b.求垂直平面的弯矩 II截面： IIII截面：计算水平平面内的支反力及弯矩a.求支反力：对称布置，只受一个力，故b.求水平平面的弯矩II截面：IIII截面：计算各平面的

13、合成弯矩II截面： IIII截面： 计算转矩T=573620N.mm确定危险截面及校核其强度按弯曲组合计算时，转矩按脉动循环变化考虑，取。按两个危险截面校核：II截面的应力：IIII截面的应力：查表得 ，均小于，故轴的强度满足要求。高速轴的设计高速轴的设计主要是设计各轴段的直径，为设计俯视图做准备。有些轴段的长度可以根据轴上的零件来确定；有些轴段的长度要在确定低速轴的箱体后，取箱体内壁为一直线就可以确定。经设计，高速轴可以做成单独的轴而不是齿轮轴。为使零件定位和固定，高速轴也和低速轴一样设计为7段，各轴段直径长度为 9.选择键的尺寸低速轴上在轴段和轴段两处各安装了一个键，按一般使用情况选择采用

14、A型普通平键联接，查表轴段轴段标记为： 键1：GB/T 1096 键 14×9×80 键2：GB/T 1096 键 18×11×70校核键的强度轴段上安装联轴器，联轴器的材料为铸铁，载荷性质为轻微冲击，查表得 轴段上安装齿轮，齿轮的材料为钢，载荷性质为轻微冲击，查表得 静联接校核挤压强度：轴段：，计算应力小于许用应力，可以使用。轴段：所选键强度满足要求。轴承型号选择高速轴选轴承型号为深沟球轴承，型号为6212。低速轴选轴承型号为深沟球轴承，型号为6213。10.轴承寿命校核高速轴： 高速轴的外端安装有带轮，中间安装有齿轮，要计算轴承的寿命，就要先求出轴承

15、支座的支反力，进一步求出轴承的当量动载荷，然后计算轴承的寿命。 画出高速轴的受力图并确定支点之间的距离，如上图所示，带轮安装在轴上的轮毂宽 ， 为安装带轮处的轴径，即高速轴的第一段轴径 ， ，取第一段轴的长度为70mm。第二段轴的长度取和低速轴的第二段轴长一样的对应关系，但考虑该轴段上的轴承宽度（6212的B=22mm），故取该轴段的长为72mm，带轮中心到轴承A支点的距离 。高速轴两轴承之间的支点距离为原低速轴的两支点的距离减去两轴承宽度之差，应为1591=158mm，因对称布置，故 高速轴上的齿轮受力和低速轴的力大小相等，反向相反，即： 因齿轮相对于轴承对称布置，A、B支座的支反力数值一样

16、，故只计算一边即可。求轴承A处支反力： 水平平面： 垂直平面： 合力： 考虑带的压力对轴承支反力的影响，因方向不定，以最不利因数考虑： 轴承受到的最大力为：正常使用情况，查表得： ， ， 查表：轴承6212的基本额定动载荷C=47.8kN,代入公式：低速轴：正常使用情况，查表得：，查表：轴承6213的基本额定动载荷C=57.2kN，因齿轮相对于轴称为对称布置，轴承的受力一样，可只算一处，计算A处，当量动载荷：代入公式：从计算结果看，高速轴轴承使用时间较短。按最短时间算，如按每天两班制（10小时）工作，每年按250天计算，可满足5年寿命。这只是理论，实际情况比较复杂，应根据使用情况，注意检查，发

17、现损坏及时更换。低速轴轴承因轴承转速太低，使用时间太长，实际应用中会有很多因素，要注意观察，发现损坏及时更换。11.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=1.5选用TL8型弹性套柱联轴器，公称尺寸转矩=710。采用Z型轴孔，A型键轴孔直径d=60，轴孔长度L=84.TL8型弹性套住联轴器有关参数：型号公称转矩T/(N·m)轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm材料轴孔类型键槽类型TL87106084HT200Z型A型12.润滑与密封润滑方式轴承的润滑方式取决于浸油齿轮的圆周速度，即大齿轮的圆周速度，大齿轮的圆周速度V=1.507

18、2m/s故：应选脂润滑。密封方式1）因轴的转速不高，高速轴轴颈的圆周速度为 故：高速轴处选用接触式毡圈密封。2）低速轴轴颈的圆周速度为： 故：低速轴处选用接触式毡圈密封。3）箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法4）观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封5）轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部13.箱体及附件的设计箱体的选择一般使用情况下，为制造与加工方便，采用铸造箱体，材料为铸铁。箱体结构采用剖分式，剖分面选择在轴线所在的水平面上。箱体中心高度：取中心高度取箱体厚度选择轴承端盖选用凸缘式轴承盖，根据轴承型号设计轴承盖的

19、尺寸：高速轴：低速轴：确定检查孔与孔盖检查孔尺寸：检查孔盖尺寸：厚度取6mm。箱座壁厚=25mm 箱座凸缘厚度b=15mm , =8mm箱盖厚度=15mm 箱盖凸缘厚度=15mm箱底座凸缘厚度=2.5mm , =8mm ,轴承旁凸台高度h=46，凸台半径R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离=20mm大齿轮顶与内机壁距离=18mm小齿端面到内机壁距离=15mm=4.32kw总=0.8674=4.98kwPed = 5.5 kw选Y160M2-8电动机n满 = 720 r/minn=76.43r/mini总=9.42r/mini带=3i齿=3.14n0=720r/minnI=240r/minnII=

20、76.43r/minnIII=nII p0=4.98kwp1=4.7808kwp2=4.591kwp3=4.32kwTd=66.054X103TI=190.236X103TII=573.62X103TIII=539.722X103Pc=6.05kwA带dd1=150mmdd2=450 mmB带dd1=140mmdd2=425mmA带V=5.652m/sB带V=5.2752m/sA带a0=500mmB带a0=450mmA带L0=1987mmLd=2050mmB带L0=1682.705mmLd=1760mmA带a=531.5mmB带a=489A带1=147.65°B带1=146.61&#

21、176;A带Z=4B带=3F0=311.818NFR=1811.315N小齿轮40cr调质大齿轮45钢正火Z1=30Z2=95m=4mmb1=97mmb2=102mmd1=120mmd2=380mmV=1.507m/sda1=128mmda2=388mmP=12.56mmhf=5mmha=4mmdf1=110mmdf2=370mmd2=61mm联轴器型号为TL8L=84mmd2=55mm高速轴轴承选6212低速轴轴承选621344302h1813749h轴承润滑方式为脂润滑高速轴选用接触式毡圈密封低速轴选用接触式毡圈密封设计总结通过本次课程设计，使自己对所学的这一门课程进一步加深了理解，对于各

22、方面知识之间的联系有了实际的体会。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续学习和实践。本设计由于时间紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，若想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨。但作为一次练习，确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到各种方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、控制系统设计及步进电动机的选用等方面的认识和应用能力。总之，本次设计让我受益非浅，各方面的能力得到了一定的提高。作为一名大三的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义的。在已度过的两年多大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上把握的仅仅是专业基础课的理论面，如何往面对现实中的各种机械设计？如何把