单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计计算说明书精品

1、XXXX 大学 X学院课程设计说明书课程名称：机械零件课程设计题目名称：带式运输机的齿轮减速器班级： 2008 级机械设计制造及其自动化专业四班姓名：侯文恒学号：200841914412指导教师：高英武评定成绩：教师评语：指导老师签名：20年月日目录一、设计任务书2二、设计目的4三、运动参数的计算，原动机选择4四、链条传动的设计计算5五、齿轮传动的设计计算 5 六、轴的设计计算低速轴的设计8高速轴的设计与校核8七滚动轴承的选择校核11八键的选择和校核12九联轴器的选择和计算13十一润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择14十二 .设计小结15十三 . 参考资料15一 . 设计任务书1. 设计题目

2、 ： 带式运输机的齿轮减速器2. 传动装置简图1. 电动机 2. 联轴器 3. 单级斜齿圆柱论减速器 4. 链传动 5. 驱动滚轮 6. 运动带3. 工作条件1）使用期限 10 年，二班制（每年按300 天计算） ;2）载荷有轻微冲击 ;3）运输物品，货物 ;4）传动不可逆 .4. 原始条件1) 工作机输入功率 4.5KW;2) 工作机输入转速 160r/min.二 . 设计目的（1）培养理论联系实际的设计思想，分析和解决机械设计、选型和校核计算等方面的知识。（2）培养学生对机械设计的技能以及独立分析问题、解决问题能力。树立正确的设计思想，重点掌握典型齿轮减速器的工作原理和动力计算特点，为今后

3、的实际工作奠定基础。（3）进行设计基本技能的训练，例如查阅设计资料（手册、标准和规范等）、计算、运用以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。进一步培养学生的 CAD制图能力和编写设计说明书等基本技能。完成作为工程技术人员在机械设计方面所必备的设计能力的训练。三、运动参数的计算，原动机选择一、电动机的选择1运动参数的计算，电动机的选择。（1）查表可得各传动机构的传动效率如下表：效率齿轮键联轴器轴承卷筒0.970.960.990.990.96所以由上表计算出机构的总的传动效率总=0.99 2×0.99 × 0.97 ×0.96 × 0.97 

4、5; 0.96=0.84计算电动机功率P 电 =4.5/0.84=5.36(kw)(2) 选择电动机a) 根据电机转速、 电机所需的工作功率 Pd 考虑到传动装置尺寸、 重量传动比与价格等因素，根据机械设计手册 167 页表 12-1 查得电动机型号为 Y132S1-2， 额定功率为5.5KW，满载转速为 2900r/min.b) 分析电动机选择：同一功率的电动机通常有几种同步转速可供选用，同步转速高的电动机 , 级数越少 , 成本越低 , 所以应尽量选用同步转速高的电动机 .2. 传动比的分配总传动比： i 总 =n 电动 /n 筒=2900/150=18.125i总=i齿× i链

5、 i链（ 2-7 ） i齿（ 4-6 ）取i链=4.1 ; i齿=4.73. 计算轴的转速，功率，转矩项目电动机轴轴轴转速 n29002900644160功率 p5.55.395.184.62转矩 T18.1117.7576.7275.72传动比 i14.74.1效率0.990.960.95四链条传动的设计计算计算及说明结果1. 由上面步骤可知； i 链=4.1链轮齿数；表 13-12选 Z=23-25取Z =2311大齿轮的齿数 : Z 2 =i链 Z1 =94.3取 Z2=95实际传动比 :i=Z 2/Z 1 =95/23=4.13(误差小于 5% 可用 )2. 链条节数：初定中心距 a0

6、 =40Pa ，由式下式可得：Lp =2a 0/P + (Z 1+Z2)/2 + P/a 0 × (Z 2-Z 1) 2/(2 ) 2=142.3 节A3. 计算功率： K =1.2取 Lp=142 节Pc =K P =5.18 ×1.2=6.27KWA4. 链条节距： P0 =Pc/KzKm =5.09KW结合小链轮的转速 (n=644r/min) ，查图可知：Kz =(Z 1/19) 1.08 =1.23采用单排链 Km =1.0 ,节距 P=15.875mm5. 实际中心距： a =a 0 =30P =635mm选用 10A 单排链6. 计算链速： v =Z 1Pn1

7、 /60000 =3.92m/s7. 作用在轴上的压力：FQ =（ 1.2 1.3 ）F ；取 FQ =1.3F F =1000Pc/v =1586.7NFQ =2062.8N五齿传动的设计计算计算及说明结果一齿轮的设计1. 选择齿轮类型，材料及齿数1) 按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2) 材料选择：分析选择小齿轮材料为 45 钢（表面淬火），硬度为 4050HRC，大齿轮材料为 45 钢（表面淬火），硬度为 40 50HRC，二者材料选取一致。3) 取小齿轮齿数为 Z1=19，大齿轮齿数为 Z2=4.5 ×19=85.5 ，取Z2=862. 按齿根弯曲强度设计计算1）查

8、得大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限 FE=680MPa，大 、小齿 轮接 触疲劳 极限 Hlim =1150Mpa,最 小安 全系 数 SH=1,SF=1.25, 弹性系数 ZE=188.0,Z H=2.5, 计算弯曲疲劳许用应力: F1= F2=0.7 FE/S F=380.8MpaH1=H2=SHlim. /S H=1150MPa2）计算载荷系数 K齿轮按 8 级精度制造。查表取载荷系数 K=1.3，齿宽系数 d=0.8 ，计算齿轮转矩初选螺旋角实际传动比以及齿形系数。小齿轮上的转矩T 1 = 9.55 × 106×（ P / n ）= 1.77×104 N

9、83;mm初选螺旋角= 15°齿形系数 Z =Z /=21.08V11ZV2=Z2/=95.43查图 11 8得 Y =2.88Y=2.23Fa1Fa2查图 11 9得 Y Sa1=1.57YSa2= 1.783) 计算大、小齿轮的 YFa YSa 并加以比较FYFa 1YSa1 = 0.01187YFa 2YSa2 = 0.01042F 1F 2故应对小齿轮进行弯曲强度计算3YFa 1YSa1 cos2法向模数 m n2KT1= 1.38d z12· F 1取 mn= 24) 计算中心距az1 z2 mn = 108.71mm2cosa 圆整后取 110mm5) 按圆整后

10、的中心距修正螺旋角= arcosz1z2 mn = 17 。 2048”2a6) 计算大、小齿轮的分度圆直径z1 mnd1=39.81mmz2 mnd2=180.2mm7) 计算齿轮宽度b=dd1= 0.8×39.81= 31.848mm取 b1= 32mm，b2 = 37mm3. 按齿面接触强度设计H1= Z EZHZ2KT1 · 12bd1= 126.7MPa H1= 380.8MPaH2= Z EZHZ2KT21 ·1bd1=111.23 MPa H2 = 380.8MPa安全齿轮的圆周速度V=d1n1= 6.04 m/s100060对照表可知，选8 级制造

11、精度是合宜的。各参数如下图项目结果齿数Z1=19Z =862分度圆直径d1=39.81mmd2= 180.2mm中心距a= 110mm齿轮宽度b1 = 32mmb2 = 37mm六 轴的计算计算及说明1. 计算各轴的最小直径结果根据公式 d A3 P0n得： d1 13.5mm ;d2 22mm考虑到第轴与联轴器相接，第轴与齿轮相接，由于链轮和联轴器是标准件，查表确定第轴最小径为 16mm; 第轴最小直径为 24 mm2. 确定齿轮和轴承的润滑计算齿轮圆周速度v齿轮采用油池润滑3. 轴材料的选择根据轴的受力分析查表4. 轴的结构设计(1) 高速轴d 1n1 =6.04m/s60100015-1

12、 选择 45 钢，正火处理拟订轴上的零件装配方案，根据受力分析选择角接触球轴承，根据最小直径和安装轴承盖和齿轮的要求， 初步定轴长和轴肩，轴端倒角为 2×45°, 各轴间处的倒角半径为 R4。选择圆锥磙子轴承 30205 d = 25 mm D = 52mm B = 15 mm T=16.25mm。1=16mmd2=20mmdd3=25mm643214=30mmDDDDDd6=25mmd这根高速轴为齿轮轴，m = 2 z = 19,分度圆 d =40mm(2) 低速轴拟订轴上的零件装配方案，根据受力分析选择角接触球轴承，根据最小直径和安装轴承盖和齿轮的要求，初步定轴长和轴肩

13、，轴端倒角为2×45°, 各轴间处的倒角半径为R4。选择圆锥磙子轴承30206 d= 35 mm D = 72 mm B= 17mmT=17.25由于 D1和 D4出需要装配轴承，所以 D1=D4=30 mm ,与轴承内壁配合。 D3处为齿轮定位作用根据结构定 D3=36 mm。根据轴的最小直径所以 D6=22mm与链轮配合。d1=30mmd2=42mmd3=36mmd4=30mmd5=26mmd6=22mm根据轴肩的要求D2= 42 mm。根据齿宽 B 和轴承标准件的宽度以及箱座的的结构，定L1=17mm;L2=10 mm;L3=33mm ;L4=30 mm; L5=53

14、 mm ；总长 L = 200mm ；轴的公差 : 根据表 18-5 得， D2= 42 H7/js6 D1=D4= 30 H7/h6D6=22H7/h6 ；以上配合都选用7 级精度标准。即 IT7 。5. 轴的校核（低速轴）低速轴的圆周力T2=76700N·mmd =180mmN2n=20°径向力=17.34 °L=70mm320NK=122mm轴向力265N1) 求垂直面的支承反力F=2062.8 N-180.7N501N2) 求水平面的支承反力425N3）F 力在支点产生的反力3593N5655N外力 F 作用方向与链传动方向的布置有关，在具体布置尚未确定前

15、，可按最不利的情况考虑4）绘垂直面的弯矩图（轴的载荷分析图）17.5N ·m-6.3N ·m5) 绘水平面的弯矩图（轴的载荷分析图）14.9N · m6）F 力产生的弯矩图（轴的载荷分析图）251.7 N · ma- a 截面 F 力产生的弯矩为125.8 N ·m7）求合成弯矩图（轴的载荷分析图）考虑到最不利的情况，把与直接相加148.8N · m142 N · m8）求轴传递的转矩76.5 N ·m9）求危险截面的当量弯矩由图可见， a-a 截面最危险，其当量弯矩为轴的载荷分析图如下如认为轴的扭切应力是脉动循环

16、应力，取折合系数=0.6 ，代入上式可得155.7N ·m10）计算危险截面处的直径轴的材料选用 45 钢，调质处理，查的 B= 650MPa,查的 -1b = 60MPa, 则29.6 mm考虑到键槽对轴的削弱，将d 值加大 5%，故d= 1.05×29.6= 31mm < d 3 =36mm所以轴合格七 滚动轴承的选择及计算计算及说明结果分析低速轴上的受力情况，初选用圆锥滚子轴承 30206由前面内容可1. 径向力知FV1=180.7NFV2=501NFr1 =461.3NFNI =FH2=425NFr2 =657N2. 内部轴向力查表有 Y=1.6F S1=FR

17、1/2Y=144.2NFS2=FR2/2Y=205.3N3. 轴向力Fa=265.4N由于 FS1+Fa=409.6FS2所以轴向力为 Fa1 =409.6; Fa2 =205.3N且轴承 1 紧压，轴承 2 放松4. 当量载荷查表可知 e=1.5=0.402由于 Fa1/ F r1 =0.88 0.402Fa2/ Fr2 =0.31 0.402所以 X1 =0.4 Y 1=0.4=1.49; X 2=1 Y2=0故当量动载荷为P 1=X1 F r1 + Y1 F a1=794.8 NP 2=X2 F r2 + Y2 F a2=657NL =300 10 165. 基本额定动载荷Crh因轴的结

18、构要求两端选择同样尺寸的轴承，今P1P2，故应=48000(h)以轴承 1 的径向当量动载荷 P 为计算依据。因受中等冲击载1荷，查表有 f p =1.5, 工作温度正常，查表有 f t =1，所以Cr1 =f p P 1/f t =14.6KN查手册可知，轴承的径向基本额定动载荷 Cr =43.2KN。因为Cr1 Cr 。故选用 30206 轴承合适。八 键连接的选择及校核计算计算及说明1 高速轴上用于和联轴器相配合的键结果A 型平键轴径d1=16mm,L=50mm5× 5 x50查手册选用 A 型平键，得：p = 110MPa键 A 5 ×5×50 GB/T1

19、096-2003T1=17.75N· mh=5mm l=40mm根据课本得=22.19Mpa<A 型平键5× 5 x502 低速轴上用于和链轮相配合的键轴径 d2=22mmL2=50mmp = 110MPa查手册选用 A 型平键 , 得：键 A 5 ×5×50 GB/T1096-2003T2=76.7Nmh=5mm l=40mm据课本得= =69.7MPa<3、输出轴与大齿轮联接用平键联接轴径 d3=36mmL3=28mmT3 =76.7Nm查手册选用 A 型平键键 12×8 GB1096-79l=L 3-b=28-10=18mmh

20、=8mmA 型平键10x8 x28据课本得p =110Mpa= =59.2MPa<由上可知，选用的键均符合条件九 联轴器的选择根据轴设计中的相关数据，查表8-5 （机械设计基础课程设计） ，轴伸安装联轴器，考虑到该轴传递的扭矩较大，选用弹性柱销联器，选用联轴器的型号为 LT2, 其主要参数如下：型号LT3公称转矩 Tn/(N · m)31.5许用转速 n| 钢 (r/min)6300轴孔直径 d1、 d2、dz| 钢 (mm)16、18、 19轴孔长度 |Y 型 |L(mm)42轴孔长度 |J,J1,Z型|L1(mm)30轴孔长度 |J,J1,Z型|L(mm)42轴孔长度 |L

21、(mm)推荐42D|(mm)95A|(mm)35重量 |(kg)2.2转动惯量 |(kg · m2)0.0023许用安装补偿 | Y(mm)0.2许用安装补偿 | 1. 30'GB/T4323-2002十 减速器附件的选择通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤） ，采用 M12×1.5 油面指示器 : 选用游标尺 M6起吊装置 : 采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞 : 选用外六角油塞及垫片M8×1.5十一 润滑与密封1. 传动件的润滑（油池润滑） ：适用于齿轮圆周速度 V12m/s 的减速器。为了减小齿轮的阻力和油的升温， 齿轮浸入油中的深度以 1 2

22、个齿高为宜，速度高时还应浅些，在 0.7 个齿高上下，但至少要有 10mm,速度低时，允许浸入深度达 1/6 1/3 的大齿轮顶圆半径。油池保持一定深度，一般大齿轮齿顶圆到油池底面的距离不应小于 30 50mm。以免太浅会激起沉积在箱底的油泥，油池中应保持一定的油量，油量可按3每千瓦约 350700cm 来确定，在大功率时用较小值。2. 滚动轴承的润滑：减速器中滚动轴承的润滑应尽可能利用传动件的润滑油来实现，通常根据齿轮的圆周速度来选择润滑方式，本设计采用润滑脂润滑，并在轴承内侧设置挡油环，以免油池中的稀油进入舟车功能而使润滑脂稀释。3. 润滑剂的选择：润滑剂的选择与传动类型、载荷性质、工作条件、转动速度等多种因素有关。轴承负荷大、温度高、应选用粘度较大的润滑油。而轴承负荷较小、温度低、转速高时，应选用粘度较小的润滑油，一般减速器常采用 HT-40,HT-50 号机械油，也可采用 HL-20,HL-30 齿轮油。当采用润滑脂润滑时，轴承中润滑脂装入量可占轴承