单级带传动减速器

1、F=1700NV=1.6m/sD=350mmPw=2.72kwPd=3.2kwn筒=87.4r/min机械设计课程设计一、传动方案拟定第一组：设计V单级圆柱减速器(1)工作条件：1、使用年限8年，工作为二班工作制连续单向运转，载荷平稳，环境清2、检修间隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修。3、动力来源：电力三相交流：V=380/220V。4、运输带速度允许误差：5%。5、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。(2)原始数据：滚筒圆周力F=1700N;带速V=1.6m/s；滚筒直径D=350mm。(3)带式传动方案示意图二、电动机选择1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机

2、2、电动机功率选择：1工作机所需要的有效功率为Pw=FV/1000=1700X1.6/1000=2.72kw2为了计算电动机的所需要功率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总功率。设、22334445、66分别为带轮、齿轮传动轴承、圆柱齿轮传动(设齿轮精度为8级)、弹性联轴器、滚动轴承、滚筒。由资料书表2-2查得“i=0.95、42=0.99、43=0.97、44=0.99,45=0.98、46=0.96。传动装置的总功率：“总二41*44*22X43X45X46=0.95X0.992X0.97X0.99X0.96X0.98=0.843电动机所需要功率为Pd=Pw/q=2.72/0.84=3.

3、2kw由文献2选取电动机的额定功率为4kw03、确定电动机转速：选择常用的同步转速为1500r/min和1000r/min两种。计算滚筒工作转速:n筒=60X1000V/兀D=60X1000X1.6/兀x350=87.4r/min刀总=0.84Pw=2.72KWPd=3.2KW方案号电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比堵转转矩最大转矩1Y112M-44KW1500r/rin1440r/rin16.52.22.32Y132M1-64KW1000r/rin960r/rin11.02.02.23Y160M1-84KW750r/rin715r/rin8.22.02.04、确定电动机型号根据电动机

4、所需功率和同步转速，查文献2可知，电动机型号为Y112M-4、Y160M1-8和Y132M1-6。根据电动机的满载转速和Nm滚筒转速Nw可算出总传动比。将这两种电动的数据和总传动比列于下表：电动机的数据及总传动比根据以上选用的电动机类型，虽然方案1电动机转速高价格低，但总传动比比较大，为了能合理的分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案2,即型号为Y132M1-6的电动机。i总=11.0i1=3i2=3.7n电机=960r/minni=320r/minnii=86.5r/minniii=86.5r/minPi=3.04(KW)Pii=2.92(KW)Piii=2.86(KWKa=1.2P=

5、4KW机械设计课程设计三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=口电机/n筒=960/87.4=11.02、分配各级伟动比(1)据文献2P7表1,取带轮i1=3(单级减速器i=35合理)(2)减速器的总传动比为i2=i总力1=11.0/3=3.7四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速(r/min)nI=n电机/i1=960/3=320(r/min)nn=m/i2=320/3.7=86.5(r/min)nm=nII=86.5(r/min)2、 计算各轴的功率(KW)P=Pd41=3.2X0.95=3.04(KW)Pi尸PiX“3X“2=3.04X0.99X0.97=2.92(KW

6、)Piii=PiiXT4XT2=2.92X0.99X0.99=2.86(KW3、 计算各轴扭矩(Nm)Td=9550Pd/nm=9550义3.2/960=31.80(Nm)Ti=9550P/ni=9550义3.04/320=90.73(Nm)Tii=9550Pii/nH=9550X2.92/86.5=322.38(Nm)Tiii=9550PIii/niii=9550X2.86/86.5=315.76(N-m)机械设计课程设计五、传动零件的设计计算A、皮带轮传动的设计计算(1)确定计算功率Pca由文献1表8-7查得工作情况系数Ka=1.2n电机=960r/min故Pca=KAP=1.2X4=4.

7、8KW(2)选择普通V带截型dd1=100mmi1=3d2=300mma0=610mm根据Pc和m,由文献1图8-10得：选用A型V带(3)确定带轮基准直径，并验算带速1)初选小带轮的基准直径dd1。由课本表13-9,取小带轮基准直径dd1=100mm2)验算带速V二d1nv-w-=3.14x100x960/60x1000=5.024m/s60x1000因为5mv(Fo)min。(8)压轴力的最小值为(Fp)min=2Z(Fo)minsin(：1/2)=2X5X155.9Xsin(1630/2)=1540N(9)带轮的结构设计L=(1.52)ds铸铁带轮HT150D300mm采用轮辐式带轮B、

8、减速器内部传动零件的设计(齿轮设计)1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)选用斜齿圆柱齿轮(2)运输机为一般工作机器，速度并不高，故选级精度(3)材料选择，齿轮属于闭式齿轮，减速器功率不大，所以选择软齿面。选小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度位260HBs大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为230HBs二者的硬度差为30HBs(4)选小齿轮齿数乙=18,大齿轮齿数乙=18父4.533=81.594取乙=82。v=5.024m/sZ=5Pi=3.04kwNi=320r/minI2=3.7Ti=9.1X104Nmm2、按齿面接触强度计算d1t2KtT1(u_1)(ZhZe)2/(|)d；au(

9、oh)21/3(1)确定公式内的各计算值1)试选载荷系数Kt=1.5o课本表11-32)计算小齿轮传递的转矩。Ti=95.5X105XR/n1=95.5乂105X3.04/320=9.1x104Nmm3)由课本表11-6选取尺宽系数(I)d=1.1。4)由课本表11-4查知材料的弹性影响系数Ze=189.8MP25)由课本图可选取区域系数Zh=2.5o6)由课本表11-1按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=720MPa,大齿轮的接触疲劳强度极限仃hlim2=620MPa。由课本表11-1查得小机械设计课程设计齿轮的弯曲疲劳极限二FE1=600Mpa；大齿轮的弯曲疲劳极限;一FE2

10、=460Mpa；.计算弯曲疲劳许用应力。Zh=2.5dd=1.1Ze=189.8MP2Kt=1.5取弯曲疲劳安全系数Sf=1.25,Sh=1.1由课本表11-5得cHi=-Hlimi/Sh=720/1.1=650MPa入2=二Hlim2/Sh=620/1.1=564MPad1t=60.7mm二F产二fei/Sf=600/1.25=480Mpa二f2=二FE2/Sf=460/1.25=368Mpa(2)计算。1)试算小齿轮分度圆直径dh,由计算公式得m=2.5mmZ1=30Z2=111b2=70mmb1=75mmd1=75mmd2=228mma=152mmd1t2KtT1(u+1)(ZhZe)2

11、/(dau(仃H了严=2乂1.5(0.91X105)义(3.7+1/3.7)(2.5X189.8/564)21/3=60.7mm2)计算齿宽b齿数Z中心距a及模数m小齿轮齿数取Zi=30,课本要求Zi17.则Z2=3.7X30=111模数m=di/Z1=60.7/30=2.02mm齿宽b=小dd1=1.1x60.7=66.77mm则b2=70mm,b=75mm按表4-1取m=2.5mm实际d=Z1m=30X2.5=75mmd2=Z2m=2.5X111=228mm中心距a=(d1+d2)/2=(75+228)/2=152mmoF1=88MPa3)验算轮齿的弯曲强度由课本图得YFa1=2.60,Y

12、Fa2=2.22Ysa1=1.63,Ysa2=1.83二F2=84MPa仃F1=2KT1YFa1Ysa1/bm2Z1=2X1.5X9.1X104X2.60X1.63/(70X30X2.52)=88MPa480MpaOf2=51YFa2Ysa2/YFa1Ysa1=88x2.22乂1.83/(2.6乂1.63)=84MPsi368MPa4)计算圆周速度。V=7tditn1/60X1000=7tx75x320/60X1000m/s=1.3m/sV=1.3m/s对照表11-2可知选用9级精度是合理的。5)齿轮的主要集合尺寸分度圆直径d1=75mmd2=228mm基圆直彳5db1=d1cosa=75Xc

13、os200=70.5mmdb2=d2cosa=228义cos200=214.2mm齿距p1=p2=二m=3.14X2.5=7.85mm机械设计课程设计中心距a=152mm齿顶高hai=ha2=ham=2.5X1.0=2.5mm齿根高hfi=hf2=(ha*+c*)m=1.25x2.5=3.125mm六、轴的设计计算A、输入轴的设计计算1.已知传递的功率R=3.04kW,转速n=320r/min,转矩T1=90.73Nm,标准直齿轮的法向压力角an=203.求作用在齿轮上的力因已知小齿轮的分度圆直径为d1=75mmk2T而Ft1=2X90.73/75N=2419.47Nd1Fr=Ftxtana=

14、2419.47xtan200=880.62N圆周力Ft,径向力Fr及轴向力Fa的方向如图(6-1)所示。z=21z2=95a=180mmB=14506mn=3CCUiEMEvnwniWHCWmMTpgv!机械设计课程设计图（6-1）小轴的载荷分析图4,初步确定轴的最小直径。先按课本表（14-1）选取轴的材料为40cr,调质处理，硬度为241286HBS。根据课机械设计课程设计本表14-2,取0=102,于是得33.,人P3.04kwdmin=C=102mm=21.6mmn-320考虑有键槽，因该增大直径。d=21.6X(1+0.05)=22.68mm输入轴的最小直径显然是安装皮带轮处的直径di

15、-n,圆整取d：-n=25mm0根据资料皮带轮的毂长取L|=50mm。图(6-2)小轴的结构分析图5 .轴的结构设计(1)拟定轴上零件的装配方案由于是单级减速器，将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，因为齿轮的齿根圆到键槽底部的距离ec(P3/n3)3=115(2.168/76.4)3=载荷水平向H垂直面V支反力FFnhi=Fnh2=1295.045NFnvi=-1283.504NFnv2=-514.308N弯矩MMH=86120.49N-mmMV1=109859N-mm,MV2=-34201.461N-mm机械设计课程设计翻才，于它聿并抽#法0.07d,故取h=5mm,则轴环处直径dv-

16、vi=69mm。轴环宽度b1.4h,取Lv-vz=9mm0div-w=65mm,Lw-vn=7.5mm。4) .轴承端盖的总宽度为35mm。根据轴承端盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外面与皮带轮的右端面间的距离l=13.5mm,故L口-w=48.5mm。5) .取齿轮距箱体内壁之距离a=15mm考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s,取s=9mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。Tj=367.443N-nu=70.59r/minpj=2.716kW:n=200d2=294.82mm(3)轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接

17、。按div-v由文献1表6-1查得平键截面bxh=16mmx10mm,键槽用键槽铳刀加工，长为60mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为巨工；同样，半联轴器与轴的连接，选用n6H7平键为12mmX8mm,键槽用键槽铳刀加工，长为70mm,半联轴命与轴的配合为。像k6动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸共查为m6oKa=1.3(4)确定轴上圆角和倒角尺寸参考文献1表15-2,取轴端倒角为1.6mm,左端的第一个和第二个轴肩的圆角半径为R1.6,其余均取R2126 .求轴上的载荷机械设计课程设计南#/孝*，科弘学法CCUMi0Vfflwn*

18、WTWUniETEJ!首先根据轴的结构图，作出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取图示中的a值。又t于6211型深沟球轴承。由手册中查得a=10mm因此，作为简支梁的轴的支承跨距L=147mmK=10Q根据轴的计算简图作出轴的弯矩、扭矩图和计算弯矩图。从轴的结构图和计算弯矩图中可以看出截面C处的计算弯矩最大，是轴的危险截面。现将计算出的截面C处的MH、M/、M及Mca的值列于表中。图6-4大轴的载荷分析图载荷水平向H垂直面V支反力FFnh1=1246.916N,FNH2=1246.916NFnv1=1201.373N,Fnv2=-262.862N弯矩MMh=82886.265N

19、-mmMV1=79891.304N-mm,MV2=-17480.323N-mmLw-w=29mm13机械设计课程设计总弯矩M1=，M：+M/i=V82886.2652+79891.3042=115120.603N-mmM2=JM；+M；2=J82886.2652+（17480.323）2=84709.472N-mm扭矩TTjj=367443Nmm7.按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即截面B）的强度。根据文献1式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取a=0.6,轴的计算应力.M；(：T2)2_.115120.603

20、2(0.6367443)2W-0.1294.823MPa=5.5Mpa前已经选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献1表15-1查得。=60Mpa。因此仃ca。,故安全。七.减速器附件的选择通气器由于在室内使用，且有少量的灰尘环境，故采用通气罩采用M18X1.5油面指示器选用游标尺M16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M16X1.5八.润滑与密封1、 齿轮的润滑因齿轮的圆周速度12m/s,所以才用浸油润滑的润滑方式。采用浸油润滑，低速级齿轮浸入油高度约为12mm,油高度约为十分之一大齿轮半径，最高油面取为55mm。2、 滚动轴承的润滑因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度V2m/s所以采用润滑脂润滑。在装配时将润滑脂填入轴承座内，每工作3-6月补充一次，每过一年，需拆装清洗更换一次。3、 润滑油的选择选用钙基润滑脂2号（GB491-1991）4、 密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，轴承盖结构尺