机械设计课程设计-单级斜齿圆柱齿轮减速器说明书

1、目 录l 设计任务.2 电动机的选择计算.3 传动装置的运动和动力参数计算.4 传动零件的设计计算.5 齿轮的设计计算.6 轴的设计计算.7 减速器高速轴的校核.8 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.9 高速键联接的选择和验算.10 联轴器的选择.11 润滑与密封.12 参考文献.13 设计体会. .一 设计任务1总体布置简图 1电动机；2皮带；3齿轮减速器；4带式运输机；5鼓轮；6联轴器2 工作情况：载荷平稳、单向旋转原始数据鼓轮的扭矩TNm：鼓轮的直径Dmm：400运输带速度Vm/s：带速允许偏差：5使用年限年：10工作制度班/日：24 设计内容电动机的选择与运动参数计算；斜齿轮传动

2、设计计算轴的设计滚动轴承的选择键和连轴器的选择与校核；装配图、零件图的绘制设计计算说明书的编写5设计任务减速器总装配图一张齿轮、轴零件图各一张设计说明书一份6 设计进度第一阶段：总体计算和传动件参数计算第二阶段：轴与轴系零件的设计第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、电动机的选择计算如图2-1所示的胶带运输带的有效拉力F=6500N，工作速度v=m/s,传动滚动直径D=400mm,载荷平稳，电源为三相交流，空载启动，室内工作有粉尘,使用期限10年。带速允许误差大于-5%且小于5%,试选择电动机。图2-1按工作要求及工作条件选用三相异步

3、电动机,封闭自扇冷式结构,电压为380V,Y系列。 2.选择电动机功率卷筒所需的有效功率：= kw传动装置的总效率： V带传动的效率 带5闭式齿轮的传动效率 齿轮7一对滚动轴承的效率 轴承8联轴器的效率 联轴器传动滚筒效率 滚筒=0.96传动总效率582所需电动机功率 =kw由表9-39指导书209页可选用Y系列三相异步电动机Y180L-6型，额定功率P0 =15kw或选用Y系列三相异步电动机Y160L-4型，额定功率P0 =15kw,均满足P0 Pr。3.选取电动机的转速滚筒转速 =r/min根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为15KW，同步转速分别为1500r/min和1000r/min

4、两种型号的电动机。电动机数据及传动比方案号电机型号额定功率/KW同步转速/r/min满载转速/(r/min)总传动比1Y160L-415150014602Y180L-6151000970通过比拟决定选择第2种方案，电动机型号为Y180L-6, 同步转速为1000r/min，所选电动机的数据和安装尺寸如下表额定功率P0/kw15电动机外伸轴直径D/mm38满载转速n0r/min970电动机外伸轴长度E/mm80额定扭矩电动机中心高H/mm132三、传动装置的运动及动力参数计算1、分配传动比电动机的满载转数n0=970r/min总传动比 i总 = n0/nw = 970/=取i带 =2.5 那么减

5、速器的传动比 i齿轮= i总/i带=/2.5=5.4162、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴P0=Pr=kwn0=970r/minT0=9550P0/n0=9550/970=轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带 =2.5，带传动效率带=0.95， P1= P001= P0带 =0.95=kwn1= n0/i 01=970/2.5=388r/minT1=9550P1/n1=9550/388=轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为轴承8 闭式齿轮传动的效率为齿轮7那么127P=P12=0.95=kwn=n/i=388/5.r/minT=9550P/n=9550=轴：即传动滚筒轴

6、 轴承8 联轴器=0.99 齿轮 23P=P23=kwn= n/i=/1r/minT3=9550P/n=9550=各轴运动及动力参数轴序号功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率0970V带传动2.51388闭式齿轮传动5.41627弹性联轴器3四、传动零件的设计计算1、V带传动的设计算(1)确定设计功率PC , 载荷有轻度冲击， 2班制， =书218PC=P=18kw(2)选取V带的型号 根据PC和n0，因工作点处于B型区，应选B型带。课本图13-15(3)确定带轮基准直径、选择小带轮直径由表10-4书P214页确定=140mm验算带速V书P211V=m/s在5m/s

7、25m/s之间，故符合要求。书P220确定从动轮基准直径(书P211)=(1-)=140(1-0.02)=343mm按表10-5书215页取从动轮基准直径为=355mm (4)确定中心距a和带的基准长度Ld初定中心a书P220取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a=1.8(+(140+355)=891mm确定带的计算基准长度Ld按式 L=2a+( +)+=2由表10-2书213页取标准Ld =2500确定实际中心距=+=891+=855(5)验算包角180-=180-=1651200 符合要求(6)确定带根数z根据电机的转速n=970和小带轮直径140mm，由图10-7

8、书P214页查得 P=2.2kw ，再由表13-5书216页得P=0.3 (i=2.5)由表13-7书P217页查得 K由表13-2书P212页查得KZ=0根取Z=3根 7、计算作用于轴上的载荷F单根V带的初拉力：F0=500(-1)+q=500=N式中q由表10-1指导书140页查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=23=N8 带轮结构设计 带速V30m/s 材料用灰铸铁 用HT150或HT200 300mm 用轮辐式9 带轮轮槽尺寸由表4-2指导书224页得 h=15mm,h=,e=19mm,f= Bd=14mm,=B=(z -1)e+2f=(3-1)19+211.5=61mm图4-1 小

9、带轮结构图图4-2 大带轮结构图五、齿轮的设计计算：材料精度等级齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理， 小齿轮45调质,=650MPa,=360Mpa，硬度217255HB； 大齿轮45正火, =580MPa, =290MPa,硬度162217HB。齿轮精度等级为8级.计算循环次数NN=60nj=603881(1036516)=1360000000工作十年，两班制N=10由表11-5P171页取载荷系数S由图11-1书166页查得 =600Mpa ， =380MPa计算许用接触应力= =600Mpa= =380Mpa因 计算中取=380MPa小轮轮距 TT1010=270000

10、Nm由表11-3P169取得K=1.8，由表11-6P175取得=0.8，由表11-4P171取得Za =mm取中心距a=mm 取小轮齿数=21那么大齿轮数=114所以计算得到=5.428-5.416/5.416=0.18%在正负5%之间，故合理。模数m=/齿宽b=m=m=741mm388/60对照表11-2P168可知，选用8级精度是适宜的。3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11-3得k由图11-2b指导书177页按8级精度和vZ25/100=3 校核齿根弯曲疲劳强度=360MPa=240MPa=MPa2m/s所以滚动轴承采用油润滑高速轴密封处的圆周速度V由于V2m/s，所以采

11、用毡圈密封。低速轴密封处的圆周速度V由于V 计算轴承A的寿命PA= 预期寿命满足要求大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知：V带带轮材料为钢 ，轴的材料为45钢，V带与轴的配合直径为35mm，V带轮毂长为70mm，传递转矩T=Nm1.选择键的材料、类型和尺寸。a.键的材料选用45钢，b.选择最常用的A型普通平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。c.键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d=35mm由标准中选定，键的长度由轮毂长确定，查表得bh=8*7,L=65mm.2.键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三个零件中较弱零件的压溃。由于带轮

12、材料是钢，许用挤压应力由表9-7指导书135页查得=100MPa。键的计算长度l=L-b=65-8=57mm =100Mpa平安十 联轴器的选择在减速器低速轴与工作机之间需采用联轴器联接。由于工作机和减速器之间可能产生一定的径向位移和角位移。应选用弹性柱销联轴器。由式Tc=Nm n=7r/min由表2-14-1(课设指导书114页) LH4联轴器4084 GB/T50142003其公称转矩 Tn=1250 Nm Nm，许用转矩n=2800r/min7r/min 十一 减速器箱体的结构设计参照参考文献机械设计课程设计?修订版 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992年第19页表1.5-1可

13、计算得，箱体的结构尺寸如表8.1： 减速器箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计 算 公 式计算结果箱座壁厚度=56mm取=8mm箱盖壁厚度18=6.4608取1=8mm机座凸缘厚度b8=12mmb=12mm机盖凸缘厚度b1b118=12mmb1=12mm箱底座凸缘厚度P8=20mmP=20mm地脚螺钉直径和数目Df=16mm n=4Df=16mm n=4 通气孔直径Df=20mmDf=20mm地脚沉头座直径D0D0=45mmD0=45mm底座凸缘尺寸C1min=25mm C1min=25mm C2min=23mmC2min=23mm轴承旁连接螺栓直径d1d1= 12mmd1=

14、12mm定位销直径d =()d =7mm箱座盖连接螺栓直径d 2 =(0.50.6)16=8mmd 2 =8mm大齿轮顶园与箱内壁距离8mm=10mm上下箱连接螺栓通孔直径d28 1015mm=10mm轴承盖螺钉直径和数目n,d3n=4, d3=8mmn=4d3=8mm检查孔盖螺钉直径d4d4=0.316=4.8mmd4=6mm轴承端盖外径D1D1=(55.5) 7+62=取D1=100mm凸缘箱体外壁至轴承座端面距离KK= C1+ C2+(58)=32mmK=32mm机盖、机座肋厚m1,mm11=mm=mmm1=7mm, m=7mm十二 润滑与密封1减速器齿轮传动润滑方式和润滑油的选择a.减速器齿轮传动润滑方式:油润滑；b.润滑油的选择：工业