一级圆柱齿轮减速器

1、设计题目： 带式输送机传动装置中一级直齿圆柱齿轮减速器。设计的主要容： 1电动机的选择与运动参数计算； 2齿轮传动设计计算 3轴的设计 4滚动轴承的选择 5键和连轴器的选择与校核； 6装配图、零件图的绘制 7设计计算说明书的编写 8选择一主要零件完成数控加工设计 9对一主要零件进展三维建模说明： 8 ， 9为任选题目录传动方案拟定电动机的选择 各轴运动的总传动比弁分配各级传动比 -运动参数及动力参数计算五、V带传动设计齿轮传动设计轴的设计滚动轴承的选择及校核计算键的校核计算十、联轴器的选择十一、润滑与密封 十二、减速器附件的选择及简要说明 十三、箱体主要构造尺寸的计算一、传动方案拟定设计带式输

2、送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器1总体布局简图1带传动 2电动机 3减速机 4联轴器 5转筒 6传送带2工作情况:载荷平稳、单向旋转3原始数据条件数据转筒直径D(mm)250传送带牵引力F(KN)1. 5传送带速度V(m/s)1使用年限年5:、电动机的选择1、电动机类型和构造型式的选择：按的工作要求和件，选用Y系列三相异步电动机。2、选择电动机的容量工作机所需功率Pw=工作机的效率w=0.90.96对带式输送机取 w =0.94带入上述得:FVPw=1000 nw= 1500X 1/1000X 0.94=1.6KW3.确定电动机的功率：电动机输由功率 Po=Pw/ n式中n为电动机至滚筒轴的

3、传动装置总效率(1)传动装置的总效率：查表2 2,取V带传动效率刀为0.96,滚动轴承两对 70.99,齿轮效率不为0.97,联轴器效率n为0.98由刀总=刀带X刀轴承X刀齿轮X刀联轴器X刀滚筒=0.96X 0.99X 0.99X 0.97X 0.98= 0.90(2)电机所需的工作功率：Pw=1.77KW因载荷平稳，电动机额定功率Pm只需略大于Po 即可，安表10-1中Y系列电动机技术数据表选取电动机的额 定功率Pm为2.2KW(3确定电动机的转速滚筒轴工作转速为；nw=60 x1000V/( tD)=60 x1000 x1/( 250)=76.39r/min安表2-1推荐的各级传动比围为：

4、V带传动比围i =2-4，单级圆柱齿轮传动比围：i =3-5，那么总传 动比围i =2x3-4x5=6-20，可见电动机的转速可选围为：n =i , nw=(6-20)x76.39=458.34-1527.8r/min符合这一围的同步转速有750r/min和1000r/min三种，为减少电动机的重量和价格， 由附表10-1选常用的同 步转速为1500r/min的Y系列电动机 Y100L1-4，其满载转速nw=1420r/min(3)选用电动机查/T9616 1999选用Y100L1-4三相异步电动机，主要Y100L1-42.214202.22.2三、各轴运动的总传动比并分配各级传动比1、总传动

5、比：工作机的转速n 筒=60 x1000V/( tD) =60 x1000 x1/(以250) =76.39r/mini 总=n 电动/n 筒=1420/76.93= 18.62、分配各级传动比i总=i齿* i带为使V带传动的外廓尺寸不致过大, 取V带传动的传动比i带=4 ,那么齿轮传动比：i 齿=i 总/i 带=18.6/4=4.65四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速r/minn 电=1420r/min)n i = n 电/i 带=1420/4 = 355(r/min)n n = n I /i 齿=355/4.65 =76.34(r/min)n 筒=n R = 76.34(r/min

6、)2、计算各轴的功率KWP 电=Po= 1.77KWPi =PoX 不带= 1.77X 0.96= 1.7KWPn= PoX 刀轴承X 刀齿轮= 1.7X 0.99X 0.97=1.57KWP筒=Pi x刀轴承x刀联轴器=1.57X 0.99X 0.98=1.52KW3、计算各轴转矩T 电= 9550Po/n 电=9550X 1.77/1420=11.9N mTI =9550Pi/ni =9550X 1.7/355=45.73N mTn = 9550Pn /n=9550X 1.57/76.34=196.4N mT 筒= 9550P筒/n 筒=9550X 1.52/76.34=190.15N m

7、将上述数据列表如下：、产名 参数电动机I轴II轴滚筒轴转速 n(r/min)142035576.3476.34功率p(kw)1.771.71.571.52转矩T(N m)11.945.73196.4190.15传动比i44.651.00效率Y0.960.960.98五、V带传动设计1、选择普通V带截型由表 15-8得：kA = 1.2 P 电=2.2KWPC= KA P 电=1.2X 2.2= 2.64KW据 PC= 2.64KW 和 n 电=1420r/min由图15-8得：选用A型V带2、确定小带轮基准直径由表 15-8,表 15-4,表 15-6,取 dd1= 100mm3、确定大带轮基

8、准直径dd2=i 带=4X 100= 400mm4、验算带速带速 V： V=兀 dd1 n1/60X 1000=兀 X100X 1420/60X 1000=7.43m/s带速太高，离心力增大，使带与带轮间的磨榛力减小，容易 打滑，带速太低，传动功率一定时所需的有效拉力过大，也 会打滑。一般应使普通 V带在525m/s围。在5 25m/s围，带速适宜5、初定中心距a00.7dd1 + dd2 at)2dd1 + dd2得 350W ao120适用9、确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和ni,查表15-7得P0=1.32KWX1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查表15-9得APO=

9、0.17KW查表 15-10,彳K Ka =0.93;查1表 15-12 得 Kl=0.96Z 兰 PC/(P1+ P1)KoKL=5.24/(1.32+0.17) X 0.93X 0.96= 1.98取Z = 2根10、计算轴上压力由表15-1查得q=0.11kg/m,单根 V带的初拉力:PcF0=500ZPC2.5/K 0-1+qV2500 x2.642x7.43(2.5/0.93-1)+0.11x5.637.432=156.03kN那么作用在轴承的压力 FQFQ = 2ZF0sin(加2)= 2X 2X 156.03sin(156.03 /2)= 610.7N11、计算带轮的宽度BB=

10、Z-1e+2f =2-1 x 15+2 x 9=33mm六、齿轮传动设计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。选用价格廉价便于制造的材料， 小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度 229-286HBW;大齿轮 材料也为45钢，正火处理，硬度为 169-217HBW;精度等级：运输机是一般机器，速度不高，应选 8级精度2按齿面接触疲劳强度设计该传动为闭式软齿面，主要失效形式为疲劳点蚀，故按齿面 接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。设计公式为：载荷系数 K 查表13-8 K= 1.2转矩 TI TI =45730N mm解除疲劳许用应力oH = oHlim

11、ZN/SH按齿面硬度中间值查图13-32(Hlim1 =600MpacHlim2 = 550Mpa接触疲劳寿命系数Zn :按一年300个工作日，每天16h计算，由公式 N=60njtn计算N1 = 60 55X 1X 300 M6= 5.11x107N2 = N1/i 齿=5.11x107/4.65=1.1X 107查图 13-34 中曲线 1,得 ZN1 = 1.05 ZN2= 1.13按一般可靠度要求选取平安系数SH= 1.0(H1= (Hlim1 - ZN1/SHmin= 600 x1.05/1= 630 Mpa(H2=(Hlim2 ZN2/SHmin= 550 x1.13/1= 621

12、.5Mpa故得：(y=H21.5Mpa计算小齿轮分度圆直径d1由表13-9按齿轮相对轴承对称布置，取 相=1.08ZH = 2.5由表 13-10得 ZE= 189.8笃 N/mm2将上述参数代入下式di2x1.2x457301.08 X2189.8x2.5 X 4.65 1621.54.65=42.68mm取 d1= 50mm计算圆周速度v=ni 巾1/6ox 100。= 355X 3.14X 50/60X 1000=0.93m/ sV v 6m/ s故取8级精度适宜3确定主要参数齿数取Z1 = 20Z2=Z1X i 齿=20X 4.65= 93模数 m=d1/Z1 = 50/ 20=2.5

13、符合标准模数第一系列分度圆直径d2= Z2 m = 20X 2.5= 50mmd2= Z2 m = 93X 2.5= 232.5 mm中心距a= di+ d2/ 2= 50+232.5/2=141.25mm齿宽b=烟dl= 1.08X 50= 54mm取 b2= 60mmbi = b2+5 mm = 65 mm(4)校核齿根弯曲疲劳强度齿形因数YFs查图 13-30YFsi = 4.26 YFs2=3.97许用弯曲应力oF(F=(Flim Yn/Sf由图 13-31 按齿面硬度中间值得(Flim1 =240Mpa(Flim2 =220Mpa由图13-33得弯曲疲劳寿命系数 YN： YN1=1Y

14、N2= 1按一般可靠性要求，取弯曲疲劳平安系数SF=1计算得弯曲疲劳许用应力为F1= dFliml YN1/SF=240X 1/1 =240MpaF2= (Flim2 Yn2/Sf=220X 1/1 =220Mpa校核计算(F1 = 2KT1YFS1/b1md1=2X 1.2X 45730X 4.35/60X 2.5X 50=63.66Mpa F同oF2=(jF1 YFS7Y Fs1=63.66X 3.97/4.26= 57.8Mpa115X3 1.7J355 mm 19.4mm考虑键槽的影响，故应将轴径增大5%即 19.4X 1.05= 20.37mm选取标准直径d = 30mm3、轴的构造

15、设计轴构造设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及 轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系构造草图。1确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮轴的齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置。两端轴承靠挡油环和端轴承盖实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，带轮靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。 2确定各段轴的直径将估算轴d = 30mm作为外伸端直径di与带轮相配如图 ，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为 d2 =35mm,装轴承处 d3应大于d2,取d3=40mm,齿轮与轴 承由过渡轴径d4应大于d3,取d4= 4

16、5mm。齿轮左端直径 d5与d4 一样，d5= 50mm,左端轴承处轴径 d6与右端相等取 45mm,d7与右端轴承处轴径相等，d6= 40mm.(4)选择轴承型号由附表5-1初选深沟球轴承，代号为6208轴承宽度B = 18。(5确定轴各段直径和长度 由草绘图得I 段：di = 30mm 长度 L1 = 45mm段:d2= 35mm长度 L2 = 50mm段：d3=40mm 长度 L3 = 28mm段：d4= 45mm 长度 L4=8mmV 段:d5= 50mm 长度 L5 = 65mmVI 段：d4=45mm长度 L6=8mmW 段:d7=40mm 长度 L7=28mm由上述轴各段长度可算

17、得轴支承跨距L = 119mm4、按弯矩复合强度校核 1齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T = T I = 45.7N m小齿轮与大齿轮啮合，受的力为作用力与反作用力：圆周力：R=1828N径向力：Fr=665.392N2因为该轴两轴承对称，所以： LA = LB = 59.5mm 3计算支承反力水平平面以 B 点为支点 FQ 离 B 点为87.5EMB=0; -FHA x 119- FrX 59.5-FQX 87.5= 0FHA = -FrX 59.5+ FQ X 87.5/ 119=-665.392X 59.5+610.7X 87.5/119=-377.3NE Fy= 0;FHA+Fr+

18、FHB-FQ = 0FHB = FQ-FHA - Fr= 610.7+377.3-665.392=322.6N竖直平面FVA = fvb = Ft/2 = 1828/2 = 914N在水平面弯矩为Mhc= FHA L/2 =-377.3X 119/2000= 22.45N mMHB = -FQ X 87.5/1000 = -610.7X 87.5/1000 =-53.4N m由两边对称，知截面 C的弯矩也对称。截面C在竖直面上弯矩为：Mvc=FvaL/2 =914X 119+2 000= 54.4N m(6)绘制合弯矩图如图dMC=(MHC2+M VC2)?= 22.452+54.4?= 58

19、.8N mMB=(MHB2)?= -53.4N . m转矩：T = Ti =45.7N m(8)校核轴的强度转矩产生的扭剪可认为按脉动循环变化，取口=0.6,此轴为此轮轴 截面B处的当量弯矩：Me = MC2+(民 T)2=58.82+(0.6X45.7)2?=39.8N m(9)校核危险截面B所需的直径de=Me3 0.1& b3 39.8x103, 0.1x55=19.3mm 43.75mm结论：该轴强度足够。八、滚动轴承的选择及校核计算(1)根据根据条件，轴承预计寿命Lh= 10 X 300 X 1648000h从动轴上的轴承由初选的轴承的型号为：6209,查附表5-1根本额定动载荷 C

20、r= 21KN查表 19-6 Kp = 1两轴承径向反力FVA=FVB= Ft/2 = 1689.46/2 =844.73NP= Kp X FR1= 1 X 1689.43= 1689.43NCr= P3：h = 1689.43X J24000 x76.34 = 8093NV CrA 16667V 16667故所选用轴承适宜(2)主动轴上的轴承：由初选的轴承的型号为:6209查附表5-1根本额定动载荷 Cr=29500KN查表 19-6 Kp = 1应选应选故在P= Kp X FBR= 1 X = 665.392NCr= P3：h = 665.392X 产4000355 =5320N Cr 1

21、1666716667故所选用轴承适宜九、键的校核计算1主动轴外伸端d=30mm ,考虑到键在轴中部安装，键 8x40(GB/T1096-2003)b=8mmh=7mm L=40mm选择45钢，查表19-11其许用挤压应力p=100-120MPa(p=4 , T/dhL=4x45.73x1000/30 x7x(40-8)=27.2MPa p故所选键联接强度足够。2从动轴外伸端d=38mm ,考虑到键在轴中部安装，键 10 x105(GB/T1096-2003)b=10mmh=8mm L=105mm选择45钢，其许用挤压应力p=1dD0-120MPa(p=4 , T/dhL=4x196.4x1000/38x8x(105-10)=27.2MPa p故所选键联接强度足够。3与齿轮联接处d=50mm ,考虑到键在轴中部安装，同一方为母线上。选键14x53 (GB/T1096-2003) b=14mmh=9mm L=53mm选择45钢，其许用挤压应力p=W0-120MPa(p=4 , T/dhL=4x169.4x1000/50 x9x(53-14)=44.8MPa p故所选键联接强度足够。十、联轴器的选择型号公称转矩T(N m)许用转速n(r/min)轴孔直径d(mm)轴孔长度L(mm)材料YLD9400410038112HT200十一、润滑与密封润滑方式.齿轮丫=0.93m/s12