一级减速器的设计

1、机械设计课程设计说明书课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计目录第一章 绪论第二章 课题题目及主要技术参数说明课题题目主要技术参数说明传动系统工作条件传动系统方案的选择第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算减速器结构电动机选择传动比分配动力运动参数计算第四章 V 带的设计Vd2，d1；验算带速V计算包角VF0Q第五章 齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮)齿轮材料和热处理的选择齿轮几何尺寸的设计计算按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸齿轮弯曲强度校核齿轮几何尺寸的确定齿轮的结构设计第六章 轴的设计计算(从动轴)轴的材料和热处理的选择轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径轴的结构设计轴的强度

2、校核第七章 轴承、键和联轴器的选择轴承的选择及校核键的选择计算及校核联轴器的选择第八章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算润滑的选择确定密封的选择确定减速器附件的选择确定箱体主要结构尺寸计算第九章 总结参考文献第一章 绪 论并运用AUTOCAD软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也工程设计能力和创新能力。力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。第二章 课题题目及主要技术参数说明课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及V带传动。原始数据原始数据题号运输带拉力F（KN）运输带速度V（m/s）卷筒直径D（mm）设计人

3、员41.81.4200李亮范佳钰设计任务要求：减速器装配图纸一张（号图纸）轴、齿轮零件图纸各一张（号或号图纸）设计说明书一分草图一份主要技术参数说明输送带的最大有效拉力F=1800NV=1.4m/s筒直径D=200mm。传动系统工作条件作（每班工作8小时，要求减速器设计寿命为10年(每年按300天计算)三相交流电源的电压为380/220V。传动系统方案的选择方案拟定：采用带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。图图1带式输送机传动系统简图图1带式输送机传动系统简图第三章 减速器结构选择及相关性能

4、参数计算减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。电动机选择（一）工作机的功率 PwPw =FV/1000=18001.4/1000=2.52kw总（二）总效率总=0.96带=0.97齿轮=0.9联轴器9=2总带齿轮联轴器滚筒轴承=0.96滚筒=0.960.970.990.960.990.99=0.867（三）所需电动机功率 Pd2=0.99轴承*0.99P P /dw总 2.52/0.867 2.91(KW )（四）确定电动机转速 N 滚筒601000v/（D）=(6010001.4)/（200）=133.76r/min根据设计指导书81 9.2 动一级减速器传动比范围齿=24，取带传

5、动比带=3 ；则总传动比理论范围为：总612。故电动机转速的可选范为Nd=I 总N 滚筒=(612)133.76=802.561605.12 r/min则符合这一范围的同步转速有：1000 r/min1500r/min1500 r/min 的电动机。14.1 Y100L2-4.其主要性能如下：I 带=3电动机选择Y100L2-4号KWr/min额定转矩额定转矩Y100L2-4314202.22.2电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如下表：型号HABCDEF GEGY110161463286082400L2-00074Kbb1b2hABBHLAA122018102440171438505560传动比

6、分配n=601000v/（ D）=6010001.4/(3.14200)=133.76r/minI 带=3I 齿=3.54in总/n滚1420/133.76 10.62取 i3则i带i/i总 10.62/3 3.54动力运动参数计算（一）转速 n计 算 及 说 明结果0n=n=1420（r/min）0n= n/ i= n/ i=1420/3=473.333 （ r/min）I0带满带齿n II = n I/i=473.333/3.54=133.71（r/min）齿IIIn=n=133.71III（二） 功率 PP P0dP P10 2.91(kw) 2.91 0.96 2.79(kw)带P P

7、21 2.79 0.97 0.99 2.68(kw)P P 32联轴器 轴承 2.68 0.99 0.99 2.63(kw)（三）转矩 TT9550P /n00 9550 2.91/1420=19.57(Nm)T Ti0 19.57 0.96 3 56.36(N m)TTi1 56.36 0.97 0.99 3.54= 191.59(Nm)T T32i联轴器 轴承 齿带 191.59 0.99 0.99 1= 187.78(Nm)计 算 及 说 明结果将上述数据列表如下：功率NT /轴号P/kW(Nm)i电动 机2.91142019.57轴1 轴2.79473.33356.3630.962 轴

8、2.68133.71191.593.540.97滚2.63133.71187.7810.99筒轴第四章 V 带的设计V带型号由机械设计课本P188 11-5查 KA=1.2P189由PC=KAP=1.22.91=3.492（ KW）表11-6 得，根据机械设计课本P188 11-15 得知其交点在A 型交界线处，故选A 型 A 型V 带。小带轮基准、d1，验算带速直 径 为75mm125m m确定带轮的基准直径，并验算带速：D1=100mm则取小带轮d1=100mmD2=300mm大带轮直径：d2=n1d1(1-)/n2=id1(1-)设（=0.02）n1=1420r/mi=3100(1-0.

9、02)=294mmn大带轮转速：n2=463.87r/n2=(1-)D1n1/D2=(1-0.02)*100*1420/300=463.87r/minmin由表9-2 取d2=300mm(虽使n2 略有增大但其误差小于故允)选用A 型普d n3.141001420通V 带v1 1 7.43 m /s6010006010005m/sv25m/s，带速合适。VLda带速合适D2=300mmA0=400mm初步选取中心距 a=d2+d1=300+100=400mm，取 a0=400mm符合 0.7（d2+d1)a02(d2+d1) dd2doL0= Ldo0ddd1d2d1d24a0=2*400+

10、/ 2 (300+100)+(100-300)/4*400=1453mmP194 11.12 1600mm计算实际中心距a a0Ld -2=400+（1600-1453）/2=473.5mmLd=1600mm计算包角dd中 心 距a=473.5mm180 d21d1 57.3=180300100473.557.包角1=155.80，包角合=155.80120，包角合适。（5） 确定V 带根数 Z带速 v=7.43m/s传动比 i=n1/n2=1420/463.87=3.06带根数由机械设计课本P191表11.8 P0=1.32 由机械设计课本P190表11.7 K=0.946 由机械设计课本P

11、194 表11.12 kL=0.99由机械设计课本P193 表11.10P0 0.17KwPc适Z=3Z (P0P )KK0=3.492（1.32+0.17*0.946*0.99】=2.50（6） 确定初拉力 F0PF0=500 2.5(qvvZK=500*3.492*（2.5-0.946）/（7.43*3）+0.10*7.43*7.43=127.25 NP17911.4q=0.10kg/m（7） 轴上载荷 QQ=2ZF0sin =2*3*127.25*sin155.80/22=746.54 N第五章 齿轮的设计计算齿轮材料和热处理的选择45 号钢，调质处理，HB236 45 齿轮几何尺寸的设

12、计计算由机械零件设计手册查得H lim1 580MPa,H lim 530MPa,SHlim = 1F lim1 215MPa,F lim 200MPa,S1F lim n / n12 473.333 /133.71 3.54由机械零件设计手册查得ZN1 = ZN2 =1YN1 = = 1.1由ZH lim1N1 580 1 580MPH1S1aH limH 2ZH lim2NS 53011 530MPa H limY2151.1F lim1 N1 F1S1F lim 236.5MPa 200 1.1F lim 2 N 2 F2SF lim 220MPa（一）小齿轮的转矩T IT 9550 P

13、 / n11 9550 2.79/473.33 56.29(N m)（二） 选载荷系数 K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K1.1（三）计算尺数比=3.54d（四）选择齿宽系数d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。且d齿轮HB350，查机械原理与机械零件教材表得，取1d（五）计算小齿轮分度圆直径 d 1d 1计 算 及 说 明结果计 算 及 说 明结果3898KT(u I=8983d2 uH 215302 3.54= 58.94( mm)（六）确定齿轮模数 md a 1 1258.94*1/ 2 133.80 mmm

14、 =(0.0070.02)a = (0.0070.02)133.80=0.942.676取 m=2（七）确定齿轮的齿数Z 和 z1Zd58.94Z2Z1 = 302Z1 1m229.47取1=Z2 = 107Z Z3.5430106.2取Z = 107212（八）实际齿数比 Z2Z110730齿数比相对误差 0.008 2.5% 允许（九） 计算齿轮的主要尺寸d =60mm1d mZ1123060(mm)d=214mm2dmZ22 2 107 214(mm)计 算 及 说 明结果中心距a 1 2d 1214137mm22a=137mm齿轮宽度 Bd16060(mm)2d1B1 = + (510

15、) =6570(mm)取 B1 =67(mm)（十）计算圆周转速 v 并选择齿轮精度B1=67mm B2=60mm d n3.1460473.333v 1 1601000601000Y/=2.19/204=0.00995F 1F1F2F2计算大齿轮齿根弯曲应力为计 算 及 说 明结果2000KTY200061.919 2.63F1B21 F1 m2 Z260 22 10712.683(MPa) F1强度足够齿轮的弯曲强度足够齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径da由机械零件设计手册得 h*aa=1c* =0.25d da112ha1 Z 2h am(3021)264(mm)d=64mma1d da22

16、ha 2 2h ZaZm21)2218(mm)d=218ma 2齿距P = mh=4.5mm齿根高hf ha c m S=3.14mm P=6.28mm齿顶高ha齿根圆直径 d ham122(mm)hf=2.5mm ha=2mmfdf1=55mmd df112hf6022.555(mm)d=209mmf2d d2h 21422.5 209(mm)f 22f齿轮的结构设计小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 d=50(mm)轮毂直径 D 1=1.6d=1.650=80 (mm)轮毂长度 L B2 60(mm)轮缘厚度 0 = (34)m = 68(

17、mm)取 0 =8轮缘内径D 2 = d a 2 -2h-20 =209-24.5-28计 算 及 说 明结果= 184(mm)D2 = 185(mm)腹板厚度 c=0.3 B2=0.360=20腹板中心孔直径D=0.5*( D + D01)=0.5*(80+184)=132(mm)=0.25*（D0- D ）=0.25*（184-80）1=26(mm)n=0.5m=0.52=1齿轮工作如图 2 所示：计 算 及 说 明结果第六章 轴的设计计算轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选 45 号钢，调质处理，HB217255=650MPa=360MPa=280MPabs轴几何尺寸的

18、设计计算5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径3主动轴 d1=cP1 =115n132.79=20.773从动轴d=c2P3n2 =11522.68=31.24考虑键槽 d1=20.77*1.05=21.81考虑键槽d2=31.241.05=32.80选取标准直径 d1=22（mm）选取标准直径d2轴的结构设计=33 D1=22mm D2=33mm根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则， 主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力F = 2000 Ttd2=2000133.71/209=1279.52Nr径向力F= F tan=1279.52tan

19、2r由于为直齿轮，轴向力F=0a（3 所示）L=110mm计 算 及 说 明结果HAR=R=0.5 F t =0.51279.52=639.76 (N)HAM=0.5RHCL=639.761100.5/1000=35.19 (N m)R=RVAVB=0.5 F r =0.5465.71 =232.86 (N m)M=0.5RVCL=232.861100.5/1000=12.81 (N m)T=158.872 (N m)校核M=MCHCMVC=35.192 12.812 =37.45 (N m)M=MeCaT=37.452 0.6158.872=102.42 (N m) =55MPa3d10Me

20、 1 b=103102 .42 =26.51(mm)0.1* 55齿根圆直径 df1=d1-2（ha+c）mn=55mm考虑键槽 d=26.51mm 55mm则强度足够第七章 轴承、键和联轴器的选择轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择62072 个 从 动轴（GB/T276-1993）从动轴承62092 个承2 个（GB/T276-1993）寿命计划：计 算 及 说 明结果两轴承受纯径向载荷P= =465.71X=1Y=0r从动轴轴承寿命：深沟球轴承 6209，基本额定功负荷C=25.6KNf =1 =3rt106 f C

21、106 25.6 110003L=10h60nr = =207041812P60133.71465.712预期寿命为：10 年，两班制L=1030016=48000 L10h轴承寿命合格键的选择计算及校核（一）从动轴外伸端 d=42，考虑键在轴中部安装故选键 1040GB/T10962003，b=16，L=50，h=10，选 45 p键 10 F4000158.872 =t=I =82.75 40ph lhld830pGB/10962003则强度足够，合格（二）与齿轮联接处 d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上选键1452 L=45mm，h=8mm，选45号钢，其许用挤压应力p

22、键 14 52GB/T109F4000 62003=t=I =45.392 ph lhld83550p则强度足够，合格计 算 及 说 明结果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=1.3KP1.32.68TCII =9550=248.84n133.71II选用 TL8 型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩T=250，n选用TL8CTTYCTL8 型弹性套住联轴器有关参数轴器公称型号转矩T/Nm)许用转速n/轴 孔轴 孔 外直径 长度 径 材料 轴孔 槽d/mm L/mm D/m类 型 m型TL87103000601221600Y 型 A 型第八章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图润滑的选择确定润滑方式V=1.212m/s本及需要，选用浸油润滑轴承采用润滑脂润滑润滑油牌号及用量齿轮浸油润滑润滑计 算 及 说 明结果150 号机械油，最低1020mm，需油量为 1.5L 左右2L3 型润滑脂，用油量