一级斜齿圆柱齿轮减速器(机械课程设计相关)

计算及说明结果一、传动方案制定Pw=3.68k题目：设计带式输送机传动装置中的一级斜齿圆柱齿轮减速器Wη=0.83（1）工作条件：皮带式输送机单向运行，有稍微振动，常常满载、=54.94空载启动、二班制工作，运输带同意速度偏差为5%，使用寿命十年，每年工作300天。r/min（2）原始数据：输送带拉力F=3.2kN；带速V=1.15m/s；滚筒直径i=17.47D=400mm。依据各段整体传动表示图装置的零件及定位需要得出轴径和长度=110，=50=59，=58二、电动机的选择1、电动机种类的选择：Y系列三相异步电动机（工作要求：连续工作机器），卧式关闭构造。

=59，=60=95，2、选择电动机的容量=65工作机的有效功率Pw为Pw=FV=3.2X1.15=3.68kW从电动机到工作机传递带间的总效率为η。=7，η==70由《机械设计课程设计指导书》可知：=42.5，：V带传动效率0.96=60：转动轴承效率0.98(球轴承)=：齿轮传动效率0.97(8级精度一般齿轮传动)0.99(齿轮联轴器)=：联轴器传动效率=：卷筒传动效率0.96由电动机到工作机的总效率η==0.83所以可知电动机的工作功率为：==kW=4.43kW式中：——工作机实质所需电动机的输出功率，kW；Pw——工作机所需输入功率。kW；η——电动机至工作机之间传动装置的总功率。3、确立电动机转速工作机卷筒轴的转速=r/min=54.94r/min按介绍的传动比合理范围，V带传动在(2～4)之间，一级圆柱齿轮传动在（3～6）之间，所以总传动比的合理范围=6～24，故电动机的转速可选范围为==330～1319r/min，切合这一范围的同步转速有750r/min和1000r/min。依据容量和转速，有机械设计手册查出有两种合用的电动机型号，其技术参数及传动比的对照状况见下表：表1传动比方案方电动额定同步转满载重量总传V带减案机型功率速转速(kg)动比传速号（kW）r/minr/min动器1Y1325.510009608417.43.25.4M2-6762Y1605.575072011913.12.55.2M2-814综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，可知方案1较适合（在知足传动比范围的条件下，有益于提升齿轮转速，便于箱体润滑设计）。所以选定电动机型号为Y132M2-6，额定功率为Ped=5.5kW，满载转速n=1000r/min。三、计算总传动比及分派各级的传动比1、传动装置的总传动比为

===i===17.472、分派各级传动比因i=，初取=3.2，则齿轮减速器的传动比为===5.463、计算传动装置的运动参数和动力参数（1）各轴转速Ⅰ轴===300r/minⅡ轴===54.95r/min卷筒轴r/min（2）各轴功率Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴（3）各轴转矩Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴表2运动和动力参数轴名参数电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴转速96030054.9454.94n/r功率P/kW4.434.254.043.92转矩T/N44.07135.29702.13681.27m传动比i3.25.461效率η0.960.950.97四、V带设计设计参数应当知足带速、小带轮包角、一般带根数等方面的要求。1、求计算功率Pc查表13-8得，2、选V带型号可用一般V带或窄V带，现选以一般V带。由，n=960r/min查《机械设计基础》表13-15可知选A型，3、求大小带轮基准直径由表13-9可知不小于75mm，现取=由表13-9可知取4、考证带速在525m/s的范围内，适合5、求V带基准长度和中心距a初选中心距：+取，切合++由《机械设计基础》第205页13-2式可得带长+有表13-2对A型带选实质中心距：6、验算小带轮包角，适合7、求V带根数今n=960r/min,查表13-3，由式13-9得传动比查表13-5知：由由此得

查表

13-7

得：

，查表13-2得：，取4根8、求作用在带轮轴上压力查表13-1得q=0.1Kg/m；的单根V带的初拉力：轴上的压力：五、齿轮的设计（1）择齿轮种类，资料，精度，及参数①采纳闭式斜齿圆柱齿轮传动（外啮合）②选择齿轮资料；小齿轮资料都取为45号钢，调质，HBS=197-286;Hlim1=600MPa;FE1=450MPa；大齿轮资料取为：45号钢,正火办理HBS=156-217;Hlim2=380MPa;FE2=300MPa;(表11-1);由表11-5：SH=1；SF=1.25；ZH=2.5；ZF=188.9；（表11-4）[H1]=Hlim1/SH=600MPa；[H2]=Hlim2/SH=300MPa[F1]=FE1/SF=360MPa；[F2]=FE2/SF=240MPa按齿轮接触强度设计计算：选用齿轮为8级的精度制造，取载荷系数KA=1.3，（表13-3）；齿宽系数d=1.2；（表11-6）初选螺旋角=15o；小齿轮齿数z1=20；大齿轮齿数z2=205.46=110；3zEzHz'2KT1u1)2d1([H]du3135.291.35.512.5188.9cos150.9822（1.25.5）30079.33mm模数mn=d1cos=79.33cos15=3.83取mn=4；z120中心距'mn(z1z2）270mm；a=2cos15螺旋角：=arccosmn(z1z2)=arccos4.130=15.64o；2a2270分度圆直径：d1'=mnz1=83.076mm；d2'=i齿d1=456.918mm；cos齿宽b=dd1'=1.279.33=99.6mm；取b1=105mm；b2=100mm；验算齿面曲折强度：齿形系数YFa1=2.82;YSa1=1.57;YFa2=2.2;YSa2=1.84;（表11-8；11-9）F12KT1YFa1YSa1=21.3132.582.821.57=48MPa；bmn2z11004220F2F1YFa2YSa2=482.21.84=37.86MPa；YFa1YSa12.821.57F1<[F1];F2<[F2];故安全；齿轮的圆周速度：60d1'n1=83300=1.3m/s100060000齿轮传动的几何尺寸，制表以下：(详尽见零件图)名代结果称号小齿轮大齿轮法面模数mn4螺旋角15.64o中心距a'270mm传动比i齿5.5法面压力角n20o齿顶高ha4齿根高hf5全齿高h9顶隙c1.125齿数z20110分度圆直径d83.076456.918齿顶圆直径da91.076464.918齿根圆直径df73.076446.918齿轮宽b105100六、减速器锻造箱体的主要构造尺寸设计。名称机座壁厚机盖壁厚机座凸缘壁厚度机盖凸缘厚度机座底凸缘壁厚地脚螺钉直径地角螺钉数轴承旁连结螺栓直径机盖和机座连结螺栓直径轴承端盖螺钉直径窥视孔螺钉直径定位销直径dfd1d2至外机壁距离dfd2至凸缘边沿距离轴承旁凸台半径外机壁纸轴承作端面距离大齿轮顶圆和内机壁距离齿轮端面和内机壁距离机盖机座肋厚

符号结果8mm8mmb12mmb112mmb220mmdf24mmn6d116mmd212mmd310mmd4dc1c2R1l112m1,m

公式0.025a+180.02a+181.51.512.50.036a+12a>250-500时；n=60.75df（0.5-0.6）df（0.4-0.5）df8mm（）df10mm（）d2见下表见下表c240mmc1+c2+（8-12）12mm>1.210mm>7/7mmm10.851m0.85轴承端盖外径D2140/165mm轴承端盖凸缘厚度t12mm（1-1.2）d3表c1,c2值（mm）螺栓直径M8M10M12M16M20M24M30c1min13161822263440c2min11141620242834七：轴的设计高速轴的设计。（1）选择轴的资料：选用45号钢，调质，HBS=197-286；（2）初步估量轴的最小直径3据教材公式，dPIcnI查表14-2得c=110；PI3.952kw；nI253.70r/min；3dcPI=28mm；28（1+5%）=26.6取dmin=30mm；nI2.轴的构造设计：考虑带轮的机构要乞降轴的刚度，取装带轮处轴径dmin30mm；齿宽齿轮轮毂直径：d毂==（52.5-70）mm取d毂=55mm；（1.52）依据密封件的尺寸，选用装轴承处的轴径为d承=45mm；查《机械设计手册》第三版P949；选用轴承：型号孔外宽B动载静载油脂径径KNKNr/minr/min7209AC45851936.827.290006700mmmmmm两轴承支点间的距离：L1B12122B；式中：B1―――――小齿轮齿宽，――――――箱体内壁和小齿轮端面的空隙，2―――――――箱体内壁和轴承端面的距离，―――――轴承宽度，获得：L1=168mm带轮对称线到轴承支点的距离：L2Bl2l3kB3；22式中：l2―――――轴承盖的凸缘厚度，（l2c1c25t2B=27）l3―――――螺栓头端面至带轮端面的距离，15mmk―――――轴承盖M10螺栓头的高度，查得k=6；B3――――带轮宽度；B32f3e2931563（查表13-10得f,e的值）；求得：L2=88mm；按弯扭合成应力校核轴的强度。（1）计算作用在轴上的力小齿轮受力剖析圆周力：Ft12T1=2135.29103/83=3257Nd1径向力：Fr1Ft1tanncos=3257tan20cos15.64=1231N轴向力：Fa1Ft1tan3257tan15.64=911.8N（2）计算支反力水平面：F1HF2HFt1/23257/21628.5NFr1L1Fa1d垂直面：F2V22=840.9NL1F1VFr1F2V1231-840.9=390N（3）求F在支点产生的反力：FL2133888F2F697.7NL1168F1FFQF2（4）求垂直面的弯矩:M2VF2VL170.6Nm2M1VF1VL1=32.76Nm2（5）求水平弯矩：M1HM2HF1HL1136.794Nm2求合成弯矩：MM

aM22VM22H=252Nma'M12VM12H=136.43Nm（6）求轴传达的扭矩：dTFt2135.29Nm（7）求危险截面的弯矩当量：a-a截面最危险，其当量弯矩为:MeMa2(T)2265Nm（8）计算危险截面处轴的直径：33Me=265安全；d=35mm0.1[1b]0.160低速轴的设计。①选择轴的资料：选用45号钢，调质，197-286②初步估量轴的最小直径3据教材公式，dPIIcnII查表14-2得c=110；PII3.96kw；nII54.95r/min3dcPII=45.8；45.81.05=48.06mm取dmin=50mm；nII2.轴的构造设计：考虑带轮的机构要乞降轴的刚度，取装联轴器处轴径：dmin=50mm；齿轮轮毂直径：d毂=齿宽=（52.5-70）mm取d毂=65mm；（）1.52依据密封件的尺寸，选用装轴承处的轴径为d承=60mm；查《机械设计手册》第三版P949；选用轴承：型号孔径外径宽B动载静载油脂KNKNr/minr/min7212AC60mm110mm2238.528.590006700mm两轴承支点间的距离：L1B12122B；式中：B1―――――小齿轮齿宽，1――――――箱体内壁和小齿轮端面的空隙，2―――――――箱体内壁和轴承端面的距离，―――――轴承宽度，获得：L1=166mm带轮对称线到轴承支点的距离：L2Bl2l3kB3；22式中：l2―――――轴承盖的凸缘厚度，（l2c1c25t2B=27）l3―――――螺栓头端面至带轮端面的距离，15mmk―――――轴承盖M10螺栓头的高度，查得k=6；B3――――联轴器宽度；B32f3e2931563（查表13-10得f,e的值）；求得：L2=112mm；3.按弯扭合成应力校核轴的强度。（1）计算作用在轴上的力小齿轮受力剖析圆周力：Ft22T2=2702.13103/456.918=3073Nd2径向力：Fr2Ft2tanncos=3073tan20cos15.64=1161N轴向力：Fa2Ft2tan3073tan15.64=860.3N（3）计算支反力水平面：F1HF2HFt2/23073/21516.5NFr2L1Fa2d垂直面：F2V22=—590.1NL1F1VFr2F2V1516.5+590.1=1750.6N（4）求垂直面的弯矩:M2VF2VL149.48Nm2M1VF1VL1=147Nm2（3）求水平弯矩：M1HM2HF1HL1129Nm2（7）求轴传达的扭矩：d702NmTFt22（8）求合弯矩:MM1A2M1H2=191.2Nm1、求危险截面的弯矩当量：MeM2(T)2465Nm（10）计算危险截面处轴的直径：33Me=465安全；d1b]=43mm0.1[0.160八：轴承校核计算1、高速轴承的校核寿命为48000小时，校核初选的7209AC轴承两轴承径向力：轴向力：查《机械设计基础》表16-11可知：e=0.68=1138.4=1246.3因为+>，所以2为压紧端故=2050.2计算轴承的当量动载荷：由；查表16-11可知：；所以由；查表16-11可知：；所以计算所需的径向基本额定动载荷:因为<故以轴承2的径向当量动载荷为计算依照。因受中等冲击查表16-9得工作温度正常，查表16-8得。所以36.2kN<38.5kN所以适合2、低速轴承的校核寿命为48000小时，校核初选的7212AC轴承两轴承径向力：轴向力：查《机械设计基础》表16-11可知：e=0.68=1583.7N=1119.28N因为+>，所以2为压紧端故=2444N计算轴承的当量动载荷：由；查表16-11可知：；所以由；查表16-11可知：；所以计算所需的径向基本额定动载荷:因为<故以轴承2的径向当量动载荷为计算依照。因受中等冲击查表16-9得工作温度正常，查表16-8得。22.7kN<58.2kN所以适合九、键的设计因为齿轮和轴资料均为钢，故取[σP]=120Mpa、输入轴和大带轮轮毂联接采纳平键联接轴径d=30mm,L=60mm，T=135.29Nm查《机械设计基础》课本P156得，采纳圆头一般A型平键，得：b=8mm，h=7mm，键长范围L=1890mm。键长取L=50mm。键的工作长度l=L－b=42mm。强度校核：由P158式10-26得p=4T/dhl=61Mpa<[σP]=120Mpa所选键为：一般A型8X7平键2、输入轴和齿轮联接采纳平键联接轴径d=55mm,L=105mm，T=135.29Nm查课本P156得，采纳圆头一般A型平键，得：b=16mm，h=10mm，键长范围L=45～180mm。键长取L=90mm。键的工作长度l=L－b=74mm。强度校核：由P158式10-26得σp=4T/dhl=109Mpa<[σP]=120Mpa所选键为：一般A型16X10平键3、输出轴和齿轮2联接用平键联接轴径d=65mm,L=100mm查课本P156得，采纳圆头一般A型平键，得：b=20mm，h=12mm，键长范围L=56～220mm。键长取L=90mm。键的工作长度l=L－b=70mm。强度校核：由P158式10-26得σp=4T/dhl=32Mpa<[σP]=120Mpa所选键为：一般A型20X12平键4、输出轴和联轴器联接用平键联接轴径d=50mm,L=110mm查课本P156得，采纳圆头一般A型平键，得：b=14mm，h=9mm，键长范围L=36～160mm。键长取L=90mm。键的工作长度l=L－b=76mm。强度校核：由P158式10-26得σp=4T/dhl=15.8Mpa<[σP]=120Mpa所选键为：一般A型14X9平键十、联轴器的选择依据低速轴最小端轴颈选择LZ4型弹性柱销齿式联轴器公称转矩许用转速轴孔直径轴孔长度型号DBS质量KgTn/N·m[n]r/mind1,d2,dzL、L12.LZ1112500012-2427-5276421.752.LZ2250500016-3230-8290503.05LZ3630450025-4244-1121187037.3LZ41800420040-60843联轴器的校核<适合十一、润滑和密封1、润滑方式齿轮的润滑60d1'n1=83300=1.3m/s100060000因为速度低于2m/s，轴承采纳脂润滑Zl-1GB7324-1994，闭式齿轮采纳工业闭式齿轮油L-CKC150GB5903-1995,浸油深度以从动轮一个齿高为宜。2、密封方式（1）箱座和箱盖凸缘的密封采纳接合面涂密封胶703（2）察看孔、注油孔等处密封采纳石棉橡胶纸（3）轴承盖密封高速轴：透盖B3554GB/T13871-1992盲盖低速轴：透盖B4262GB/T13871-1992盲盖O128-3.55-A-N-GB/T34521-2005其余处密封轴承凑近机体内壁处用挡油板密封，防备润滑油进入轴承内部。十二、附件设计视孔盖和窥视孔：在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的地点，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔和凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片增强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固。油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不睦其余零件凑近的一侧，以便放油,放油孔用螺塞堵住，所以油孔处的机体外壁应突出一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。油标：油标位在便于察看减速器油面及油面稳固之处。油尺布置的部位不可以太低，以防油进入油尺座孔而溢出。通气孔：因为减速器运行时，机体内温度高升，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力均衡。位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装置精度，在机体联络凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提升定位精度。十三、设计小结此次对于带式运输机上的单级睁开式圆柱齿轮减速器的课程设计是我们真实理论联系实质、深入认识设计观点和设计过程的实践考验，对于提升我们机械设计的综合素质大实用途。经过两个礼