减速器计算说明书

计算说明书1—电动机；联轴器；减速器（斜齿）；4一开式齿轮传动；5一带式运输机（主动滚筒部分）―、设计任务书（一）题目B设计带式运输机的传动装置1—电动机；联轴器；减速器（斜齿）；4一开式齿轮传动；5一带式运输机（主动滚筒部分）传动装置简图如右图所示（开式齿轮传动的啮合点位置自己选择）。运输机的数据运输机滚筒轴所需的功率P=3.5（kW）运输机滚筒轴的转速n=75（rpm）运输机滚筒轴中心的高度H=300（mm）工作条件：锅炉房运煤；三班制，每班工作四小时;空载起动、连续、单向运转、载荷平稳。使用期限及检修期间隔：工作期限为十年，每年工作三百日;检修期间隔为三年。生产批量及生产条件:只生产几台，没有铸钢设备。（二）设计任务选出电动机的型号；确定开式齿轮传动的主要参数及尺寸；设计该减速器；选出连接电动机轴与减速器输入轴的联轴器。（三）具体作业减速器装配图一张；零件工作图二张（输出轴、大齿轮）；说明书一份。二、传动方案选定采用两级齿轮传动，第一级为闭市圆柱齿轮传动，第二级为开式圆柱齿轮传动。三、电动机的选择，传动系统的运动和动力参数（一）电动机的选择及传动装置的各参数由设计任务书所给定的使用条件，综合考虑，初步选定一般用途的Y系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。选择电动机的容量

计算项目计算内容计算结果1）电动机的功率工作机所需工作功率P=W1000P=3.5kW电动机所需的实际功率PP=~Wd门aPd=3.84kW传动装置的总效率门=门4eeena=0.91式中Pd——电动机所需的实际功率kWPw——工作机所需的输入功率kW门一一电动机至工作机之间传递装置总效率门滚动轴承传动效率门=0.99七一级闭式齿轮传动效率n2=0.98气一级开式齿轮传动效率n3=0.96n联轴器传动效率n=0.99I2）电动机转速选择工作机的转速（滚筒轴）60X1000XVn=W兀Dnw=75r/min电动机转速可选范围由常见机械传动的合理传动比范围查得：一级齿轮减速器传动比Z齿=3□6n=i*□n=（3□6）2由5nd=(675□2700)r/min确定电动机综上所述，符合这一转速范围的电动机有750、100、1500r/min三种。

根据转速及容量，综合考虑电机的大小、价格，选定电机Y132S-4,其额定功率为5.5kw,同步转速为1500r/min,满载转速为1440r/min。满载转速n=1440r/min（二）传动系统的运动和动力参数1.确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比.乙1440an75i=19.2各级传动比闭式齿轮传动（减速器）i广4.8开式齿轮传动七=4i=4.8i=42.计算各轴的转速电机轴输入轴（I）输出轴（II）滚筒轴（in）n=n=1440n1440n==i4.8n300n=—it=i4n=1440r/minn=1440r/minn=300r/minn=75r/min3.计算各轴的输入转矩电机轴输入轴（I）输出轴（I）滚筒轴（n）p3.84T=9550—=9550xdn1440T=TE=25.47x0.99T=TE2CHHi=25.22x0.992x0.98x4.8T=TOH2hhHi=116.27x0.992x0.96x4T=25.47T/N-mdT=25.22T/N-miT=116.27T/N-mT=446.7T/N-m

输入轴（I）输出轴（II）滚筒轴（in）4.计算各轴的输入功率p=3.80kWp=3.65kWp=3.50kWp=pdCH=3.84x0.99p=pOT如=3.80x0.992x0.98p=输入轴（I）输出轴（II）滚筒轴（in）p=3.80kWp=3.65kWp=3.50kW5.计算结果列表轴名功率P(kW)转矩T(N•m)转速nr•min传动比效率、H输入输出输入输出电机轴3.8425.47144010.99输入轴3.8025.2214404.80.96输出轴3.65116.2730040.96滚筒轴3.50446.7175四、传动零件的设计计算（一）一级闭式斜齿轮的设计计算1.材料及参数初选材料选择小齿轮45#钢，调质处理硬度220HBS大齿轮45#钢，正火处理硬度180HBS齿轮选用选用斜齿轮，螺旋角P=15。g=15。齿宽系数b据《机设基础》P165,w=—aaW=0.5齿数小齿轮七=30大齿轮z=zOi=4.8x30=144zi=30z2=1442.根据齿面接触强度条件设计计算中心矩初选305KT)2一式中载荷系数K输入轴转矩接触疲劳极限齿面接触疲劳安全系数许用接触应力中心矩模数选定中心矩螺旋角分度圆直径齿宽z144u=~^2—=4.830z1据《机设基础》表T=25.22N-m据《机设基础》图据《机设基础》表[bH]为，[b]=将各数代入11-311-4,11-7,HhmSH查得查得5501.1Hlim=550MPaSH=1.1[b]=500MPaHa>110.971mm2acosP2x110.971xcos15。>=1.2330+144据《机设基础》表4-1，取值m(z+z)1.25x(30+144)=112.58经圆整m=1.25cos15。a=113mmm(z+z).25(30+144)P=cos-1~n1厂=cos-1P=15°45'30"2a2x113小齿轮d1大齿轮d2cosPcosP大齿轮b2=wDa=0.5x113小齿轮气=b2+(5□10)d=39mmd=187mmb=56mmb=64mm3.校核齿面弯曲强度当量齿数齿形系数许用弯曲强度齿轮弯曲强度据《机设基础》图11-9zv1=33.7zv2=162=2.5=2.2据《机设基础》表11-4取*匚1!,,CT=Fhm1F1SF匚1C,,,C=Flim2F2SF2KTYC=FTF1bdm2KTYC=F2F2bdm图11-10取°flim1、CFlim2180=128.6MPa1.4160=114.3MPa1.4=38.85MPa=45.28MPac1<[c11CF2<[CF21强度符合要求4.计算结果列表名称代号单位小齿轮大齿轮中心矩Amm113传动比i4.8模数mnmm1.25螺旋角0度1545'30-变位系数Xn00齿数Z30144分度圆直径dmm39187齿顶圆直径damm41.5189.5齿根圆直径dfmm35.875183.875齿宽bMm6456螺旋角方向右旋左旋材料及齿面硬度45#钢220HBS45#钢180HBS（二）开式齿轮的设计计算1.材料选择及参数初选材料选择小齿轮45#钢，调质处理硬度220HBS大齿轮45#钢，正火处理硬度180HBS

齿宽系数…、h据《机设基础》P165，v=—aaV=0.3齿轮选用选用斜齿轮，螺旋角0=15。齿数小齿轮气=20Z1=20大齿轮z2=z1□；=4x20=80Z2=802.根据齿轮弯曲强度设计计算当量齿数ZZV1cos30V2cos30齿形系数据《机设基础》图当量齿数ZZV1cos30V2cos30齿形系数据《机设基础》图11-9七1=22.2七2=88.7=2.8=2.2许用弯曲强度据《机设基础》图11-10取。Fllml、^Fllm2表11-4取*LbJ=F1bFlim1SF_1801.4LbJ=bFlim2_160_F2SF1.4Y2.8=0.0218『=F1128.6Yr2F-!=2.2=0.0192114.3F2128.6MPa114.3MPaL，1fj>l"2fj故取l"1fj代入下式计算模数>3.2KTYFcos20nVV(u+1Fi~=3.76)Z2LbJ1F1据《机设基础》表4-1，取值选定中心矩m(z+z)4x(20+80)207cospcos15。a=207mm螺旋角§1m(Z1+z2)14(20+80)2a2x207P=14°56'30"分度圆直径小齿轮d=Jcosp大齿轮d=竺二cospd=82.8mmd=331.2mm齿宽大齿轮b=WDa=0.3x207小齿轮b=b+(5□10)b=62mmb=70mm3.计算结果列表名称代号单位小齿轮大齿轮中心矩Amm207传动比i4模数mnmm4螺旋角0度14。56'30"变位系数Xn00齿数Z2080分度圆直径dmm82.8331.2齿顶圆直径damm90.8339.2齿根圆直径dfmm72.8321.2齿宽bMm7062

螺旋角方向右旋左旋材料及齿面硬度45#钢220HBS45#钢180HBS五、轴的设计计算（一）输入轴的设计计算1.轴上各力的计算

垂直面支反力（图a）Ldf_「,；-七；_489x51-365x19.5坨L102F=F-F_489-174.7F_174.7NF_314.4N水平面支反力（图b）FFF_12931H2h22F_646.5NF_646.5N2.弯矩的合成及危险截面直径垂直面弯矩（图C）LM_FD-_314.3x51LM'=FQ-_174.7x51M_16.03N-mM_8.88N-m水平面弯矩（图d）M=FHLl_646.5x51M出=32.97N-m合成弯矩（图e）M_Jm2+M2=V16.032+32.972M'_』M'2+M2_J8.882+32.972aaVaHM=36.66N-mM'=34.14N-m轴传递的转矩危险截面当量弯矩T_25.22N-mMe=39.68N-mM_Jm2+(aT)2_《36.662+(0.59x25.22)2危险截面处的直径d>JMe-■，其中许用弯曲应力，在《机\0.1LcJ设基础》表14-1中查得[c]_60MPa-1bd>20mm考虑键槽对轴的削弱，d加大4%综上计算可得d>20mm轴的强度符合要图中轴中部最窄处为25mm>d求（二）输出轴的设计计算1.轴上各力的计算圆周力径向力轴向力轴的受力垂直面支反力（图a）=2810N83=1058N=749NK=103mm=2379Nx10Ftan20。2810tan20。cos14°56'30"FtanB=2810tan14°56'30-L=104mmM=60mm水平面支反力（图b）FFHM+FHK1HLF=F-F-F2Ht1HtF=3427.5NF=-4944.5N2.弯矩的合成及危险截面直径绘制垂直弯矩图（图C）M=-3.3N-mM,=-39.9N-mM=-65.3N-mM=31.08N-m绘制水平弯矩图（图d）M=FDM=17.82N-mM=111N-m合成弯矩考虑最不利情况，取两方向弯矩的最大值合成M=JM2+M2=J178.22+65.32Mmax=189.8轴传递的转矩危险截面当量弯矩T=116.27N-m2Me=202.2N-mM=Jm2+(aT)2=J189.82+(0.59x116.27)危险截面处的直径d>J「e］，其中许用弯曲应力，在《机30.1LcJ设基础》表14-1中查得［c］=60MPa-1b考虑键槽对轴的削弱，d加大4%综上计算可得d>34mm图中轴中部最窄处为35mm>dd>20mm轴的强度符合要求六、键联接的选择和计算（一）与联轴器相连的键键的选择轴的内径d=16mm查《机设课程设计》P183页的表，选择圆头普通平键（GB1096-79）b=5mmh=5mmL=25mm键的强度校核挤压许用应力［c」=100D120MPaT=25.22N-mc，<2」

4一4x25.22x1035044^^PdhL16x5x25^强度符合要求（二）与开式齿轮相连的键键的选择轴的内径d=26mm查《机设课程设计》P183页的表，选择圆头普通平键（GB1096-79）b=8mmh=7mmL=36mm键的强度校核挤压许用应力[b]=100口120MPaT=116.27N-m4T4x116.27x103°p=dhL-26x7x36="您"。°p<2强度符合要求（三）与减速器大齿轮相连的键键的选择轴的内径d=38mm查《机设课程设计》P183页的表，选择圆头普通平键（GB1096-79）b=12mmh=8mmL=45mm键的强度校核挤压许用应力[°]=100□120MPaT=116.27N-m4T4x116.27x103°p=k38x8x45='‘网MPa°p<2p]强度符合要求七、滚动轴承的选择与计算（一）输入级的滚动轴承的选择与寿命计算初估最小轴径dncF=110x岳考虑轴肩，取轴承内径d=25mm初选6005深沟球轴承d>16mm计算当量动载荷径向受力F『=718.8N

轴向受力F=y'F2+F2=\'174.72+646.52=669.7N1V1H=\；F+F2=、、'314.32+646.52=718.8N=轴向受力F=y'F2+F2=\'174.72+646.52=669.7N1V1H=\；F+F2=、、'314.32+646.52=718.8N=F=365N据《机设基础》表16-12,由竺乌=1Z3x365=0.767，e取0.285850Cor365=0.507>e，查表得F=365N当量动载荷F718.5P=976.8NX=0.56Y=1.55P=XF+YF=0.56x718.8+1.55x365寿命计算查《机设基础》附表1,C=10.0kN106106(0.9x10x103YL=12768.2"=3.5年>3年60nIfPJ60x1440I1.1x967.8)符合要求，在每三的检修期中应更换轴承。型号6005初估最小轴径[p（3.65d>°寸n=110x后考虑轴肩，取轴承内径d=35mm初选6307深沟球轴承计算当量动载荷径向受力F="2+F2=』832.62+3427.52=3527.2Nr11V1HF=JF2+F2=J2379.62+4944.52=5487.3Nr22V2H轴向受力F=F=384N据《机设基础》表16-12,d>25.3mmF=5487.3NF=384N

当量动载荷由123^=12.3x384=0.0246，e取0.22Cor19.2x103a==0.069<e，查表得F5487.3X=1Y=0P=XF+YF=F=5487.3NP=5487.3N寿命计算查《机设基础》附表1，C=10.0kNL=虹（fCy=106（0.9x10x103v〃60n[fPJ60x300[1.1x5487.