单级(一级)斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书

第=6.6026KW可选用Y系列三相异步电动机Y160M-6型，额定功率P0=7.5kw,满足P0>Pr。3.选取电动机的转速卷筒转速=130r/min根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为7.5KW，同步转速为1000r/min型号的电动机。电动机数据及传动比电机型号额定功率/KW同步转速/（r/min）满载转速/(r/min)总传动比Y160M-67.510009707.6二、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=970/130=7.46取i带=2，则减速器的传动比i齿轮=i总/i带=7.46/2=3.732、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴Pr=7.5kwnw=970r/minTr=9550×Pr/nw=95507.5/970=59.27N·mⅠ轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带=2，带传动效率η带=0.96，P1=P0·η01=P0·η带=7.5×0.96=5.78kwn1=n0/i01=970/2=485r/minT1=9550×P1/n1=9550×5.78/485=113.81Ⅱ轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为η轴承=0.99闭式齿轮传动的效率为η齿轮=0.97则η12=0.990.97=0.96P=P·η12=5.78×0.96=5.55kwn=n/i=485/3.73=130.03r/minT=9550×P/n=9550×5.55/130.03=407.62各轴运动及动力参数轴功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率η电动机7.597059.27V带传动20.96高速轴5.78485113.81闭式齿轮传动3.730.97低速轴5.55130.03407.62三、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，=1.2PC=×P=7.22kw(2)选取V带的型号根据PC和n0，因工作点处于B型区，故选B型带。(3)确定带轮基准直径、①选择小带轮直径确定=125mm②验算带速VV==6.35m/s在5m/s—25m/s之间，故合乎要求。③确定从动轮基准直径(书P211)=(1-)=2×125(1-0.02)=245mm取从动轮基准直径为=250mm(4)确定中心距a和带的基准长度Ld①初定中心a（书P220）取初定中心距0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)a0=400mm②确定带的计算基准长度Ld按式L=2a+(+)+==1388.83mm③取标准Ld=1400㎜④确定实际中心距=+=400+=405.59㎜(5)验算包角≈180°-×57.3°=180°-×57.3°=162.34°＞1200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125mm，查得P=1.67kw，P=0.30(i=2)，K=0.95，K=0.90Z===4.29根取Z=5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=192.37N式中q查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=1900.90N（8）带轮结构设计<300mm用实心式e=190.4mf=11.5mm取f=12mm轮宽L=（1.5~2）P=63~84mm，取L=90mm。轮缘宽B=(z-1)e+2f=（5-1）×19+2×12=100mm总宽L+B=190mm>300mm用孔板式轮缘与小轮相同，轮毂与轴同时设计。四、齿轮的设计计算：1.选择齿轮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钢调质,硬度210～220HB，取220HBS；大齿轮45钢正火,硬度170～210HB，取200HBS。计算循环次数NN=60nj=604851(1036516)=1.27×10N==3.4210取载荷系数S=1.1由图11-1（书166页）查得=500Mpa，=460MPa计算许用接触应力==454.55Mpa==418.18Mpa取=420MPa2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距TT=9.5510=9.5510=1.14×10Nm取得K=1.4，得=1，a=133.66mm取中心距a=140mm取小轮齿数=20则大齿轮数=75所以=75/20=3.75计算得到=（3.75-3.72）/3.72=0.8%在正负5%之间，故合理。模数m==2.87mm,取m=3mma==142.5mm齿宽b==60mm分度圆直径：=m=60mm=m=225mm圆周速度v=3.1460485/601000=1.52m/s应选用9级精度。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=1.25由图11-2（b）按9级精度和vZ/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.024校核齿根弯曲疲劳强度===360MPa===240MPa===48.27MPa<=360Mpa，安全===42.76MPa〈=240Mpa，安全5.齿轮主要参数及几何尺寸计算=21=114m=6.5mmu=5.428d1=136.5mmd2=741mma=438.75mmhaha*hfc*五、轴的设计计算1．减速器高速轴的设计计算高速轴传递的功率P=5.78KW，转速n=485r/min，分度圆直径d=60mm，齿宽b=60，转矩T=113.81N·m,轴的材料为45号钢，调质处理。C=120，d≥C=27.41mm因键槽要扩大3%~5%d=27.41×（1.03~1.05）=28.23~28.78mm，取d=28.5mm；带轮轮毂宽度（1.5~2.0）d=42.75~57mm，取50mm；略小于毂孔=48mm轴肩高h=（0.07~0.1）d=1.995~2.85mm轴颈=d+2h=32.49~34.2mm，取=35mm用球轴承6008内径d=40mm，外径D=68mm，宽度B=15mm，=46mm，=62mm则=40mm。挡油环=2mm，Δ=14mm则=B+Δ+=31mm==40mm，==31mmδ≈0.025×+3=7.16mm，取δ=8mm上箱壁厚≈0.98δ=7.2mm，取=8mm=166.25mm＜300mm轴承旁螺栓直径M12，=20mm，=16mm箱体凸缘连接螺栓直径M10，地脚螺栓主直径M16，轴承盖连接螺栓直径M8取M8×25，端盖厚e=1.2×=1.2×8=9.6mm，取e=10mm。轴承座宽度为L=δ+++（5~8）=49~52mm，取L=50mm。调整垫片的厚度Δt=2mm；K=28mm则=L+e+K+Δt-Δ-B=61mm==50mm，=10mm，==-=8mm==65mm；=2+=85mm；a=B/2=7.5mm=50/2++a=93.5mm，==++/2-a=64mm键选8×7×28L=+++++=221mm2.低速轴的设计计算=5.55KW，=130.03r/min，=407.62N·m，=225mm，=60mm。轴的材料为45号钢，调质处理。取C=110d≥C=38.44mm增大3%~5%，d=38.44（1.03~1.05）=39.59~40.36mm取=40mm=1.5，T==611.43N·m，轴段略小于毂孔的长度=82mm轴肩h=（0.07~0.1）=2.8~4mm=+2h=45.6~48mm，取=45mm选取深沟球轴承6010d=50mmD=80mmB=16mm=56mm=74mm则==50mm=55mm=60mm=58mm，K=13mm=L+e+K+Δt-Δ-B=45mmh=（0.07~0.1）=3.85~5.5mm取h=5mm，则=65mm=+=12.5mm=2.5mm；=-=10mm=B+Δ+=32.5mm=32mm=-++Δ+B=44.5mm=44mmL=+++++=271mm（4）设计轴的结构六、减速器高速轴的校核1.对轴进行分析，作当量弯矩图。（1）．计算作用于齿轮轴上的作用力转矩圆周力=径向力==轴向力=．（2）.求支座反力.a.铅直面内的支座反力b.水平面内的支座反力据，得3596-1731=1865N（3）.作弯矩图a.铅直面内弯矩M图在C点b.水平面内弯矩M图在C点左边在C点右边c.作合成弯矩图在C点左边在C点右边（4）.作转矩图T=270994Nmm（5）.作当量弯矩图该轴单向工作转矩按脉动循环考虑取=0.6当量弯矩=在C点左边在C点右边在D点（6）.按当量弯矩计算轴的直径由图看出C点的当量弯矩最大。D点轴的断面尺寸较小。所以该轴的危险断面是C点和D点。由45钢（调制处理）查表13-1（指导书218页）得=650MPa；在查表13-2查表得=60MPa。按式（13-4）计算C点轴的直径考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%该值小于原设计该点处轴的直径，安全。D点轴的直径考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%该值小于原设计该点处轴的直径，安全。七、减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算已知:6210轴承(50×90×20)。基本额定动载荷C=27KN，基本额定静载荷C0=19.8KN,e=0.21,Y=2.3.由前面计算得知:该对轴承的水平支反力分别为：垂直支反力分别为：合成支反力：= = 所以取=0.9,=0.9轴承承受轻度载荷冲击，支反力A处有弯矩。所以取=1.2,=1.5=()=所以取X=1,Y=0=>计算轴承A的寿命PA= 预期寿命满足要求八、高速轴键联接的选择和验算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=114.11Nm1.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b×h=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安全九、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可计算得，箱体的结构尺寸如表8.1箱体的结构尺寸减速器箱体采用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δ=（5~6）mm取δ=8mm箱盖壁厚度δ18=（6.4~608）取δ1=8mm机座凸缘厚度bb=1.5δ=1.5×8=12mmb=12mm机盖凸缘厚度b1b1=1.5δ1=1.5×8=12mmb1=12mm箱底座凸缘厚度PP=2.5δ=2.5×8=20mmP=20mm地脚螺钉直径和数目Df=16mmn=4Df=16mmn=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=25mmC1min=25mmC2min=23mmC2min=23mm轴承旁连接螺栓直径d1d1=12mmd1=12mm定位销直径d=(0.7~0.8)9=6.3~7.2d=7mm箱座盖连接螺栓直径d2=(0.5~0.6)16=8~9.6mmd2=8mm大齿轮顶园与箱内壁距离=1.2×89.6mm=10mm上下箱连接螺栓通孔直径d`28（10~15）mm=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=（0.3~0.4）16=4.8~6.4mmd4=6mm轴承端盖外径D1D1=(5~5.5)×7+62=97~100.5取D1=100mm（凸缘）箱体外壁至轴承座端面距离KK=C1+C2+(5~8)=32mmK=3