兰州工业学院一级圆柱齿轮减速器说明书

1、兰州工业学院机械基础课程设计交通工程系 班级：汽电12-1姓名：陈天坤A/传动系统的参数设计原始数据：运输带的工作拉力F=0.2 KN；带速V=2.0m/s；滚筒直径D=400mm（滚筒效率为0.96）。工作条件：预定使用寿命8年，工作为二班工作制，载荷轻。工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度35。动力来源：电力，三相交流380/220伏。1 、电动机选择（1）、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机（2）、电动机功率选择：传动装置的总效率： =0.980.99 0.960.990.96工作机所需的输入功率：因为 F=0.2 KN=0.2 KN= 1908N =FV/1000 =19082/

2、10000.96 =3.975KW电动机的输出功率： =3.975/0.87=4.488KW使电动机的额定功率P （11.3）P ，由查表得电动机的额定功率P 5.5KW 。、确定电动机转速：计算滚筒工作转速： =（60v）/（2D/2） =（602）/（20.2） =96r/min由推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I =36。取V带传动比I =24，则总传动比理时范围为I =624。故电动机转速的可选范围为n =（624）96=5762304r/min、确定电动机型号根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有1000r/min和1500r/min，综合考虑电动机和传动

3、装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1500r/min ，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-4 ，满载转速 1440r/min 。其主要性能：额定功率：5.5KW，满载转速1440r/min，额定转矩2.2，质量68kg。2 ,计算总传动比及分配各级的传动比（1）、总传动比：i =1440/96=15 （2）、分配各级传动比：根据指导书，取齿轮i =5（单级减速器i=36合理） =15/5=33 、运动参数及动力参数计算、计算各轴转速（r/min） =960r/min =1440/3=480(r/min) =480/5=96(r/min)计算

4、各轴的功率（KW）电动机的额定功率Pm=5.5KW所以P =5.50.980.99=4.354KW =4.3540.990.96 =4.138KW =4.1380.990.99=4.056KW计算各轴扭矩（Nmm）TI=9550PI/nI=95504.354/480=86.63Nm =95504.138/96 =411.645Nm =95504.056/96 =403.486NmB/原始数据：滚筒圆周力F=1.7KN；带速V=1.4m/s；滚筒直径D=220mm。 二、电动机的选择 1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和 条件，选用 Y系列三相异步电动机。 2、确定电动机的功率：（

5、1）传动装置的总效率： 总=带2轴承齿轮联轴器滚筒 =0.960.9920.970.990.95 =0.86 (2)电机所需的工作功率： Pd=FV/1000总 =17001.4/10000.86 =2.76KW 3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速： Nw=601000V/D =6010001.4/220 =121.5r/min 根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围，取V带传动比Iv=24，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=35，则合理总传动比i的范围为i=620，故电动机转速的可选范围为nd=inw=（620）121.5=7292430r/min 符合这一范围的同步转速有960 r/min和

6、1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表方案 电动机型号 额定功率 电动机转速（r/min） 传动装置的传动比 KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮 1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63 2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较两种方案可知：方案1因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。 4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为 Y100l2-

7、4。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.2。课题题目及主要技术参数说明主要参数说明 输送带的最大有效拉力F=1150N，输送带的工作速度V=1.6 m/s，输送机滚筒直径D=260 mm。传动系统工作条件要，求减速器设计寿命为8年，大修期为3年，批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。传动系统方案的选择计 算 及 说 明结果减速器结构选择及相关性能参数计算1 减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。2 电动机选择（一）工作机的功率Pw =FV/1000=11501.6/1000=1.84kw（二）总效率 = =（三）所需电动机功率 查机械零件设

8、计手册得 Ped = 3 kw电动机选用 Y112M-4 n满 = 1420 r/min3 传动比分配 工作机的转速n=601000v/（D） =6010001.6/(3.14260) =117.589r/min 取 则3 动力运动参数计算（一）转速n电动机选用：Y100L2-4=4.025计 算 及 说 明结果=1420（r/min）=/=/=1420/3=473.333（r/min） =/=473.333/4.025=117.589（r/min） =117.589（r/min） （二） 功率P （三） 转矩T =14.126(Nm) = 158.872(Nm) = 155.710(Nm )

9、 计 算 及 说 明结果将上述数据列表如下：轴号功率P/kW N /(r.min-1) /(Nm) i 02.100142014.126 30.96 11.974473.33340.684 21.916117.589158.8724.0250.97 31.875117.589155.71010.98齿轮的设计计算4.1 齿轮材料和热处理的选择 小齿轮选用45号钢，调质处理，HB236 大齿轮选用45号钢，正火处理，HB1904.2 齿轮几何尺寸的设计计算4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由机械零件设计手册查得 ,SHlim = 1 由机械零件设计手册查得 ZN1 = ZN2 = 1

10、 YN1 = YN2 = 1.1 由 计 算 及 说 明结果 （一）小齿轮的转矩 （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， =4.025（四） 选择齿宽系数， 根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取1（五） 计算小齿轮分度圆直径，计 算 及 说 明结果766=766 = 44.714( mm)（六） 确定齿轮模数m m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)185.871，取m=2（七） 确定齿轮的齿数和 取 Z1 = 24 取

11、Z2 = 96（八）实际齿数比 齿数比相对误差 /=2.19/204=0.0107 计算大齿轮齿根弯曲应力为a=120mmB1=57mmB2=48mm V=1.1890(m/s)定为IT7 计 算 及 说 明结果 齿轮的弯曲强度足够齿轮几何尺寸的确定（1）齿顶圆直径 由机械零件设计手册得 h*a =1 c* = 0.25（2）齿距 P = 23.14=6.28(mm)齿根高 齿顶高 齿根圆直径（3）齿轮系数=中心距/齿宽=a/b，由机械基础课本P183表 6-6取a=0.4（4） 载荷系数K由机械基础课本P183表 6-5，取K=1.2（5）小齿轮轴上传递的扭矩T1P小=P电带=110.95=

12、10.45KWn1=1460r/i带=1460/3=487r/min T1 = 9.550106 P1/n1=9.550106（7.9/487）N.mm=N.mm，a(u+1) （334/H2）2（KT1/au）1/3，a193mm齿轮尺寸的强度计算以中心距校核（6）确定齿轮的主要参数确定小齿轮齿数因为是闭式软齿轮而齿轮其失效形式为点蚀，所以取齿数不能太小，故在（20-40）范围内，取Z1=30,.式中Z2=Z1i齿=303.5=105确定模数amin=（d1+d2）/2=m（Z1+Z2）/2m=2amin/（Z1+Z2）=2193/（30+105）=2.8mm 取模数 m=3齿轮的几何尺寸齿

13、距： P=m=3.143=9.42mm齿厚： S =m/2=33.14/2=4.71mm齿宽： e =m/2=33.14/2=4.71mm齿顶高： ha =ha*m=13=3 mm齿根高： hf =(ha*+c*)m=（1+0.25）3=3.75mm全齿高： h =ha+hf=3+3.75=6.75 mm分度圆直径： d1 =mz1=330=90 mmd2 =mz2=3105=315 mm，齿顶圆直径： da1 =d1+2ha=90+23=96 mmda2 =d2+2ha=315+23=321 mm齿根直径： df1 =d1-2hf=90-23.75=82.5 mm，df2 =d2-2hf=3

14、15-23.75=307.5 mm中心距： a =（m/2）（Z1+Z2）=（3/2）（30+105）=202.5mm齿轮宽度 查机械基础课本P183表 6-6，得d=1.2由b=d1.260=72mm 取b2=72mm得 b1=b2+5=72+5=77mm 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轮毂直径 =1.6d=1.650=80轮毂长度 轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8轮缘内径 =-2h-2=196-24.5-28强度足够=54mm=196mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf

15、=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm计 算 及 说 明结果= 171(mm)取D2 = 170(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.348=14.4，取c=15(mm)腹板中心孔直径=0.5(+)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直径=0.25（-）=0.25（170-80）=22.5(mm) 取=20(mm)齿轮倒角n=0.5m=0.52=1齿轮工作如图2所示：计 算 及 说 明结果轴的设计计算5.1 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 =280MPa5.2 轴几何尺寸的设计

16、计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径从动轴=c=115=29.35考虑键槽=29.351.05=30.82选取标准直径=32轴的结构设计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 =2000158.872/192=1654.92径向力 =tan=1654.92tan20=602.34 由于为直齿轮，轴向力=0作从动轴受力简图：（如图3所示）D2=32mm计 算 及 说 明结果L=110mm =0.5=0.51654.92=827.46=0.5L=827.461100.5/1000=51.72=0.5=0.5602

17、.34 =301.17=0.5L=501.171100.5/1000=36.4 转矩T=158.872 校核=55.04 =118.42 由图表查得，=55MPa d10=10=29.21(mm) 考虑键槽d=29.21mm 45mm 则强度足够轴承、键和联轴器的选择6.1 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6207 2个（GB/T276-1993）从动轴承6209 2个（GB/T276-1993）寿命计划：从动轴承 2个计 算 及 说 明结果两轴承受纯径向载荷P=602.34 X=1 Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承62

18、09，基本额定功负荷=25.6KN =1 =3=预期寿命为：8年，两班制L=830016=38400轴承寿命合格6.2 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1040 GB/T10962003，b=16，L=50，h=10，选45号钢，其许用挤压力=100MPa=82.75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 GB/T10962003，b=10mm，L=45mm，h=8mm，选45号钢，其许用挤压应力=100MPa=45.392则强度足够，合格从动轴外伸端键1040 GB/10962003与齿轮联接

19、处键1452 GB/T10962003计 算 及 说 明结果6.3 联轴器的选择 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=1.3=9550=9550=202.290选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=250，。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=3240，选d=35，轴孔长度L=82TL8型弹性套住联轴器有关参数选用TL8型弹性套住联轴器型号公称转矩T/(Nm)许用转速n/（r轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料轴孔类型键槽类型TL625033003582160HT200Y型A型第七章 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 7.1.1润滑方式1.齿轮V=1.212 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑2.轴承采用润滑脂润滑 7.1.2润滑油牌号及用量齿轮浸油润滑轴承脂润滑计 算 及 说 明结果1.齿轮润滑选用150号机