圆柱齿轮减速器计算说明书

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1、-目录第一章电动机的选择及相关参数计算21.1确定传动方案21.2选择电动机21选择电动机的类型22选择电动机的额定功率23确定电动机的转速24确定电动机的型号21.3传动装置的总传动比的计算和分配21.4计算传动装置的运动和动力参数21计算各轴输入功率22计算各轴转速23计算各轴转矩2第二章链的传动设计计算22.1选择链轮齿数和22.2计算链节数Lp22.3计算额定功率22.4选取链的节距P22.5确定实际中心距a22.6验算链速22.7选择润滑方式22.8求作用在轴上的载荷22.9链轮的主要尺寸2第三章齿轮传动设计23.1选择齿轮材料、热处理方法及精度等级23.2按齿面接触疲劳强度设计齿轮

2、23.3主要参数选择和几何尺寸计算23.4齿根校核23.5验算误差2第四章轴的设计计算22确定滚动轴承在箱体座孔中的安装位置23确定轴承座孔的宽度L24.1低速轴的设计2轴的构造设计2低速轴的受力分析2校核低速轴的强度24.1.4 选择轴的材料和热处理24.2高速轴的设计24.2.1 选择轴的材料和热处理2初步计算轴的直径2轴的构造设计2校核高速轴的强度24.3轴的尺寸2第五章轴承强度校核25.1低速轴承的校核25.2高速轴承的校核2第六章键连接的选择及其校核计算26.1选择键的类型和规格26.2校核键的强度2第七章联轴器的选择27.1求计算转矩Tc27.2选定型号2第八章减速器根本构造的设计

3、和选择28.1滚动轴承的拆卸28.2轴承盖的选择与尺寸计算28.3润滑与密封2第九章箱体尺寸及附件的设计29.1箱体尺寸29.2附件的设计2第十章参考文献2计算说明第一章电动机的选择及相关参数计算1.1确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为一级闭式齿轮和链传动。1.2选择电动机1选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式构造，电压380V，Y系列。2选择电动机的额定功率 带式输送机的性能参数：输送带工作拉力F/N输送带工作速度v/ms-1卷筒直径D/mm26001.7450表一工作机所需功率为： 从电动机到工作机的传动总效率为：其中、分别为链传动、齿

4、轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和工作机的效率，查取机械设计：的选取：因为是开式链传动查表得=0.900.93 这里取=0.90的选取：选用圆柱直齿齿轮7级精度稀油润滑查表得=0.98的选取：选取深沟球轴承。查表得=0.99的选取：考虑到联轴器与与电机直接相连，轴的转速较高，但是转矩也不太大，启动频繁，电动机与减速器两轴间一般有一定的相对位移，所以选用弹性套柱销式联轴器。查表得=0.990.995 这里取=0.99的选取：工作机的效率取为0.97故=0.830 电动机所需功率为又因为电动机的额定功率查机械设计，选取电动机的额定功率为5.5kW，满足电动机的额定功率。3确定电动机的转速传动滚筒

5、轴工作转速：查机械设计，链传动常用传动比为i1=24，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比*围为i2=357级精度。根据传动装置的总传动比i与各级传动比i1、i2、in之间的关系是i=i1i2in，可知总传动比合理*围为i=620。又因为，故电动机的转速可选择*围相应为433r/min到1443r/min符合这一*围的同步转速有750r/min、1000r/min两种。这里选取同步转速为1000r/min常用的电机。4确定电动机的型号查机械设计，选取电机型号为Y132M2-6,得到电动机的主要参数以及安装的有关尺寸(mm)，见以下两表：且应保证大于1.25电动机的技术数据电动机型号额定功率kw同步

6、转速r/min满载转速r/minY132M2-65.510009602.02.0表三电动机的安装及有关尺寸(mm)中心高H(mm)轴伸尺寸DE键公称尺寸FGD1323880108表四1.3传动装置的总传动比的计算和分配1理论总传动比2分配各级传动比各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。根据链传动的传动比*围i1=2 4 ，初选i13.5，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为3.8，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比*围i2=357级精度，且符合了在设计链传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使链传动比小于齿轮传动比，即i链2m/s，宜用脂润滑。在靠近圆柱齿轮的内侧设置挡油板，以防止由于润滑油

7、冲击轴承而使轴承的阻力增加并发热。轴承外侧的密封采用凸缘式轴承盖和毡圈来密封。2确定滚动轴承在箱体座孔中的安装位置因为轴承采用油润滑，则可取轴承内侧端面到箱体的距离为8mm3确定轴承座孔的宽度L，为箱座壁厚，为箱座、箱盖连接螺栓所需的扳手空间，查机械设计得，取8mm，C122mm，C220mm，L8+22+20+858mm。4.1低速轴的设计轴的构造设计1初定各轴段直径 位置轴直径 /mm 说明链轮处 36 按传递转矩估算得根本直径油封处 42 为满足链轮的轴向固定要求而设一轴肩，轴肩高度a=(0.07-0.1)d=2.52-3.6mm,取a=3轴承处 45选用深沟球轴承，为方便轴承从右端撤除

8、，轴承内径应稍大于油封处轴颈，并符合滚动轴承标准内径，故取轴颈为45mm,初定轴承型号为6409，两端一样齿轮处 48考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应稍大于轴承处直径，并为标准直径轴环处 52齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴颈d=48mm，轴环高度取为h=4mm左端轴承处 45为方便轴承拆卸，轴肩高度不能过高，取轴肩高度为3.5mm（2） 确定各轴段长度由右至左)位置轴段长度/mm 说明链轮处 40求的链轮轮毂宽度为42mm，为保证轴承挡圈能压紧链轮，此轴段长度应略小于链轮轮毂的宽度，取40mm油封处 60此轴段包括两个局部：为方便轴承盖的拆卸，轴承盖外端面至链轮左端面的间距为22.4mm；有减

9、速器及轴承盖的构造设计，取轴承盖右端面与轴承盖外端面的间距为37.6mm，故该轴段长为22.4+37.6=60mm齿轮处 54轮毂宽为56mm，为保证套筒能压紧齿轮，此轴段长应略小于齿轮轮毂的宽度，取54mm右端轴承处 48此轴段包括四个局部：轴承内圈宽度为19mm，考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，轴承左端面与箱体内壁的间距取为12mm，箱体内壁与齿轮右端面的间距取为15mm，齿轮对称布置，齿轮左右两端上述两值取同值，齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为2mm，故该轴段长度为48mm轴环处 10轴环宽度b，取b=10mm左端轴承处 36等于轴承的内圈宽度19mm，轴承左端面与箱体内壁的间距

10、取为12mm，箱体内壁与齿轮右端面的间距取为15mm，齿轮对称布置，齿轮左右两端上述两值取同值，减去轴环的10mm，故该轴段长度为36mm 全轴长 24840+60+54+48+10+36=248mm（3） 传动零件的周向固定齿轮及链轮处均采用A型普通键，齿轮处为：键GB/T 1096 键14944；链轮处 GB/T 1096 键10830（4） 其他尺寸为方便加工，并参照30209型轴承的安装尺寸，轴上过渡圆角半径全部取r=1mm,轴段倒角为C2。低速轴的受力分析1轴传递的转矩2求轴上的作用力齿轮上的切向力齿轮上的径向力N链轮作用在轴上的力3确定轴的跨距左右轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的

11、间距皆为56/2 +14+8+29/2=64.5mm链轮力作用点与右端轴承支反力作用点的间距为29/2+45+60/2=89.5mm校核低速轴的强度1做轴的空间受力简图a) 36 10 54 48 60 40 FAH FT2 FBH FQH b) Fr2 FAV FBV FQV FAH Fr2 FQHc) FBH MH Ft2FQV FAV FBVd) MV T e)经计算可知右端轴承轴径处的弯矩最大，合弯矩最大，所以需校核此处。2作水平面受力图及弯矩图MH(图c)3作垂直面受力图及弯矩MV图图d)NN4合成弯矩M5作转矩T图图e)， T=193556 N.mm按当量弯矩校核轴的强度，由图知，

12、右端轴承处截面的弯矩、转矩皆为最大，且相对尺寸较小，故应校核。当量弯矩为N.mm查机械根底表155得，对于45号钢，b=600 Mpa ,其中-b=55Mpa，按式15-3得-b=55Mpa故轴的强度足够。4.1.4 选择轴的材料和热处理选用45号钢，正火处理4.2高速轴的设计4.2.1 选择轴的材料和热处理选用45号钢，正火处理初步计算轴的直径估计直径d100mm，查表得b=600Mpa c=118 则有，考虑到想直接把小齿轮加工成齿轮轴，所以初选为32mm轴的构造设计根据轴上零件得安装和固定要求，并考虑配合低速轴的构造，初步确定高速轴的构造。设有5个轴段。1段：此段装联轴器。装联轴器处选用

13、最小直径d1=32mm，根据机械根底，选用弹性套柱销联轴器，其轴孔直径为32mm，轴孔长度为62mm。根据联轴器的轴孔长度，又由机械根底得，取轴伸段长度L160mm。2段：查机械设计，取轴肩高度h为3mm，则d2=d1+2h=32+23=38mm此轴段一局部长度用于装轴承盖，一局部伸出箱体外。计算的轴承端盖的厚度为9.6mm，轴承端盖和轴承座之间有1mm的垫片，且它们之间的连接螺钉直径为8mm，螺钉头厚度为5.3mm，轴承座宽度为58mm，轴承内侧面与内壁的距离为12mm，轴承宽度为15mm，则此段长度为L2=31+9.6+1+5.3+17.1=64mm3段：取轴肩高度h为1mm，则d3=d2

14、+2h=38+21=40mm。此段装轴承与挡油板。选用深沟球轴承。查机械设计，此处选用的轴承代号为6008，其内径为40mm，宽度为15mm。此段长度为L3=12+15+2=29mm4段：此段装齿轮，取轴肩高度h为3mm，则d4=d3+2h=mm。由于齿根圆直径与轴径相差不大，齿根圆的直径为51mm，与此轴段直径之差只有5mm，所以设计为齿轮轴。因为小齿轮的宽度为64mm，则L4=64+10+104=80mm5段：此轴段与3段对称，所以d5=40mm，L5=12+15+2=29mm校核高速轴的强度a) 29 80 29 64 460 FAH FT1 FBH b) Fr1 FAV FBV FAH

15、 Fr1 FBHc MH Ft1 FAV FBVd) MV T e)=1826N=665N=332.5N=332.5N=913N=913NT=51128 N.mm按当量弯矩校核轴的强度，由图知,齿轮轴处截面的弯矩、转矩皆为最大，且相对尺寸较小，故应校核。截面的当量弯矩为N.mm查机械根底表155得，对于45号钢，b=600 Mpa ,其中-b=55Mpa，按式15-3得FrA所以选用FrB查机械根底表17-3得：ft=1 ，查机械根底p297得：圆锥滚子轴承的寿命指数为10/3 ，查机械设计得30209圆锥滚子轴承Cr= 67.8KN；则所以预期寿命足够，轴承符合要求。5.2高速轴承的校核选用

16、6008型深沟型球轴承。轴承的当量动负荷为由机械根底表176查得，fp11.2，取fp=1。因为Fa2=0N，则查机械根底表175得，*=1 ，Y=0 。计算的Fr=972N查机械根底表17-3得：ft=1 ，查机械根底p297得：深沟球轴承的寿命指数为3 ，6008型深沟型球轴承Cr=17KN；则所以预期寿命足够,轴承符合要求。第六章键连接的选择及其校核计算6.1选择键的类型和规格轴上零件的周向固定和联轴器均选用A形普通平键。由机械根底P157得键的材料采用强度极限不小于600MPa的碳素钢，通常采用45钢，所以此处选用45钢。 低速轴参考机械设计p112：根据链轮与轴连接处的轴径36mm，

17、轴长为40mm，查得键的截面尺寸bh108mm，根据上述取键长L30mm，即GB/T 1096 键10830根据安装齿轮处轴径48mm，查得键的截面尺寸，轮毂宽为B=54，取键长L=44，即GB/T 1096 键14944。 低速轴：根据安装联轴器处轴径，查得键的截面尺寸，此段长度B=60，由上述公式取键长L=50mm，即GB/T 1096 键10850。6.2校核键的强度低速轴两键的校核A、 低速轴装齿轮轴段的键的校核：强度校核按挤压强度校核，并且k=h/2，l=L-b，则工作面的挤压应力为轮毂材料为45钢，且载荷平稳，由机械根底表10-11得许用挤压应力为p=125150MPa故键联接的挤

18、压强度足够。B、低速轴轴端处的键的校核：强度校核按挤压强度校核，并且k=h/2，l=L-b，则工作面的挤压应力为故键联接的挤压强度足够。C、高速轴轴端处的键的校核：强度校核按挤压强度校核，并且k=h/2，l=L-b，则工作面的挤压应力为故键联接的挤压强度足够。第七章联轴器的选择7.1求计算转矩TcK查表得K=1.5Kc=1.595505.337.2选定型号由GB/T4323-2002选定联轴器型号为TL5(半联轴器的材料为钢由GB/T4323-2002知标称转矩Tn=125Tc许用转矩n=3600n,适宜电动机半联轴器用Y型轴孔，轴孔直径为d1=32mm 轴孔长L=82mm；减速器轴端半联轴器

19、用J1型轴孔，轴孔直径d2=32mm，轴孔长L=62mm.联轴器的标记为第八章减速器根本构造的设计和选择8.1滚动轴承的拆卸安装时，用手锤敲击装配套筒安装；为了方便拆卸，轴肩处露出足够的高度h，还要留有足够的轴向空间L，以便放置拆卸器的钩头。8.2轴承盖的选择与尺寸计算轴承盖的选择：选用凸缘式轴承盖，用灰铸铁HT200制造，用螺钉固定在箱体上。其中，轴伸端使用透盖，非轴伸端使用闷盖。尺寸计算轴伸端处的轴承盖透盖尺寸计算 A、高速轴：选用的轴承是6008深沟型球轴承，其外径D68mm，采用的轴承盖构造为凸缘式轴承盖中a图构造。查机械设计计算公式可得：螺钉直径d38，螺钉数 n6 B、低速轴：选用

20、的轴承是30209圆锥滚子轴承，其外径D85mm。尺寸为：螺钉直径8，螺钉数6非轴段处的轴承盖闷盖尺寸计算：高速轴与低速轴的闷盖尺寸分别与它们的透盖尺寸一样。8.3润滑与密封齿轮的润滑采用浸油润滑，浸油深度为一个齿高，但不小于10mm。 滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为2.812m/s，所以选用脂润滑。选用通用锂基润滑脂GB7324-2010稠度等级1号。润滑油的选择齿轮选用普通工业齿轮润滑油。密封方法的选取箱内密封采用挡油盘。箱外密封选用凸缘式轴承盖，在非轴伸端采用闷盖，在轴伸端采用透盖，两者均采用垫片加以密封；此外，对于透盖还需要在轴伸处设置毡圈加以密封。第九章箱体尺寸及附件的设计9.1箱

21、体尺寸采用HT200铸造而成，其主要构造和尺寸如下：中心距a=134mm，总长度L：442mm总宽度B：369mm总高度H：284mm箱座壁厚：，未满足要求，直接取8 mm箱盖壁厚：,未满足要求，直接取8mm 箱座凸缘厚度b：=1.5*8=12 mm箱盖凸缘厚度b1：=1.5*8=12mm箱座底凸缘厚度b2：=2.5*8=20 mm箱座肋厚m：=0.85*8=8 mm轴承螺栓扳手空间： C122mm，C220mm轴承座端面外径D2：高速轴上的轴承：D高=68 mm低速轴上的轴承：D低=85mm 轴承旁凸台半径R1：箱体内壁至轴承座端面距离：=22+20+8+8=58mm 地脚螺钉直径：mm,取

22、=20mm地脚螺钉数量n：因为a=134mm250mm，所以n=4 轴承旁螺栓直径：，取d1=16凸缘联接螺栓直径：，取10mm凸缘联接螺栓间距L：，取L100mm轴承盖螺钉直径与数量n：高速轴上的轴承：d3=8, n6 低速轴上的轴承： d3=8， n6窥视孔盖螺钉直径：, 取d46mm窥视孔盖螺钉数量n：因为a=140mm3050 ，取40mm 9.2附件的设计1检查孔和盖板查机械设计表151，取检查孔及其盖板的尺寸为：A100，120，150，1800，200取A100mmA1130mm，A2115mm，B180mm，B50mm B2=65mmd4为M6，数目n4R5h6ABA1B1A2

23、B2hRnd100501308011565654M62通气器选用构造简单的通气器，由机械设计表157，取尺寸为单位：mm：dDD1ahbcd4M18 1.51625.41240716163油标尺由机械设计表15-5，取油标的尺寸为： d d1 d2 d3 h a b c D D1M12 4 12 628 10 6 4 20 164放油螺塞螺塞的材料使用Q235，用带有细牙螺纹的螺塞拧紧，并在端面接触处增设用耐油橡胶制成的油封圈来保持密封。由机械设计表158，取放油螺塞的尺寸如下单位：mm：dD0LlaeSd1M14 1.5222212210.617155定位销定位销直径为6mm，两个，分别装在

24、箱体的长对角线上。6起盖螺钉起盖螺钉10mm，一个，长度L箱盖凸缘厚度b1=12mm。7起吊装置查机械设计表152得，BC1+C2=18+16=34mm取B=40mmH=0.8B=40*0.8=32mm，取为30mmh=0.5H=16mmr2 =0.25B=10mmb=2 =2*8=16mm第十章主要设计一览表名称尺寸mm零件名称材料规格及型号小齿轮分度圆直径56箱座HT200大齿轮分度圆直径212调整垫片08F小齿轮宽度64轴承盖HT200大齿轮宽度56圆锥滚子轴承30209 GB/T274-1994两齿轮中心距134轴45钢小齿轮齿顶圆直径60套筒HT200大齿轮齿顶圆直径216深沟球轴承

25、6008GB/T274-1994小齿轮齿根圆直径51齿轮轴45钢m=2,z=28大齿轮齿根圆直径207大齿轮45钢m=2,z=106高速轴总长度262封油圈石棉橡胶纸低速轴总长度248油塞Q235高速轴轴承跨度113油标尺组合件低速轴轴承跨度139起吊勾HT200箱体总长度442弹簧垫圈箱体总宽度369圆柱销钢GB/T 119.1箱体总高度284垫片减速器中心高166视孔盖Q235凸缘联接螺栓间距100通气器Q235箱体内壁轴向距离84启盖螺钉Q235M10两侧轴承座孔外端面间距离200键45钢箱体内壁至轴承座孔外端面距离58螺栓Q235第十一章参考文献1*顺成主编.机械设计根底非机类专业适用

26、. ：机械工业，20052陈铁鸣主编.新编机械设计课程设计图册.：高等教育，20033寇尊权，王多主编.机械设计课程设计.：机械工业，20064网上相关标准。计算结果滚筒输出功率：P滚=4420W电动机功率：Pd=5.325kW工作机转速：nw=72.187r/min电动机转速：n=4331443r/min电动机型号：Y132M2-6i理论=13.3i链=3.5i齿=3.8P0=5.53kWP1=5.2767kWP2=5.1195kWP3=4.56kWn0=960 r/minn1=960 r/minn2=252.63 r/minn3=72.187 r/minT0=53.023NT1=52.525NT2=193.55NT3=603.24N链传动额定功率：P0= 5.632kW链轮中心距：a=1043mm链速：v=1.82m/s轴上载荷：FQ=3379N小齿轮分度圆直径：d147.84mm模数：m=2小齿轮齿数：z1=28大齿轮齿数：z2=106齿轮圆周速度：v=1.07m/s小齿轮分度圆直径：d1=56mm大齿轮分度圆直径：d2=212mm齿轮中心距：a=134mm小齿轮宽度：b1=64mm大齿轮宽度：b2=56mm联轴器转矩：TC=756.485N联轴器型号：. z.