单级斜齿圆柱齿轮减速器说明书例题

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1、一 设计任务1总体布置简图 1电动机；2皮带；3齿轮减速器；4带式运输机；5鼓轮；6联轴器2 工作情况：载荷平稳、单向旋转3 原始数据鼓轮的扭矩T（Nm）：鼓轮的直径D（mm）：400运输带速度V（m/s）：1.5带速允许偏差（）：5使用年限（年）：10工作制度（班/日）：24 设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写5设计任务a) 减速器总装配图一张b) 齿轮、轴零件图各一张c) 设计说明书一份6 设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、

2、第二阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、电动机的选择计算如图2-1所示的胶带运输带的有效拉力F=6500N，工作速度v=1.5m/s,传动滚动直径D=400mm,载荷平稳，电源为三相交流，空载启动，室内工作有粉尘,使用期限10年。带速允许误差大于-5%且小于5%,试选择电动机。图2-11.选择电动机系列按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,电压为380V,Y系列。 2.选择电动机功率卷筒所需的有效功率：= 9.75kw传动装置的总效率： V带传动的效率 带=0.95闭式齿轮的传

3、动效率 齿轮=0.97一对滚动轴承的效率 轴承=0.98联轴器的效率 联轴器=0.99传动滚筒效率 滚筒=0.96传动总效率=0.950.970.9820.990.96=0.841所需电动机功率 =11.59kw由表9-39（指导书209页）可选用Y系列三相异步电动机Y180L-6型，额定功率P0 =15kw或选用Y系列三相异步电动机Y160L-4型，额定功率P0 =15kw,均满足P0 Pr。3.选取电动机的转速滚筒转速 =71.66r/min根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为15KW，同步转速分别为1500r/min和1000r/min两种型号的电动机。电动机数据及传动比方案号电机型号

4、额定功率/KW同步转速/（r/min）满载转速/(r/min)总传动比1Y160L-4151500146020.372Y180L-615100097013.54通过比较决定选择第2种方案，电动机型号为Y180L-6, 同步转速为1000r/min，所选电动机的数据和安装尺寸如下表额定功率P0/kw15电动机外伸轴直径D/mm38满载转速n0（r/min）970电动机外伸轴长度E/mm80额定扭矩1.8电动机中心高H/mm132三、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 = 970/71.66=13.54取i带 =2.5 则

5、减速器的传动比 i齿轮= i总/i带=13.54/2.5=5.4162、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴P0=Pr=11.59kwn0=970r/minT0=9550P0/n0=955011.59/970=114.11轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带 =2.5，带传动效率带=0.95， P1= P001= P0带 =11.590.95=11.01kwn1= n0/i 01=970/2.5=388r/minT1=9550P1/n1=955011.59/388=285.27轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为轴承=0.98 闭式齿轮传动的效率为齿轮=0.97则12=0.9

6、7=0.980.97=0.95P=P12=11.010.95=10.46kwn=n/i=388/5.416=71.64r/minT=9550P/n=955010.46/71.64=1394.31轴：即传动滚筒轴 轴承=0.98 联轴器=0.99 齿轮=0.97 23=0.980.990.97=0.94P=P23=10.460.94=9.83kwn= n/i=71.64/1=71.64r/minT3=9550P/n=95509.83/71.64=1310.71各轴运动及动力参数轴序号功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率011.59970114.11V带传动2.50.9

7、5111.01388285.27闭式齿轮传动5.4160.97210.4671.641394.31弹性联轴器1.00.9939.8371.641310.71四、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， =1.2（书218）PC=P=18kw(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。（课本图13-15）(3)确定带轮基准直径、选择小带轮直径由表10-4（书P214页）确定=140mm验算带速V（书P211）V=7.1m/s在5m/s25m/s之间，故合乎要求。（书P220）确定从动轮基准直径(书P211)=(1-)=

8、2.5140(1-0.02)=343mm按表10-5（书215页）取从动轮基准直径为=355mm (4)确定中心距a和带的基准长度Ld初定中心a（书P220）取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a=1.8(+)=1.8(140+355)=891mm确定带的计算基准长度Ld按式 L=2a+( +)+=2=2572.12由表10-2（书213页）取标准Ld =2500确定实际中心距=+=891+=855(5)验算包角180-57.3=180-57.3=1651200 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140mm，由图10-7（书P214页）查得

9、P=2.2kw ，再由表13-5（书216页）得P=0.3 (i=2.5)由表13-7（书P217页）查得 K=0.96由表13-2（书P212页）查得K=1.03Z=2.20根取Z=3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=686.38N式中q由表10-1（指导书140页）查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=2686.383=4082.25N（8） 带轮结构设计 带速V30m/s 材料用灰铸铁 用HT150或HT200 300mm 用轮辐式（9） 带轮轮槽尺寸由表4-2（指导书224页）得 h=15mm,h=3.5mm,e=19mm,f=11.

10、5mm Bd=14mm,=7.5mmB=(z -1)e+2f=(3-1)19+211.5=61mm图4-1 小带轮结构图图4-2 大带轮结构图五齿轮的设计计算：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调质,=650MPa,=360Mpa，硬度217255HB； 大齿轮45正火, =580MPa, =290MPa,硬度162217HB。齿轮精度等级为8级.计算循环次数NN=60nj=603881(1036516)=1360000000（工作十年，两班制）N=2.5110由表11-5（P171页）取载荷系数S=1.0由图11-1（书166页）查得

11、=600Mpa ， =380MPa计算许用接触应力= =600Mpa= =380Mpa因 计算中取=380MPa2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距 TT=9.5510=9.5510=270000Nm由表11-3（P169）取得K=1.8，由表11-6（P175）取得=0.8，由表11-4（P171）取得Z=188.9a =130.25mm取中心距a=130.25mm 取小轮齿数=21则大齿轮数=114所以=114/21=5.428计算得到=（5.428-5.416）/5.416=0.18%在正负5%之间，故合理。模数m=/=6.5mm齿宽b=104.2查表4-1（P57），取m=6.5mm=

12、m=136.5mm=m=741mm圆周速度v=3.14136.5388/601000=2.77m/s对照表11-2（P168）可知，选用8级精度是合适的。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）（指导书177页）按8级精度和vZ/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.023 校核齿根弯曲疲劳强度=360MPa=240MPa=48.27MPa2m/s所以滚动轴承采用油润滑高速轴密封处的圆周速度V由于V2m/s，所以采用毡圈密封。低速轴密封处的圆周速度V由于V 计算轴承A的寿命PA= 预期寿命满足要求九.高速轴键联接的选择和验算

13、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bh=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

14、的计算长度l=L-b=65-8=57mm =100Mpa安全十 联轴器的选择在减速器低速轴与工作机之间需采用联轴器联接。由于工作机和减速器之间可能产生一定的径向位移和角位移。故选用弹性柱销联轴器。由式Tc=T=1.51310.71=1966.07Nm n=71.64r/min由表2-14-1(课设指导书114页) LH4联轴器4084 GB/T50142003其公称转矩 Tn=1250 Nm71.64r/min 十一 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： 表8.1箱体

15、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=（56）mm取=8mm箱盖壁厚度18=（6.4608）取1=8mm机座凸缘厚度bb=1.5=1.58=12mmb=12mm机盖凸缘厚度b1b1=1.51=1.58=12mmb1=12mm箱底座凸缘厚度PP=2.5=2.58=20mmP=20mm地脚螺钉直径和数目Df=16mm n=4Df=16mm n=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=25mm C1min=25mm C2min=23mmC2min=23mm轴承旁连接

16、螺栓直径d1d1= 12mmd1=12mm定位销直径d =(0.70.8)9=6.37.2d =7mm箱座盖连接螺栓直径d 2 =(0.50.6)16=89.6mmd 2 =8mm大齿轮顶园与箱内壁距离=1.289.6mm=10mm上下箱连接螺栓通孔直径d28 （1015）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=（0.30.4）16=4.86.4mmd4=6mm轴承端盖外径D1D1=(55.5) 7+62=97100.5取D1=100mm（凸缘）箱体外壁至轴承座端面距离KK= C1+ C2+(58)=32mmK=32mm机盖、

17、机座肋厚m1,mm1=0.851=6.8mm, m=0.85=6.8mmm1=7mm, m=7mm十二 润滑与密封1减速器齿轮传动润滑方式和润滑油的选择a.减速器齿轮传动润滑方式:油润滑；b.润滑油的选择：工业闭式齿轮油（GB/T59031995）代号为100。2减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择 a.油润滑； b.润滑剂：150号机械油3.减速器密封装置的选择、通气器类型的选择 密封装置的选择：高速轴：毡圈 45 FZ/T920101991 低速轴：毡圈 53 FZ/T920101991十五 参考文献：1、机械设计基础 机械设计课程设计任务书一 课程设计的题目设计一带式运输机用单级斜齿圆柱齿轮减速器。设计内容：根据给定的工况参数，选择适当的电动机、选取联轴器、设计V带传动、设计单级斜齿圆柱齿轮传动（所有的轴、齿轮、轴承、减速箱体、箱盖以及其他附件）和与输送带连接的联轴器。二 传动简图三 原始数据运输带拉力F=（N）运输带速度V=（m/s）滚筒直径D=（mm）滚筒及运输带效率h=0.94。工作时，载荷有轻微冲击。室内工作，水分和颗粒为正常状态，产品生产批量为成批生产，允许总速比误差4%，要求齿轮使用寿命为10年，二班工作制，轴承使用寿命不小于15000小时，试设计齿轮减速器（单级）。