单级减速器链传动课程设计

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1、目录目录目录目录.1 11.1.设计任务书设计任务书.2 21.1 设计题目.21.2 工作条件.21.3 技术数据.22.2.传动装置总体设计传动装置总体设计.2 22.1 电动机的选择.22.1.1 选择电动机系列.22.1.2 选择电动机的功率.22.1.3 确定电动机转速.32.2 分配传动比.42.3 传动装置的运动和动力参数计算.42.3.1 各轴功率、转速和转矩的计算.42.3.2 各轴运动及动力参数列表示.53.3.传动零件的设计计算传动零件的设计计算.6 63.1 减速器以外的传动零件设计计算.6设计链传动.63.2 减速器以内的传动零件设计计算.7设计齿轮传动.74.4.

2、轴的设计计算轴的设计计算.11114.1 初步确定轴的直径.114.1.1 高速轴及联轴器的设计.114.1.2 低速轴的设计计算.124.2 轴的强度校核.125.5.滚动轴承的选择及其寿命验算滚动轴承的选择及其寿命验算.15155.1 低速轴轴承.155.2 高速轴轴承.156.6.键联接的选择和验算键联接的选择和验算.1616(一).减速器大齿轮与低速轴的键联接 .16(二).小链轮与减速器低速轴轴伸的联接.16(三).联轴器与减速器高速轴轴伸的联接.177.7.联轴器的选择联轴器的选择.17178.8.减速器的润滑及密封形式选择减速器的润滑及密封形式选择.18189 9. .参考文献参

3、考文献.1818机械设计课程设计说明 2 21.1.设计任务书设计任务书1.1设计题目设计题目 设计带式传输机的单级圆柱齿轮链传动减速器装置1.21.2 工作条件工作条件工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量153灰尘极少轻微冲击小批1.31.3 技术数据技术数据题号滚筒圆周力 F(N)带速 v(m/s)滚筒直径 D(mm)518001.83002.2.传动装置总体设计传动装置总体设计2.12.1 电动机的选择电动机的选择2.1.1 选择电动机系列 根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压 380 伏，Y 系列电动机2.1.22.1.2 选择电动机的功率选择电动机的

4、功率 （1）卷筒所需有效功率 kwFVpw24.310008.118001000（2）传动总效率 根据表 2.2-1 确定各部分的效率:弹性联轴器效率 1=0.99两对滚动轴承效率 2=0.98机械设计课程设计说明 3 3闭式齿轮的传动效率 3=0.97（暂定 8 级）开式滚子链传动效率 4=0.96传动滚筒的效率 6=0.96 85.096.096.097.098.099.026543221（3）所需的电动机的功率 Pr=4.96kwwppwrk811. 385. 024. 3查表 2.9-1 可选的 Y 系列三相异步电动机 Y112M-4，kwP40Y132M1-6 型，额定，或选 Y16

5、0M1-8 型，kwP40额定，满足kwP40rPP 02.1.32.1.3 确定电动机转速确定电动机转速传动滚筒转速 min/65.1143 . 08 . 16060wrDvn链传动：，一级圆柱齿轮 查表 1 621i632i现以同步转速为 1500r/min 及 1000r/min 两种方案比较，查得电动机数据方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)电动机质量/kg总传动比1Y112M-44150014403812.562Y132M1-641000960738.373Y160M1-847507201186.27比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，选用方案

6、 1。电动机型号为 Y112M-4。由表 2.9-2 查得其主要性能数据列于下表电动机额定功率/kW0P4机械设计课程设计说明 4 4电动机满载转速/(r/min)0n1440电动机轴伸直径 D/mm28电动机轴伸长度 E/mm60电动机中心高 H/mm265堵转转矩/额定转矩2.2 2.22.2 分配传动比分配传动比（1）总传动比 56.12114.6514400wnni查表 2.2-1 得 取链传动比=423i则齿轮传动的传动比为 14. 35 . 254. 72312iii2.32.3 传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数计算2.3.12.3.1 各轴功率、转速和转矩的计

7、算各轴功率、转速和转矩的计算0 轴：即电动机的主动轴 kwppr40 min/14400rn mNnpT53.26144010455. 955. 930001 轴： 即减速器的高速轴 kwpp96.399.040101 min/14400101rinn mNnpT26.2614401096. 355. 955. 93111机械设计课程设计说明 5 5 2 轴：即减速器的低速轴 kwpp881. 398. 099. 096. 31212 min/6 .45814. 314401212rinnmNnPT81.80458.610881. 355. 955. 93222 3 轴：即传动滚筒轴 kwpp

8、65. 396. 098. 0881. 32323 min/65.1144458.62323rinn mNnPT304114.651065. 355. 955. 933332.3.22.3.2 各轴运动及动力参数列表示各轴运动及动力参数列表示轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩T(N.m)传动形式传动比 i效率04144026.53联轴器10.9913.96144026.26齿轮传动3.140.9623.881458.680.8134.30114.65304链传动40.91机械设计课程设计说明 6 63.3.传动传动零件的设计计算零件的设计计算3.13.1 减速器以外的传动零件设计计算

9、减速器以外的传动零件设计计算设计链传动设计链传动1）确定链轮齿数传动比： 994. 365.14445806nn21i由传动比取小链轮齿数=19 因链轮齿数最好1Z为奇数，大链轮齿数，所7619994. 312 iZZ以取 =752Z实际传动比： 95. 3197512ZZi2）确定链条节距由式 ，查表得，工况系数1pzAKKPKP 0AK小链轮齿数系数： 35. 1zK取单排链，取=1.0 ：pKkwPkkPzA98. 469. 335. 110r/min，查图 9-11：选链号 12-1，查表 9-1 可以得：6 .4582n节距 p=19.05mm3)计算链长初选： =3050p=305

10、0 19.05=571.58-952.5mm0a选mm700oa链长：机械设计课程设计说明 7 7 128)21975(70019.052197505.197002)2(2222120120zzapzzpaLp取 =128 节pL4)验算链速： 77. 210006005.196 .4581910006021pnzv V15 m/s 适合5）选择润滑方式：按 v=2.77m/s,链号 12-1，查图选用油盘飞溅润滑。6）作用在轴上的力有效圆周力： NvPFe8 .179777. 298. 410001000作用在轴上的力：NFFeQ292424372 . 12 . 17）链轮尺寸及结构分度圆直

11、径： mmzpd74.11519180sin05.19180sin0101 mmd74.45575180sin05.19023.23.2 减速器以内的传动零件设计计算减速器以内的传动零件设计计算设计齿轮传动设计齿轮传动1） 材料的选择：小齿轮选用 45Cr 调质钢，调质处理，齿面硬度 280HBS，大齿轮选用 45# #调质钢，齿面硬度 240HBS。 计算应力循环次数机械设计课程设计说明 8 8911102208. 6)2830015(114406060hjLnN9912109811. 117. 3102208. 6iNN查图 10-14，ZN1=1.0 ZN2=1.01由式 10-15，Z

12、X1=ZX2=1.0 ，取 SHmin=1.0 由图 11-13b，得,MPaH7001limMPaH6502lim计算许用接触应力 MPaH6307009 . 01 MPaH47550095. 02因，故取 12HH 22/475mNHH2） 按齿面接触强度确定中心距 小轮转矩mNT 488401初取，取，由表 11-5 得3 . 12ttZK4 . 0aMPaZE8 .189由表 10-6 得，减速传动，; 5 . 2HZ19. 3 iu由式（5-39）计算中心距 a()!+ mm45.444758 .1895 . 2016. 34 . 02488401 . 132. 22) 1(3232

13、1HEHatZZZZuKTud由于, (1+i12)=93.67 取中心距 a=94mm。 a=94mm2tda 估算模数 m=(0.0070.02)a=0.982.8mm,取标准模数 m=2mm。 m=2mm 小齿轮齿数： 取 2343.22) 119. 3(2942) 1(ma21uz机械设计课程设计说明 9 9大齿轮齿数： z2=uz1= 取 746 .732319. 3取 z1=23，z2=74 z1=23，z2=74 实际传动比21. 3237412zzi 传动比误差，%5%86. 0%10019. 3|19. 321. 3|%100 iiii在允许范围内。 齿轮分度圆直径 mmzm

14、dn4623211 mmzmdn14874222圆周速度smndv/46656. 310614404610604311由表 11-6,取齿轮精度为 8 级.(3) 验算齿面接触疲劳强度按电机驱动,载荷轻微冲击,由表 11-3,取 KA=1.0由图 11-2（a） ，按 8 级精度和，smvz/98. 0100/28517. 3100/1得 Kv=1.10。齿宽。mmaba46461b1=52，b2=46由图 10-3(a)，按 b/d1=52/46=1.13,考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为对称布置得 ，K=1.0 由表 11-4，得 K=1.1载荷系数452. 11 . 10 . 132.

15、10 . 1KKKKKvA由图 11-4，得，784. 01924. 02所以708. 1924. 0784. 021由图 11-6 得，87. 0Z机械设计课程设计说明 10 10计算齿面接触应力 MPaMPauubdKTZZZHEHH47517.39221. 3121. 3465226260452. 1287. 08 .1895 . 2122211故在安全范围内。（4）校核齿根弯曲疲劳强度按 Z1=23，Z2=74,由图 11-10 得，Y=2.59，Y=2.231Fa2Fa由图 11-11 得，61. 11saY.7812saY由图 11-12 得，68. 0Y由图 11-16（b） ，

16、得，21lim/210mmNF22lim/205mmNF由图 11-17，得 Y=1.0，Y=1.01N2N由图 11-18 得,Y=Y=1.01X2X取 Y=2.0，S=1.4STminF计算齿根许用弯曲应力 MPaYYSYXNFSTFF3000 . 10 . 14 . 1221011min1lim1 MPa9 .2920 . 10 . 14 . 1220522min2lim2XNFSTFFYYSY MPaMPaYYYmbdKTFsaFanF30046.3668. 061. 159. 25 . 270564884029. 122111111故安全。 MPaMPaYYYYSaFSaFaFF9

17、.29271.3461. 159. 278. 123. 246.36112212故安全。机械设计课程设计说明 11 11（5） 齿轮主要几何参数 z1=23, z2=74, u=3.21， m=2mm，mm, mm 4623211 mzd14874222 mzdmm5020 . 1246211mhddaamm 15220 . 12148222mhddaamm 412)25. 00 . 1 (246)(211mchddafmm1432)25. 00 . 1 (2148)(222mchddafa=97mm mm, b1=b2+(510)=52mm 462 bb根据小齿轮尺寸可以选择齿轮轴，大齿轮直

18、径mmd1602则选择实心式齿轮 ，v=10.77，那么齿轮可以选择浸sm/12油润滑，浸油深度 10 4.4. 轴的设计计算轴的设计计算4.14.1 初步确定轴的直径初步确定轴的直径4.1.14.1.1 高速轴及联轴器的设计高速轴及联轴器的设计1初步估定减速器高速轴外伸段轴径 根据所选电机 mmEmmd62,28 则 d=(0.81.0)d=(0.81.0)28=22.438mm电机 取 d=25mm。 d=25mm 2选择联轴器 根据传动装置的工作条件选用凸缘联轴器（GB/T 4323-2002） 。计算转矩为cT机械设计课程设计说明 12 12 =1.326.26=34.5cTTKAmN

19、 式中 T联轴器所传递的标称扭矩， T=9.55=9.55nP26.2614401096. 33mN 工作情况系数，取=1.3。AKAK查表 14-1，综合考虑，可选择凸缘联轴器 GY3型号公称转矩许用转速轴孔直径 轴孔长度S质量kgGY31129500d1 d225 28Y62 J4462.38选定联轴器型号为：GY3 联轴器 GB/T 4323200244256228JJY4.1.2 低速轴的设计计算1.选择轴的材料选择材料为 45 号钢，调质处理。2.按转矩初步计算轴伸直径mmnPAd45.316 .4587644. 3118330按一个键槽考虑，最小直径加大 5%，得dmin=31.4

20、5 (1+5%)=33.0225mm，取 d0=35d1=(3642)mm ， 取 d1=40 根据轴承取标准值，查表 2-13-1，选 6208 型号的深沟球滚子轴承。轴承型号为6208 GB/T276-1994 4.24.2 轴的强度校核轴的强度校核计算大齿轮上的作用力转矩 T=80.81N.m机械设计课程设计说明 13 13圆周力 Ft=80.81N NdTFt6 .7342208081022径向力 Fr=267.37N NtgtgFFtr37.267206 .734轴向力 =0NNtgtgFFta001349aF（） 绘轴的受力简图，求支座反力=91.5 =55.5 =55.51L2L

21、3L.垂直面支座反力0BM0)(332LFLLRtAy RAY=674.5NN5 .6745 .555 .555 .551349323LLLFRtAy0Y RBY=674.5NNRFRAytBy5 .6745 .6741349b. 水平面支座反力得，0BM0)(F2)(321232LLLLFdFLLRQraAz =5580N NLLLLLFLFRrAz55805 .555 .555 .55.5555 .912924555.491)(23321Q2）（AzR 得：0Z N =216521652924-491-5580-QBFFRRrAzzBZRNC 点 ， =37435N.mm mmNLRMAy

22、y43C107435. 3.5555 .674CYMC 点左， =120138N.mm mmNLLLRMzz512Q2AC102 . 1)(FzMC机械设计课程设计说明 14 14C 点右, =120158N.mm mmNLRMBzz53C1020. 1，zMCa. 合成弯矩图C 点左, =125835N.mm mmNMMZy52C2CC1062 . 1CMC 点右, =125854N.mm mmNMMMzy52C2CC1026. 1，CM（）作转矩 T 图 =141645N.mm mmNdFTt1416452T（）作计算弯矩图vM 该轴单向工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取 =0

23、.6 C 点左边 =151982N.mm mmNTMMCVC5225221025 . 1)1416456 . 0()1062 . 1 ()(vCMB 点右边 =151982N.mmmmNTMMCVC522522 1052. 1)06 . 0()1026. 1 ()(CvM D 点 =84987N.mm mmNTMMDVD8498722）（vDM（）校核轴的强度由以上分析可见，C 点弯矩值最大，而 D 点轴径最小，所以该轴危险断面是 C 点和 D 点所在剖面。查表 13-1 得查表 13-3 得。2/650mmNB21/60mmNbC 点轴径： mmMdbvCC4 .29601 . 01025

24、. 11 . 03531因为有一个键槽。该值小于原 mmdC9 .30)05. 01 (4 .29 dc=30.9mm45mm ,故安全。机械设计课程设计说明 15 15D 点轴径 mmMdbvDD2 .24601 . 0849871 . 0331因为有一个键槽。该值小于原mmdC4 .25)05. 01 (2 .24设计该点处轴径 35mm，故安全。5.5.滚动轴承的选择及其寿命验算滚动轴承的选择及其寿命验算5.1 低速轴轴承1） 、选定轴承类型及初定型号深沟球轴承（GB/T276-94） ，型号 6208 ：查表得 kNC5 .29kNCr182） 、计算径向支反力 =3265.5NRRR

25、AZAY5 .32652211RN =2268NRRRBZBY22682222RN取 P=5621N 3) 校核轴承寿命 =6.0364 104hh38004h100364. 632652 . 12950019.92306010p601043106310t68ffpCnLhhL8故满足轴承的寿命要求5.2 高速轴轴承高速轴承的确定与低速轴承相同，选取深沟球轴承（GB/T276-94） ，型号 6207 机械设计课程设计说明 16 166.6.键联接的选择和验算键联接的选择和验算 (一).减速器大齿轮与低速轴的键联接1）键的材料类型45 号钢，A 型普通平键2）确定键的尺寸b=14mm, h=9

26、mm, L=30mm3）验算键的挤压强度 键和轴的材料为钢，轮毂材料为铸铁，铸铁的许用力比钢的许用挤压应力低，按铸铁校核键连接的挤压强度。 查表的许用挤压应力，键的计算长度 MPap53 l=L-b=45-14=31mm由下式得该键安全。所以选键 1445GB1096-79(二).小链轮与减速器低速轴轴伸的联接1）键的材料类型45 号钢 A 型普通平键，联轴器材料为钢.2）确定键的尺寸b=8mm，h=8mm, L=30mm ,=100 p2/mmN同上面的方法： 2/58.50)1050(83514161044mmNdhlTp因，故安全。所以选键 830GB1096-79。 pp ppmmNl

27、dT2/20.43319471416104h4机械设计课程设计说明 17 17(三).联轴器与减速器高速轴轴伸的联接 1）键的材料类型45 号钢，A 型普通平键2）确定键的尺寸b=8mm， h=8mm, L=30mm ,l=L-b=22mm,=100 p2/mmN 2/12.24)830(8252653044mmNdhlTp因，故安全。所以选键 830GB1096-79。 pp7.7.联轴器的选择联轴器的选择根据传动装置的工作条件选用凸缘销联轴器（GB/T 5843-2003）计算转矩为： =1.2526.26=32.83cTcTTKAmN 式中 T联轴器所传递的标称扭矩， T=9.55=9.

28、55nP26.2614401096. 33mN 工作情况系数，取=1.25。AKAK查表 2-14-2，根据公称转矩须大于计算转矩=32.83,nTmN选 LT6 型号，公称转矩 Tn=250Nm，许用转速n=9500r/min,轴孔直径 dmin=25mm,dmax=28mm。根据电动机轴颈 d=28mm，轴伸长度 E=62mm，故选联轴器主动端轴孔直径 d1=25mm，Y 型轴孔长度 L=44，A 型键槽。根据初估减速器高速轴外伸段直径 d=2228mm，故选联轴器从动端轴孔直径 d2=28mm，J 型轴孔长度 L1=62mm，A 型键槽，即减速器高速轴轴伸直径 d=25mm。因联轴器轴孔

29、长度 L1=44mm，故取减速器高速轴外伸段的长度为58mm。故选定联轴器的型号为：机械设计课程设计说明 18 18GYH3 联轴器 GB/T 5843-200344256228JGY8.8.减速器的润滑及密封形式选择减速器的润滑及密封形式选择1 减速器的润滑采用油润滑，润滑油选用轻负载工业齿轮油 GB5903-995。2 油标尺 M12,材料 Q235A。9 9. .参考文献参考文献1 濮良贵 纪名刚 著机械设计 第八版 高等教育出版社 20052 吴宗泽 罗圣国 著 机械设计课程设计手册第三版 高等教育出版社 20063 龚溎义 罗圣国 李平林 等 机械设计课程设计指导书 第二版 高等教育出版社 2011