一級圓柱齒輪減速器設(shè)計計算(正式版)

1、編號： 實訓(xùn)（論文）說明書題 目: 一級圓柱齒輪減速器院（系）：管理系專 業(yè)：工業(yè)工程學(xué)生姓名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：2010年7月3日目 錄設(shè)計任務(wù)書 1傳動方案的擬定及說明 3電動機(jī)的選擇 6計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 7傳動件的設(shè)計計算 7軸的設(shè)計計算 11連軸器的選擇 1314滾動軸承的選擇及計算鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 19減速器附件的選擇 21設(shè)計小結(jié) 22謝辭 23參考資料目錄 24附錄 25機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：帶式運輸機(jī)的傳動裝置的設(shè)計一帶式運輸機(jī)的工作原理帶式運輸機(jī)的傳動示意圖如圖1、電動機(jī)2、帶傳動3、齒輪減速4、軸承5、聯(lián)軸器、6、鼓輪7、運輸帶二工作情況：已知條

2、件1 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有灰塵，環(huán)境最高溫度35C；2 使用折舊期；8年；3 檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4 動力來源：電力，三相交流電，電壓380/220V ；5 運輸帶速度容許誤差：±5% ；6 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。三 原始數(shù)據(jù) 題號參數(shù) 1運輸帶工作拉力2345678910F/N 1500220023002500260028003300400045004800運輸帶工作速度v/(m/s) 1.11.151.21.251. 31.351.41.451.51.5卷筒直徑D/mm 2002503

3、10410230340350400420500注：運輸帶與卷筒之間卷筒軸承的摩擦影響已經(jīng)在 F 中考慮 四 傳動方案帶 單級直齒輪圓柱齒輪減速器五 設(shè)計內(nèi)容1. 電動機(jī)的選擇與運動參數(shù)計算；2. 直齒輪傳動設(shè)計計算3. 軸的設(shè)計4. 滾動軸承的選擇5. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計計算說明書的編寫 帶傳動不用繪制六 設(shè)計1. 減速器總裝配圖一張2. 齒輪、軸零件圖各一張3. 設(shè)計說明書一份七 設(shè)計進(jìn)度1、第一階段：總體計算和傳動件參數(shù)計算2、第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計3、第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明

4、書的編寫八 評分細(xì)則1、設(shè)計任務(wù)說明書 . 30 分2、圖紙質(zhì)量30 分3、進(jìn)度檢查表 （每天進(jìn)行一次進(jìn)度檢查 ） 20 分4、原始文稿202010-3-27傳動方案的擬定及說明我的題號為 4、 4、 74 運輸帶工作拉力 F=2500N4 運輸帶工作速度 V=1.25m/s7 卷筒直徑 D=350mm證。總體布置簡圖IV1電動機(jī)；2帶傳動；3齒輪減速器；4軸承；5聯(lián)軸器；6鼓輪；7運輸帶一、電動機(jī)的選擇1. 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因為本傳動的工作狀況是：載荷平穩(wěn)，單向旋轉(zhuǎn)，兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，室內(nèi)工作，有灰塵，環(huán)境最高溫度 35 C所以選用三相異步 Y132M1系列的電動機(jī)，全封閉自冷結(jié)構(gòu)

5、，電壓 380V。2. 電動機(jī)容量的選擇1 )工作機(jī)所需功率 PwPw=FV/1000=(2500kNX 1.25m/s)/1000=3.125kW2)卷筒轉(zhuǎn)速Nwnw=60 X 1000 X v/ n d=60 X 1000 X 1.25/ (3.14 X 350r/min ) =68r/min3. 電動機(jī)的輸出功率1)由表11 3可得a. V帶傳動效率 n=0.96b. 滾動軸承的效率 n 2=0.8d. 帶式運輸機(jī)的效率n 4=0.9 0e. 聯(lián)軸器的效率耳5=0.99則傳動裝置的總效率為：n Z = 0.772)電動機(jī)工作效率：Pd=Pw/ n Z =3.125kW/0.77=4.06

6、kW3 )根據(jù)電動機(jī)的額定功率PedPd及工作情況，查課本附表11-1，可選擇三相異步電動機(jī)Y132M1其主要指標(biāo)如下：電動機(jī)型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y132M1-649602.02.2二、計算傳動的裝置的總傳動比i Z并分配傳動比1. 總傳動比i= Nd/Nw=1460/68=21.52. 分配傳動比設(shè)V帶傳動比i1=4.53則閉式圓柱齒輪的傳動比i2=i/i仁22.38/4.53=4.75三、計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)1. 電動機(jī)輸入功率：Pw=4.06kw轉(zhuǎn)速：1460r/mi n轉(zhuǎn)矩：9.55 X 10 3 x Pw/n=26

7、.56N m2. I軸輸入功率：Pw=4.025kw轉(zhuǎn)速：1460r/mi n3轉(zhuǎn)矩：9.55 X10x Pw/n=26.56N m3. n軸輸入功率：I軸輸入功率x耳仁3.90kw轉(zhuǎn)速：i1=1460/n=322r/mi n3轉(zhuǎn)矩：9.55 X10 x 3.90/322=115.67 N - m4. 川軸輸入功率：n軸輸入功率Xr2=3.82kw轉(zhuǎn)速：i2= n 軸轉(zhuǎn)速 /n=67.79r/min3轉(zhuǎn)矩：9.55 X10 x 3.82/67.79=538.15N m5. "軸2輸入功率：川軸輸入功率Xn2 n 3 n 4)=3.14kw轉(zhuǎn)速：i2= n 軸轉(zhuǎn)速 /n=67.79r/

8、min轉(zhuǎn)矩：9.55 X10 3 x 3.14/67.79=442.35N m各軸計算結(jié)果如下：軸號輸入功率P/Kw轉(zhuǎn)矩T(N m)轉(zhuǎn)速 n (r/min )傳動比電動機(jī)軸4.0626.5614601I軸4.0626.5614604.53n軸3.90115.673224.75川軸3.82538.1567.79"軸3.14442.3567.79四、齒輪傳動設(shè)計齒數(shù)的選擇ft ifi.i-n 加工標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)tftte時.不產(chǎn)生展戰(zhàn)頂切前搖齒力豪少旳數(shù)工嚴(yán)(JT, 7 o *工気心沖zop>推售刀凰少諭教=歸*272S2524232Z21IS 17161旨4.花h; 1373L一41A4

9、3舁63刖4B5as-IfiOh： =a kZ7亠2«293D313Z-343 41 103051*7677-沏0A.高速級齒輪傳動設(shè)計輸入功率小齒輪轉(zhuǎn)速小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)3.90KW322r/min115.66N- m1.41 選擇材料、精度及參數(shù)選擇小齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，大齒輪材料為 45鋼（正火），硬度為 200HBS，二者材料硬度差為 40HBS。1）精度等級選用8級精度；2）試選小齒輪齒數(shù) z1 = 35,大齒輪齒數(shù) z2= 166;1.按齒面接觸強度設(shè)計1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1載荷系數(shù)kt1=1.42標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動系數(shù)Zh =2.53

10、材料的彈性影響系數(shù)ZE = 189.8Mpa （鋼）表3-54齒寬系數(shù)© d= 1表3-75許用接觸應(yīng)力cr Hlim1 = 589MPad Hlim2 = 554MPa6小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55 X 106 X P2/n2=1.16 X 10 N mm2. 計算1）小齒輪分度圓直徑3 22域1.4漢1.16沢105 三（4.75 + 1 '189.8x 2.5、14.75<554 丿=66mm2）計算圓周速度v=丄沁=n?=1.11m/s60 1000 60 10003）計算齒寬b及模數(shù)m”M=d1/z 仁66/35=1.894. 幾何尺寸計算1) 分度圓直徑d

11、仁mz仁2x 35=70d2=mz2=2x 166=3322) 中心距的選擇a=(d1+d2)/2=201靜剋163"718CP-J10CH2i采列1一671 75二-1O&-UK1.32喬廠160SI0022+； -亠-舁.虬:-亠21Z236- 1300XAIJ400-L00-S30K抑2-47S 670T"800-900H20125014W矚列27508301320二15CKJ3) 齒數(shù)z仁35 ， z2=1664) 模數(shù)m=25) 齒寬 b=d1 x © d=70mmb2=b=70mmb1=70+510mm,取 78mm6) 頂圓直徑 da1=d1

12、+2ha=m(z1+2)=74mm ,da2= d2+2ha=m(z2+2)=338mm7) 根圓直徑df1=d1-2hf=m(z1-2.5)=65mm ,df2= d2-2hf=m(z2-2.5)=327mm5. 校核齒根彎曲疲勞強度A許用齒根應(yīng)力極限應(yīng)力二 1 = 0.7HBS+275=443Mpa"2 = 415Mpa安全系數(shù)Sf=1.4許用齒根應(yīng)力二F1=316Mpa汙 2=296 MpaB驗算齒根應(yīng)力復(fù)合齒形系數(shù)Yfs1=4.05 ,Yfs2=4.00C齒根應(yīng)力5二F1=2KT1/bd1m X Yfs仁2 X 1.4X 1.16 X 10 X 4.05 / (70X 70X

13、 2) =134Mpa；F 2 =汗1 X (Yfs2/Yfs1)=133Mpa 由于匚F1<汙1,汗2<汙2故 彎曲疲勞強度足夠結(jié)果合適 由此設(shè)計有模數(shù)分度圓直徑齒寬頂圓直徑根圓直徑齒數(shù)小齒輪27078746535大齒輪233270338327166單位mm五. 軸的設(shè)計1. 計算從動軸的轉(zhuǎn)速從動軸轉(zhuǎn)速 n2=n 1/i=322/4.75=67.79r/min2. 求主，從動軸的計算直徑d1> d18 也27.09根據(jù)軸的材料并考慮彎矩的影響由表 7 4取c=118從動軸的計算直徑：d2> C 3 P =118 3 3.90 -45.55 Yri2V 67.79計算鍵

14、槽的影響：d仁 1.03X 27.09mm=27.90mmd2=1.03X 45.55mm=46.91mm主動軸的計算直徑4.取標(biāo)準(zhǔn)直徑因d1、d2分別轉(zhuǎn)矩的輸入和輸出端直徑均屬有配合要求的軸段，由附表7 1取標(biāo)準(zhǔn)直徑d仁30mm,d2=48mm六. 滾動軸承的選擇（一）1.選軸 n考慮到主要承受徑向力， 軸向也可承受小的軸向載荷。 當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。 在高速轉(zhuǎn)時也可 承受純的軸向力，工作中容許的內(nèi)外圈軸線偏斜量，由于該軸在減速器運作中會受到一定的軸向力，固保險起見使用深溝球軸承 6407。2. 計算當(dāng)量動載荷由于軸承只承受徑向載荷，故當(dāng)量動載荷即為軸承承受的徑向載荷 （軸承的承反 力）。此處

15、，兩軸承支承反力相等，即有 當(dāng)量動載荷Fp=、Ft Ft Fr Fr/2Ft=2T2/d1=2 X 115.67 X 10=3304.86NFr= Ftx tan20因此 Fp=4049.25N3. 求軸承的實際壽命 軸承基本額定動載荷 溫度系數(shù)載荷系數(shù)壽命指數(shù)軸承的實際壽命=7393.50N由附表 83 C=56900由表 8 6 ft=1.0 由表 8 7 fp=1.13Lh=軸承預(yù)期壽命為 Lh0=8 x 24 x 365=70080h由于Lh>Lh0,故6407軸承可用。該軸承的基本參數(shù)：內(nèi)孔直徑 d=35mm,外徑D=100mm,寬度B=25mm。4. 軸n的設(shè)計尺寸1. 根據(jù)

16、軸向定位的要求確定軸的各段直徑a. 該段安裝帶輪，最小直徑為30mm;b. 該段安裝軸承和軸承端蓋，軸承類型為6407，故該段軸直徑定為 35mm ;c. 該段為了固定齒輪，直徑定為40mm ;該段軸要安裝軸承、套筒、齒輪，軸承選d. 該段軸要安裝齒輪，直徑定為45mm ;e. 為了定位齒輪不右移，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2mm，所以該段軸直徑為 49mm;f .該段軸身直徑定為 40mm ;g.該段軸安裝軸承 6407,直徑定為35mm ;2）各段長度的確定各段長度的確定從左到右分述如下：a. 該段安裝帶輪，長度定為 44mm ;b. 該段軸安裝軸承和軸承端蓋，長度定為40mm;c. 該段安裝套筒，

17、長度定為20mm;d. 該段安裝齒輪，考慮到齒輪寬度比軸頭寬12mm ,長度為68mm;e. 該段軸肩長度定為 10mm;f .該段軸身長度定為 20mm ;g.該段軸安裝軸承，長度定為25mm。最小直徑=30mm總軸長=221.0mm（二）1. 選軸川考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。在高 速轉(zhuǎn)時也可承受純的軸向力，工作中容許的內(nèi)外圈軸線偏斜量，由于該軸在減速 器運作中會受到一定的軸向力，選用深溝球軸承6210。2. 計算當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷Fp仁Fp2=-Ft Ft Fr Fr /22T3538150 匯 2齒輪所受的切向力Ft二=3241 .86N ;d2

18、332切向力 Fr=Ftx tan ： =3241.86x tan20° =7252.57N因此 Fp=3972N3. 求軸承的實際壽命軸承基本額定動載荷由附表83 C=35100溫度系數(shù)載荷系數(shù)壽命指數(shù)由表 8 6 ft=1.0由表 8 7 fp=1.13軸承的實際壽命軸承預(yù)期壽命為 Lh0=8X 24 X 365=70080h由于Lh>Lh0，故6210軸承可用。該軸承的基本參數(shù)：內(nèi)孔直徑 d=50mm，外徑D=90mm，寬度B=20mm。4.軸川的設(shè)計尺寸1、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑a. 該段軸要安裝軸承和套筒，軸承選用6210型，即該段直徑定為 50mm ;b

19、. 該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為 55mm ;c. 為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)5mm，所以該段直徑選為 60mm; d .該段軸身直徑定為 55mm ;e.該段軸要安裝軸承，直徑定為50mm;f 該段安裝軸承端蓋固定軸承，直徑定為49mm ;g.由于聯(lián)軸器一端連接W軸，另一端連接川軸，所以該段直徑尺寸受到”軸外伸軸直徑尺寸的限制，選為 48mm。2、各段長度的確定a. 該段軸安裝軸承，軸承寬 20mm，該段長度定為20mm;b. 該端安裝套筒，長度定為 20mm ;c. 該段安裝齒輪，要求長度要比輪轂短12mm，定為61mm ;d. 該段為軸環(huán)，寬度

20、不小于 7mm，定為10mm;e. 該段軸身長度定為 30mm ;f. 該段軸安裝軸承，長度定為20mm ;g. 該段軸肩安裝軸承端蓋，長度定為40mm ；h. 該段由聯(lián)軸器孔長決定長度定562mm。最小直徑=48mm總軸長=253mm（三）軸W的設(shè)計1.總結(jié)以上的數(shù)據(jù)功率/Kw轉(zhuǎn)矩 /(N mm)轉(zhuǎn)速 / (r/min )3.1555.25*1057.322.初步估算軸的最小直徑選取軸的材料為45號鋼根據(jù)表7-4選取A 0=118。于是有p'314dmAo 3；"83 67.79 =42.37mm由附表7-1取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=48mm七. 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核一般8以上的齒輪

21、有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故可選圓頭普通平鍵（A型）（一）鍵的選擇與校核1按要求對軸U上的兩個鍵進(jìn)行選擇及校核A 對連接小齒輪與軸n的鍵I的計算 .選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸根據(jù)d=35mm查得鍵的截面尺寸為：寬度 b=6mm，高度h=6mm。由輪轂寬度并參照鍵的長度系列，鍵長范圍為 L=1470mm，取鍵長為32mm。 校核鍵聯(lián)接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應(yīng)力匚卩=100 120MPa，取平均值，二 p =110MPa ,工作長度=50mm。4Tdhl4 1.32 10530 7 (32-7)MPa =100.57MPa ：匚p = 110M

22、Pa所以所選的鍵滿足強度要求。鍵的標(biāo)記為：A 型：b=6mm, h=6mm , L=32mm 鍵 6X 32 GB/T 1096-79B對連接小齒輪與軸n的鍵n的計算 .選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸根據(jù)d=45mm查得鍵的截面尺寸為：寬度b=12mm ,高度h=8mm。由輪轂寬度并參照鍵的長度系列，鍵長范圍為 28140mm，取鍵長為56mm。 校核鍵聯(lián)接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應(yīng)力匚p =100 120MPa，取平均值，匚p =110MPa ,工作長度=56mm4T 4 1.32 105 cpMPa = 33.33MPa ：；p=11CMPap dhl 45 8 (

23、56-12)p所以所選的鍵滿足強度要求。鍵的標(biāo)記為：A 型：b=12mm , h=8mm , L=56mm 鍵 12X 56GB/T 1096-79C 軸n上的兩鍵為：鍵IA 型 b=6mm , h=6mm , L=32mm 鍵 6 x 32GB/T 1096-79鍵nA 型 b=12mm , h=8mm , L=56mm 鍵 12x 56 GB/T 1096-792按要求對軸川上的兩個鍵進(jìn)行選擇及校核A對連接大齒輪與軸川的鍵I的計算 .選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸根據(jù)d=55mm查得鍵的截面尺寸為：寬度b=12mm，高度h=8mm。由輪轂寬度并參照鍵的長度系列，鍵長范圍為 L=28140mm，取鍵

24、長為50mm。 .校核鍵聯(lián)接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應(yīng)力二p =100 120MPa，取平均值，匚p =110MPa ,工作長度=56mm4T4工1 32工105SMPa = 33.33MPa 十 p =11CMPap dhl 45 8 (56-12)p所以所選的鍵滿足強度要求。鍵的標(biāo)記為：A 型：b=12mm , h=8mm , L=50mm 鍵 12 x 50 GB/T 1096-79B對連接小齒輪與軸n的鍵n的計算.選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸根據(jù)d=48mm查得鍵的截面尺寸為：寬度b=14mm ,高度h=9mm。由輪轂寬度并參照鍵的長度系列，鍵長范圍為L=36160mm，取鍵長為54mm。校核鍵聯(lián)接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由1表6-2查得許用擠壓應(yīng)力匚p =100 120MPa，取平均值，二p =110MPa ,工作長度=56mm4Tdhl4 15.41 10548 9 (45-14)MPa：；pr11CMPa所以所選的鍵滿足強度要求。鍵的標(biāo)記為:A 型：b