單級斜齒圓柱齒輪減速器說明書

1、目 錄l 設(shè)計任務(wù).2 電動機的選擇計算.3 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算.4 傳動零件的設(shè)計計算.5 齒輪的設(shè)計計算.6 軸的設(shè)計計算.7 減速器高速軸的校核.8 減速器高速軸滾動軸承的選擇及其壽命計算.9 高速鍵聯(lián)接的選擇和驗算.10 聯(lián)軸器的選擇.11 潤滑與密封.12 參考文獻.13 設(shè)計體會. .一 設(shè)計任務(wù)1總體布置簡圖 1電動機；2皮帶；3齒輪減速器；4帶式運輸機；5鼓輪；6聯(lián)軸器2 工作情況：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)3 原始數(shù)據(jù)鼓輪的扭矩T（N·m）：鼓輪的直徑D（mm）：400運輸帶速度V（m/s）：1.5帶速允許偏差（）：5使用年限（年）：10工作制度（班/日）：24

2、設(shè)計內(nèi)容1. 電動機的選擇與運動參數(shù)計算；2. 斜齒輪傳動設(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5設(shè)計任務(wù)a) 減速器總裝配圖一張b) 齒輪、軸零件圖各一張c) 設(shè)計說明書一份6 設(shè)計進度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書的編寫二、電動機的選擇計算如圖2-1所示的膠帶運輸帶的有效拉力F=6500N，工作速度v=1.5m/s,傳動滾動直徑D=400mm,載荷平穩(wěn)，電源為三相

3、交流，空載啟動，室內(nèi)工作有粉塵,使用期限10年。帶速允許誤差大于-5%且小于5%,試選擇電動機。圖2-11.選擇電動機系列按工作要求及工作條件選用三相異步電動機,封閉自扇冷式結(jié)構(gòu),電壓為380V,Y系列。 2.選擇電動機功率卷筒所需的有效功率：= 9.75kw傳動裝置的總效率： V帶傳動的效率 帶=0.95閉式齒輪的傳動效率 齒輪=0.97一對滾動軸承的效率 軸承=0.98聯(lián)軸器的效率 聯(lián)軸器=0.99傳動滾筒效率 滾筒=0.96傳動總效率=0.95×0.97×0.982×0.99×0.96=0.841所需電動機功率 =11.59kw由表9-39（指導(dǎo)書

4、209頁）可選用Y系列三相異步電動機Y180L-6型，額定功率P0 =15kw或選用Y系列三相異步電動機Y160L-4型，額定功率P0 =15kw,均滿足P0 > Pr。3.選取電動機的轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速 =71.66r/min根據(jù)滾筒所需的功率和轉(zhuǎn)速，可選擇功率為15KW，同步轉(zhuǎn)速分別為1500r/min和1000r/min兩種型號的電動機。電動機數(shù)據(jù)及傳動比方案號電機型號額定功率/KW同步轉(zhuǎn)速/（r/min）滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)總傳動比1Y160L-4151500146020.372Y180L-615100097013.54通過比較決定選擇第2種方案，電動機型號為Y180L-6, 同步

5、轉(zhuǎn)速為1000r/min，所選電動機的數(shù)據(jù)和安裝尺寸如下表額定功率P0/kw15電動機外伸軸直徑D/mm38滿載轉(zhuǎn)速n0（r/min）970電動機外伸軸長度E/mm80額定扭矩1.8電動機中心高H/mm132三、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算1、分配傳動比電動機的滿載轉(zhuǎn)數(shù)n0=970r/min總傳動比 i總 = n0/nw = 970/71.66=13.54取i帶 =2.5 則減速器的傳動比 i齒輪= i總/i帶=13.54/2.5=5.4162、各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算0軸：即電機軸P0=Pr=11.59kwn0=970r/minT0=9550×P0/n0=955011.59/97

6、0=114.11軸：即減速器高速軸采用帶聯(lián)接傳動比i帶 =2.5，帶傳動效率帶=0.95， P1= P0·01= P0·帶 =11.59×0.95=11.01kwn1= n0/i 01=970/2.5=388r/minT1=9550×P1/n1=9550×11.59/388=285.27軸：即減速器的低速軸，一對滾動軸承的傳動比效率為軸承=0.98 閉式齒輪傳動的效率為齒輪=0.97則12=0.97=0.980.97=0.95P=P·12=11.01×0.95=10.46kwn=n/i=388/5.416=71.64r/mi

7、nT=9550×P/n=9550×10.46/71.64=1394.31軸：即傳動滾筒軸 軸承=0.98 聯(lián)軸器=0.99 齒輪=0.97 23=0.980.990.97=0.94P=P×23=10.46×0.94=9.83kwn= n/i=71.64/1=71.64r/minT3=9550×P/n=9550×9.83/71.64=1310.71各軸運動及動力參數(shù)軸序號功率P/kw轉(zhuǎn)速n/(r/min)轉(zhuǎn)矩T/Nm傳動型式傳動比效率011.59970114.11V帶傳動2.50.95111.01388285.27閉式齒輪傳動5.416

8、0.97210.4671.641394.31彈性聯(lián)軸器1.00.9939.8371.641310.71四、傳動零件的設(shè)計計算1、V帶傳動的設(shè)計算(1)確定設(shè)計功率PC , 載荷有輕度沖擊， 2班制， =1.2（書218）PC=×P=18kw(2)選取V帶的型號 根據(jù)PC和n0，因工作點處于B型區(qū)，故選B型帶。（課本圖13-15）(3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑、選擇小帶輪直徑由表10-4（書P214頁）確定=140mm驗算帶速V（書P211）V=7.1m/s在5m/s25m/s之間，故合乎要求。（書P220）確定從動輪基準(zhǔn)直徑(書P211)=(1-)=2.5×140(1-0.02)=

9、343mm按表10-5（書215頁）取從動輪基準(zhǔn)直徑為=355mm (4)確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld初定中心a（書P220）取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a=1.8(+)=1.8(140+355)=891mm確定帶的計算基準(zhǔn)長度Ld按式 L=2a+( +)+=2=2572.12由表10-2（書213頁）取標(biāo)準(zhǔn)Ld =2500確定實際中心距=+=891+=855(5)驗算包角180°-×57.3°=180°-×57.3°=165°1200 符合要求(6)確定帶根數(shù)z根據(jù)電機的轉(zhuǎn)速n=970和小

10、帶輪直徑140mm，由圖10-7（書P214頁）查得 P=2.2kw ，再由表13-5（書216頁）得P=0.3 (i=2.5)由表13-7（書P217頁）查得 K=0.96由表13-2（書P212頁）查得K=1.03Z=2.20根取Z=3根 （7）、計算作用于軸上的載荷F單根V帶的初拉力：F0=500(-1)+q=500=686.38N式中q由表10-1（指導(dǎo)書140頁）查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=2686.383=4082.25N（8） 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 帶速V30m/s 材料用灰鑄鐵 用HT150或HT200 <300mm 用腹板式>300mm 用輪輻式（9） 帶輪輪槽

11、尺寸由表4-2（指導(dǎo)書224頁）得 h=15mm,h=3.5mm,e=19mm,f=11.5mm Bd=14mm,=7.5mmB=(z -1)e+2f=(3-1)19+211.5=61mm圖4-1 小帶輪結(jié)構(gòu)圖圖4-2 大帶輪結(jié)構(gòu)圖五、齒輪的設(shè)計計算：1.選擇齒輪材料精度等級齒輪減速器為一般機械，小齒輪材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理， 小齒輪45調(diào)質(zhì),=650MPa,=360Mpa，硬度217255HB； 大齒輪45正火, =580MPa, =290MPa,硬度162217HB。齒輪精度等級為8級.計算循環(huán)次數(shù)NN=60nj=603881(1036516)=1360000000（工作十年，兩班制）N

12、=2.5110由表11-5（P171頁）取載荷系數(shù)S=1.0由圖11-1（書166頁）查得 =600Mpa ， =380MPa計算許用接觸應(yīng)力= =600Mpa= =380Mpa因 < 計算中取=380MPa2.按齒面接觸強度確定中心距小輪輪距 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 取小輪齒數(shù)=21則大齒輪數(shù)=114所以=114/21=5.428計算得到=（5.428-5.416）/5.416=0.18%在

13、正負5%之間，故合理。模數(shù)m=/=6.5mm齒寬b=104.2查表4-1（P57），取m=6.5mm=m=136.5mm=m=741mm圓周速度v=3.14136.5388/601000=2.77m/s對照表11-2（P168）可知，選用8級精度是合適的。3驗算齒面接觸疲勞強度按電機驅(qū)動載荷輕度沖擊由表11-3得k=1.25由圖11-2（b）（指導(dǎo)書177頁）按8級精度和vZ/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.023 校核齒根彎曲疲勞強度=360MPa=240MPa=48.27MPa<=360 Mpa，安全=42.76MPa=240Mpa，安全5.齒輪主要參數(shù)及

14、幾何尺寸計算=21 =114 m=6.5mm u=5.428 d1=136.5mm d2=741mma =438.75mm ha ha* hf c*六 軸的設(shè)計計算1減速器高速軸的設(shè)計計算（1）選擇軸的材料軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理（2）按扭矩初步估算軸端直徑按公式 其中=110160，取=110=考慮軸端有一個鍵槽d1=35mm該段軸長ll=70mm（3）初選滾動軸承 該軸設(shè)計為直齒齒輪軸，考慮到強度要求，選用深溝球軸承。根據(jù)軸端尺寸，帶輪的定位方式和軸承的大概安裝位置，初選單列圓錐滾子軸承6210.（4）設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)圖6-1a.軸的徑向（軸徑）尺寸的確定根據(jù)定位方式和軸承的大概安裝位置等

15、初選d1=35mm,d2=42mm,d3=d4=50mm,齒輪軸的分度圓直徑d=137mm 。b.軸的軸向尺寸的確定各軸段如圖6-1所示 ，根據(jù)各軸段上安裝的零件寬度等結(jié)構(gòu)確定各段長分別為：d1段70mm,d2段65mm,d3、d4段均50mm,軸環(huán)均8mm c確定軸承的潤滑方式與密封方式齒輪軸的最大圓周速度： 由于V>2m/s所以滾動軸承采用油潤滑高速軸密封處的圓周速度V由于V<2m/s，所以采用氈圈密封。低速軸密封處的圓周速度V由于V<2m/s所以也可以采用氈圈密封。七 減速器高速軸的校核1.對軸進行分析，作當(dāng)量彎矩圖。（1）計算作用于齒輪軸上的作用力轉(zhuǎn)矩圓周力=徑向力=

16、軸向力=（2）.求支座反力. a.鉛直面內(nèi)的支座反力 b.水平面內(nèi)的支座反力 據(jù)，得3596-1731=1865N（3）.作彎矩圖a.鉛直面內(nèi)彎矩M圖在C點 b.水平面內(nèi)彎矩M圖在C點左邊 在C點右邊 c.作合成彎矩圖在C點左邊 在C點右邊 （4）.作轉(zhuǎn)矩圖 T=270994Nmm（5）.作當(dāng)量彎矩圖 該軸單向工作轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮 取=0.6 當(dāng)量彎矩 = 在C點左邊 在C點右邊 在D點 （6）.按當(dāng)量彎矩計算軸的直徑 由圖看出C點的當(dāng)量彎矩最大。D點軸的斷面尺寸較小。所以該軸的危險斷面是C點和D點。由45鋼（調(diào)制處理）查表13-1（指導(dǎo)書218頁）得=650MPa；在查表13-2查表得=6

17、0MPa。 按式（13-4）計算C點軸的直徑 考慮鍵槽影響，有一個鍵槽，軸徑加大5% 該值小于原設(shè)計該點處軸的直徑，安全。 D點軸的直徑 考慮鍵槽影響，有一個鍵槽，軸徑加大5% 該值小于原設(shè)計該點處軸的直徑，安全。八 減速器高速軸滾動軸承的選擇及其壽命計算已知:6210軸承(50×90×20)?；绢~定動載荷C=27KN，基本額定靜載荷C0=19.8KN,e=0.21,Y=2.3.由前面計算得知:該對軸承的水平支反力分別為： 垂直支反力分別為：合成支反力：=所以取=0.9, =0.9軸承承受輕度載荷沖擊，支反力A處有彎矩。所以取=1.2, =1.5=()=所以取 X=1,Y

18、=0=> 計算軸承A的壽命PA= 預(yù)期壽命滿足要求九.高速軸鍵聯(lián)接的選擇和驗算大帶輪裝在高速軸軸端，需用鍵進行周向定位和傳遞轉(zhuǎn)矩。由前面設(shè)計計算得知：V帶帶輪材料為鋼 ，軸的材料為45鋼，V帶與軸的配合直徑為35mm，V帶輪轂長為70mm，傳遞轉(zhuǎn)矩T=114.11Nm1.選擇鍵的材料、類型和尺寸。a.鍵的材料選用45鋼，b.選擇最常用的A型普通平鍵，因為它具有結(jié)構(gòu)簡單，對中性好，裝拆方便等優(yōu)點。c.鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d=35mm由標(biāo)準(zhǔn)中選定，鍵的長度由輪轂長確定，查表得b×h=8*7,L=65mm.2.鍵聯(lián)接的強度計算普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個零件中

19、較弱零件的壓潰。由于帶輪材料是鋼，許用擠壓應(yīng)力由表9-7（指導(dǎo)書135頁）查得=100MPa。鍵的計算長度l=L-b=65-8=57mm =100Mpa安全十 聯(lián)軸器的選擇在減速器低速軸與工作機之間需采用聯(lián)軸器聯(lián)接。由于工作機和減速器之間可能產(chǎn)生一定的徑向位移和角位移。故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。由式Tc=T=1.5×1310.71=1966.07N·m n=71.64r/min由表2-14-1(課設(shè)指導(dǎo)書114頁) LH4聯(lián)軸器40×84 GB/T50142003其公稱轉(zhuǎn)矩 Tn=1250 N·m<1966.07 N·m，許用轉(zhuǎn)矩n=2800

20、r/min>71.64r/min 十一 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計參照參考文獻機械設(shè)計課程設(shè)計（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第19頁表1.5-1可計算得，箱體的結(jié)構(gòu)尺寸如表8.1： 表8.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸減速器箱體采用HT200鑄造，必須進行去應(yīng)力處理。設(shè)計內(nèi)容計 算 公 式計算結(jié)果箱座壁厚度=（56）mm取=8mm箱蓋壁厚度18=（6.4608）取1=8mm機座凸緣厚度bb=1.5=1.5×8=12mmb=12mm機蓋凸緣厚度b1b1=1.51=1.5×8=12mmb1=12mm箱底座凸緣厚度PP=2.5=2.5×8=20mmP=20mm地腳螺釘直徑和數(shù)目Df=16mm n=4Df=16mm n=4 通氣孔直徑Df=20mmDf=20mm地腳沉頭座直徑D0D0=45mmD0=45mm底座凸緣尺寸C1min=2