课程设计---单级圆柱齿轮减速器1.doc

目录一、 传动方案分析 1二、 电动机的选择 1三、 计算总传动比及传动比分配 2四、 计算传动装置的运动和动力参数 3五、 传动零件的设计计算 4六、 轴的设计计算 10七、 滚动轴承的寿命计算 16八、 键连接的选择及校核 16九、 联轴器的选择 17十、 减速器箱座与箱盖的设计 17十一、 减速器附件设计 19十二、 密封与润滑 20参考文献 22正文一、 传动方案分析根据任务书的要求，设计题目为带式输送机的传动装置，主要设计单级圆柱齿轮减速器。本设计方案中原动机为电动机，工作机为带式输送机。传动方案采用了两级降速传动，第一级为带传动，第二级为单级圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他装置大，但有过载保护的优点，还可以缓和冲击和震动。第一级采用带传动可以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸，故带传动布置在传动的高速级是合理的。低速级使用的齿轮减速器具有传动效率高、寿命长、结构简单、成本低、使用维护方便等优点。二、 电动机的选择（1）选择电动机类型按已知的工作要求和条件，选用y型三相异步电动机。（2）传动装置的总效率查相关参考资料可知各部分的效率为：则有：（3）所需电动机的输出功率所需电动机的输出功率为：工作机所需的工作功率为：所以（4）确定电动机转速卷筒工作转速为：根据传动比合理范围，取v带传动比，单级圆柱齿轮减速器的传动比，则总传动比的合理范围，故电动机转速可选范围为：根据功率和转速，由相关参观资料可查出有多种使用的电动机型号，经过综合考虑考虑电动机性能和传动装置的尺寸、质量、价格以及带传动减速器的传动比，选用同步转速为，电动机的型号为y132m2-6，其主要性能参数为：额定功率5.5kw，满载转速.三、 计算总传动比及传动比分配（1） 计算总传动比（2） 分配传动装置各级传动比取v带传动比，由总传动比得减速器的传动比为四、 计算传动装置的运动和动力参数（1） 计算各轴的转速电动机轴：轴减速器高速轴：轴减速器低速轴：卷筒轴：（2） 计算各轴的输入功率轴：轴：卷筒轴：（3） 各轴的输出转矩电动机的输出转矩：轴：轴：卷筒轴：各轴的运动和动力参数轴名功率 转矩转速传动比电动机4.5845.569603.141轴4.4135.69309.68轴4.18515.6277.42卷通轴3.93484.7877.42五、 传动零件的设计计算（1） 普通v带传动的设计计算1. 确定计算功率查表9-8得：工况系数2. 选择普通v带型号根据和小带轮转速，由图9-6选择v带型号，可选择两种型号a型带和b型带方案一：选择a型v带1. 确定小带轮的基准直径，应，取2. 确定大带轮的基准直径，查表9-2，取标准值，得3. 验算v带速度4. 确定中心距及v带的基准长度初定中心距得：带长查设计手册表6.1-7，基准长度取标准值得则实际中心距5. 验算小带轮包角 合理6. 单根v带传递的额定功率查设计手册表6.1-18c得：7. 确定v带根数z查表6.1-18c功率增量，查表6.1-14包角系数，查表6.1-16带长修正系数则取z=7 （不合理舍去此方案）方案二：选择b型v带1.确定小带轮的基准直径，应，取2.确定大带轮的基准直径3.验算v带速度4.确定中心距及v带的基准长度初定中心距得：带长查表9-3，基准长度取标准值得则实际中心距5.验算小带轮包角 合理6.单根v带传递的额定功率查设计手册表6.1-18d得：7.确定v带根数z查表6.1-18d功率增量，查表6.1-14包角系数，查表6.1-16带长修正系数则 取z=38. 计算单根v带的预紧力查表6.1-15每米长度的质量 9. 计算作用在带轮轴上的力： （2） 齿轮传动的设计计算1. 选择齿轮材料及精度等级小齿轮：45cr调质，选硬齿面齿轮，硬度为280hbs大齿轮：45调质，选软齿面齿轮，硬度为250hbs因为是普通减速器，由表7-7选择精度为8级，要求表面粗糙度2. 许用应力的计算查图7-24，解除疲劳寿命系数。查表7-9，安全系数。查图11-17（b）接触疲劳强度极限 则 3. 按齿面接触疲劳强度设计计算小轮直径查表7-10，载荷系数。查表7-11，材料的弹性系数。节点区域系数。转矩确定齿数和齿宽系数：取小齿轮的齿数，则大齿轮齿数由表7-14，选取代入数据得4.确定中心距和齿轮的工作宽度圆整取，模数，取标准模数m=35.按齿根弯曲疲劳强度校核确定有关系的参数：.查表7-12齿形系数查表7-13应力修正系数许用弯曲应力由图11-19（b）得 由表7-9得由图7-23得由公式得分别验算两齿轮弯曲强度计算圆周力：代入得6.验算齿轮的圆周速度由表7-7可知，选取的齿轮精度8级合适7.计算主要尺寸模数：m=3mm齿数: ,分度圆直径：，齿槽宽：齿厚：齿距： 齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径： 齿顶高：齿根高：齿全高：顶隙：标准中心距：六、 轴的设计计算输入轴的设计计算（1） 轴的结构设计图（2） 按扭转强度估算轴的直径选用45优质钢，调质处理，硬度217255hbs轴的输入功率为转速为根据设计手册，查表12.3-1公式及查表12.3-2得c=115（3） 确定各段直径和长度从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键连接，则轴应该增加5%，取，又因带轮的宽度，则第一段长度。右起第二段直径取，根据轴承盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外面与带轮的左端面间的距离为30mm，则取第二段的长度。右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承由径向力，而轴向力为零。选用6208型轴承，其尺寸为，那么该段的直径为，其长度为。右起第四段为滚动轴承的定位轴肩，其直径小于滚动轴承的内圈外径，取，长度取。右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为，分度圆直径为，齿轮的宽度为75mm，则此段直径为，其长度为。右起第六段为滚动轴承的定位轴肩，其直径应小于滚动轴承的内圆外径，取，长度取。右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为，其长度为。（4） 求齿轮上作用力的大小、方向小齿轮分度圆直径：作用在齿轮上的转矩为：求圆周力：求径向力的方向如图所示（5） 轴长支反向水平支反力：垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承，则那么：（6） 画弯矩图：右起第四段剖面c处的弯矩水平面的弯矩：垂直面的弯矩：合成弯矩：（7）画综合弯矩图：（8）画当量弯矩图：因为是单向回转，转矩为脉动循环，可得右起第四段剖面c处的当量弯矩：abcd作用力示意图57.557.5力学模型f水平面受力水平面弯矩f垂直面受力垂直面弯矩t综合弯矩m当量弯矩（9）判断危险截面并验算强度右起第四段剖面处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面c为危险截面：已知，由表查得则右起第一段d处虽仅受转矩，但其直径较小，故该截面也为危险截面：所以确定的尺寸是安全的输出轴的设计计算（1）输出轴的结构设计图(2)按扭转强度估算输出轴的直径选用45优质钢，调制处理，硬度217255hbs。轴的输入功率为转速为根据设计手册表12.3-1公式及查表12.3-2取c=115。（3）确定轴各段直径和长度从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键连接，则轴应该增加5%，取。根据计算扭矩查标准gb/t5014-2003，选用型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为，轴段长。右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外断面与半联轴器左端面的距离为30mm，故取该段长为。右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6211型轴承，其尺寸为，那么该段的直径为，长度为。右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联结，直径要增加5%，大齿轮的分度圆直径为，则第四段的直径为。为了保证定位的可靠性，取轴段长度为。右起第五段，考虑齿轮的轴向定位，取定位轴肩的直径为，长度为。右起第六段，该段为滚动轴承轴向定位，取定位轴肩的直径为，长度为。右起第七段，该段安装滚动轴承，取直径为，长度为。校核同输入轴计算过程，同理：经验算尺寸是安全的。七、 滚动轴承的寿命计算1. 轴承的型号在轴设计过程中已选完型号，其参数如下：输入轴轴承：6028型，其尺寸为输出轴轴承：6211型，其尺寸为2. 确定轴承的基本额定动载荷c查附表6-1得：6208型： 6211型：3. 求出轴承所受的径向力及轴向力，当量动载荷因为，所以查表得4. 核算轴承的寿命查表15-5得温度系数（满足工作要求）8、 键连接的选择及校核1. 键的类型及尺寸输入轴：选用普通平键圆头（a型）根据轴径，查表得输出轴：选用普通平键圆头（a型）根据轴径，查表得bhbrb如图所示：2. 键联接的强度校核设载荷沿键长核高度均匀分布，挤压强度条件为:由公式得9、 联轴器的选择1. 联轴器的类型选用弹性柱销联轴器，根据转矩，查表15.1-67选用gb/t5014-2003，lsz2型弹性柱销联轴器。10、 减速器箱座与箱盖的设计减速器箱体的主要结构尺寸表名称符号减速器尺寸关系齿轮减速器箱座壁厚箱盖壁厚箱盖凸缘厚度箱座凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目nn=4轴承旁连接螺栓直径盖与座连接螺栓直径连接螺栓的距离125200 取=150mm轴承端盖螺钉直径检查孔盖螺钉直径定位销直径中心线至外箱壁的距离24mm、20mm、16mm中心线至凸缘边的距离22mm、14mm轴承旁凸台半径凸台高度根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面的距离齿轮顶圆与内箱壁的距离，取10mm齿轮端面与箱体内壁的距离箱盖、箱座肋厚 续表：轴承端盖外径150mm轴承旁连接螺栓距离s尽量靠近，以与端盖螺栓互不干涉为准，一般取（d为轴承直径）箱座深度，取箱座高度，取箱座宽度由内部传动件位置结构及壁厚确定11、 减速器附件的设计1. 观察孔盖板2. 轴承端盖选用连接式轴承端盖，其尺寸为：3. 通气器选择简单式通气器，其尺寸为：说明：减速器在工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大。为使箱体内膨胀空气能自由排出，以保证箱体内外压力平衡而不使润滑油沿分合面、轴伸密封处或其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装通气器。4. 油面指示器选用游标尺指示器，其结构尺寸为：注：应注意安装高度核倾斜度，若太低或倾斜度太大，箱体油易溢出；若太高或倾斜度太小，游标难以拔出，插孔也难以加工。5. 油塞选用外六角螺塞，其尺寸为：6. 定位销圆锥销的结构尺寸：7. 起盖螺钉起盖螺钉直径的选择与凸缘连接螺栓直径相同，见箱体尺寸表8. 起吊装置吊钩在箱座上铸出，其尺寸为：12、 密封与润滑（1） 润滑1.齿轮润滑润滑方式:浸油润滑说明：浸入油中的深度约为大齿轮的一个齿高，但不大于10mm，过深时会增加齿轮的运动阻力并使油温升高。润滑油的粘度2.滚动轴承的润滑润滑方式：油润滑说明：箱座离合面设有回油沟，齿轮带上来的润滑油，可浸入滚动轴承内，进行润滑。（2） 密封1. 轴伸出端的密封轴伸出端的密封是为了防止轴承的润滑剂漏失及箱外杂质、水分、灰尘等侵入。选用o型橡胶密封圈。2. 滚动轴承的密封为了防止润滑油从滚动轴承内溢出外面，故在滚动轴承外加挡油环