机械课程设计减速器说明书

1、一 设计任务书低速级：直齿；高速级：斜齿 设计条件：设计热处理车间零件情况传送设备，该设备传动系有电机。减速器传至传送带。二班工作制，工作期限八年。 设计参数1电机； 2传送带 3减速器；4联轴器5鼓轮； 6传送带7轴承（8个） 题号项目123456鼓轮直径（mm）300330350350380300传送带传送速度（m/s）063075085080807传送带从动轴所要扭矩（N.m）7006706509501050900本组设计所需数据为第四组。计算内容 电动机的选择计算 (1) 选择电动机系列 按工作要求及工作条件适用三相异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y系列（2）选择电动机功率F=5

2、428.57N鼓轮所需有效功率 P= 4.344kw传动装置总效率 =带齿24承联鼓轮皮带传动效率 带= 0.95齿轮啮合效率 齿= 0.97（齿轮精度为8级）滚动轴承效率 承= 0.99联轴器效率 联= 0.99鼓轮效率 鼓轮= 0.96总传动效率 = 0.95 0.97 0.99 0.99 0.96 = 0.816所需电动机功率 PY= 5.32kw 查表4.12-1，可适Y系列三相异步电动机Y132S-4型，额定功率P=5.5kw或选Y系列三相异步电动机Y132M2-6型，额定功率P=5.5kw。（3） 确定电动机转速 滚筒转速 nW = = = 43.7r/min现以同步转速为1500

3、r/min及1000r/min两种方案进行比较，得电动机数据及总传动比，据以上拟订数据，查表4121初步拟订两种方案:方案号电动机型号额定功率（kw）同步转(r/min)满载转速（r/min）电动机质量（kg）总传动比1Y132S-45.5150014405132.952Y132M2-65.510009607321.97比较两方案可见：方案1选用的电动机虽然质量和价格比较低，但总传动比大，为使传动装置结构紧凑，决定选用方案2。电动机型号Y132M2-6，额定功率为5.5kw，同步转速1000r/min，满载转速为960r/min。二 分配传动比分配传动比： 据表4.2-9取i带=2.5，则减速

4、器的传动比为 i减=8.788取两级齿轮高级减速器高速级的传动比i1=3.444取低速级的传动比i2=2.552三 传动装置的运动和动力参数的计算O轴，即电动机轴P0=Pr=5.32kwn0=960r/min T0=9.55=52.92Nm轴，即减速器高速轴 P1=P001=P0带=5.320.95=5.05kw n1=384r/min T1=9.55=9.55=125.59 Nm轴，即减速器中间轴 P2=P112=P1齿承=5.050.970.99=4.85kwn2=111.5r/min T2=9.55=415.4Nm轴，即减速器低速轴 P3=P223=P2齿承=4.850.970.99=4

5、.66kw n3=43.7r/min T3=9.55=9.55=1018.10Nm轴，即为传动鼓轮轴 P4=P3承联=4.660.990.99=4.57kw n4=n3=43.7r/min T4=9.55=9.55=998.7Nm则备轴运动反动力参数为：轴序号功率P/kw转速n(r/min)转矩T(Nm)传动类型传动比效率05.3296052.92带传动2.50.955.05384125.59齿转传动3.4440.964.85111.50415.4齿转传动2.5520.964.6643.71018.10齿轮传动1.00.984.5743.7998.714.验算带速 V= =m/s =5.6m/

6、s120满足要求9单根V带所能传递的功率 根据 n=960 r/min 和 d=112mm查表8-2a利用插值法 P=1.16kw10 单根V带传递功率的增量 已知A型V带 小带轮 n=960 r/min 传动比 i=2.5 查表82b得 11 计算 V带根数，由表8-5查得 K，表8-6 K=0.96 Z= 取Z=6根 采用V带A-1400612 作用在带轮轴上的张紧力 查8-8得 q=0.10kg/m由式(817)求单根V带的张紧力 F=205N作用在轴上的力为：F=2zF0sin=2205 sin=1185N取带的基准长度L=1600mm满足选带要求13.带轮结构设计：由V带设计可知，选

7、取的是3根B型带再根据经验公式推出带轮结构尺寸dSSSBdd 140 1522.5 7.5 6338 75 结构图形如图所示 P122表8-2 aP124表8-2b表8-5 , P129表8-6 , P1308-8 P134高等教育出版社机械设计基础第六版P142五 圆柱齿轮的设计计算(一)高速斜齿轮的设计计算1.斜齿圆柱齿轮齿面接触疲劳强度计算：(1)确定作用在小齿轮上的转矩T，根据前面的计算可知T8.505 N.mm(2)选择齿轮材料，确定许用接触应力 ，根据工作要求，采用齿面硬度350HBS，由表9-5可选 小齿轮选用45Cr钢，调质，硬度为260HBS.大齿轮选用42SiMn钢,调制,

8、硬度为220HBS可确定许用接触应力 小齿轮=380+HBS=380+260=640MPa大齿轮=380+HBS=380+220=600MPa(3)选用齿宽系数轻型减速器, =0.2(4)确定载荷系数K因齿轮相对轴承对称布置,且带式传送机载荷较平稳,故取K=1.6(5)计算中心距a由公式(9-27)知a=(6)选择齿数,螺旋角并确定模数.取小齿轮齿数Z=24.则 Z=3.59524=86.28取Z=86,中心距取a=171mm,初步选定=15,由公式(9-28)可得法向模数由表9-1,取=3mm,取完标准模数后,必须按式(9-29)重新计算螺旋角,即 =151320在8 20范围内,上述参数合

9、适.由机械设计基础（高等教育出版）P184表9-5 P185K P1839-1 P163a=171mm=151320(7)齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径 =74.62mm 齿顶圆直径 da=d+2m=74.62+2380.62mm 齿根圆直径 大齿轮分度圆直径 齿顶圆直径 da=d+2m=267.39+23=273.39mm 齿根圆直径 中心距:大齿轮宽度,取 小齿轮宽度 因小齿轮齿面硬度高,为补偿装配误差,避免工作时在大齿轮面上造成压痕,一般b应比b宽些取b=b+5=45mm(8)确定齿轮的精度等级 齿轮圆周速度。.根据工作要求和圆周速度,由表9-3选用9级精度2 轮齿弯曲强度验算(1)确

10、定许用弯曲应力,带式输送机齿轮传动是单向传动,由表9-7查得=155+0.3HBS=233MPa=155+0.3HBS=221MPa(2)查齿形系数Y 比较Y/ 斜齿轮应按当量齿数查值 由表(9-6)查得,用插入法得Y=2.22 ,所以应验算小齿轮(3)验算弯曲应力 计算时应以齿宽b代入.则,安全 3 结构设计尺寸小的齿轮制成实心齿轮，尺寸大的齿轮制成有腹板的单个齿轮。 小齿轮设计图如下图： (二)低速直齿轮的设计计算齿轮齿面接触疲劳强度计算：(1)确定作用在小齿轮上的转矩T，根据前面的计算可知T29.33 N.mm (2)选择齿轮材料，确定许用接触应力 ，根据工作要求，采用齿面硬度350HB

11、S，由表9-5可选 小齿轮选用45Cr钢，调质，硬度为260HBS.大齿轮选用45号钢.硬度为220HBS可确定许用接触应力 小齿轮=380+HBS=380+260=640MPa大齿轮=380+0.7HBS=380+0.7220=534MPa(3)选择齿宽系数 =0.2(4)确定载荷系数K，因为齿轮相对轴承不对称布置,故取K=1.6(5)计算中心距a(6)选择齿数并确定模数.取Z=28.则， Z=2.66428=74.675由表9-1取标准模数m=5mm(7)齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径:d=mZ=140mm da=d+2m=150mm大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径:d=mZ=5

12、75=375mm da=d+2m=385mm 中心距:大齿轮宽度,取小齿轮宽度 因小齿轮齿面硬度高,为补偿装配误差,避免工作时在大齿轮面上造成压痕,一般b应比b宽些取b=b+5=60mm(8)确定齿轮的精度等级 齿轮圆周速度.根据工作要求和圆周速度,由表9-3选用9级精度2 轮齿弯曲强度验算(1)确定许用弯曲应力,根据表9-7查得=155+0.3HBS=233MPa=155+0.2HBS =184MPa(2)查齿形系数Y 比较Y/小齿轮Z=28 查表9-6得Y=2.56大齿轮Z=75 用插入法得Y=2.24 ,所以应验算大齿轮(3)验算弯曲应力 计算时应以齿宽代入.则,安全 3 结构设计见附录

13、 轴的设计计算 一轴1 选择轴的材料 用45钢，正火，由表12-2查得。2 估算齿轮轴径 因此选用HL2联轴器 主动端 Y型轴孔 A型键槽 从动端 Y型轴孔 A型键槽 则 因所以倒角及为1.0， 取 由于一轴为斜齿轮，根据要求选取角接触球轴承 选取 7207C型号 轴承 外径 宽 所以 取 取 取 取 取 轴的强度计算：斜齿轮螺旋角 啮合角 分度圆直径1 按弯矩、转矩合成强度计算轴（1）决定作用在轴上的载荷圆周力 径向力 轴向力 （2）决定支点反作用力及弯曲力矩水平面的计算支撑反力 截面II的弯曲力矩 垂直面的计算支撑反力 截面II的弯曲力矩 合成弯矩 轴上的转矩 画出轴的当量弯矩图可以判断截

14、面II弯矩值最大，而截面IIII承受纯扭，故决定直径时，应该根据此两截面进行计算。（3）计算截面II、IIII的直径已知轴的材料为45号钢，正火，其；查表12-3得 则 轴截面II处的当量弯矩 截面IIII的当量弯矩 故截面II处的直径 因为在截面II处有键槽，所以轴的直径要增加3%,并考虑结构要求取 因其小于，所以安全。截面IIII处的直径 因为在截面IIII处有键槽，所以轴的直径也要略加大，根据标准取 因其小于，所以安全。综上一轴校核安全。二轴1 选择轴的材料 用45钢，正火，由表12-2查得。 选取深沟轴承，轴承型号为6208 宽B=18mm 安装直径D1=47mmd1=D1=47mmd

15、2=d1 (13)=47-2=45mm 选用深沟球 轴承6208 宽B=18mm d4=40mm 2.初步设计轴的径向长度 L=(1.52)ds=18mm L1=(35)+8=12mm L2=84mmL3=12mmm 轴的强度计算：直齿圆柱轮啮合角 一轴直齿小齿轮分度圆直径d1=70mm 大齿轮分度圆直径d2=242.5mm二轴小齿轮分度圆直径d1=120mm 大齿轮分度圆直径d2=284mm1 按弯矩、转矩合成强度计算轴（1）决定作用在轴上的载荷圆周力 径向力 圆周力 径向力 （2）决定支点反作用力及弯曲力矩水平面的计算支撑反力 截面I-I的弯曲力矩 截面II-II的弯曲扭矩MHI=FRBH

16、(l1+l2)-Ft1l2= 垂直面的计算支撑反力 截面的弯曲力矩 合成弯矩 轴上的转矩 （3）计算截面的直径已知轴的材料为45号钢，正火，其；查表12-3得 则 故斜齿面截面处的直径 因为在截面II处有键槽，所以轴的直径要增加3%,并考虑结构要求取 因其小于，所以安全。直齿面截面处的直径 因为在截面IIII处有键槽，所以轴的直径也要略加大，根据标准取 因其小于，所以安全。综上二轴校核安全。三轴1 选择轴的材料 用45钢，正火，由表12-2查得。2 估算齿轮轴径 因此选用HL4联轴器 主动端 Y型轴孔 A型键槽 从动端 Y型轴孔 A型键槽 则 因所以倒角及为1.6， 取 由于一轴为斜齿轮，根据

17、要求选取深沟球轴承 选取 6212型号轴承 外径 宽 所以 取 取 取 轴的强度计算：直齿 啮合角 直齿大齿轮节圆直径 1 按弯矩、转矩合成强度计算轴（1）决定作用在轴上的载荷圆周力 径向力 （2）决定支点反作用力及弯曲力矩水平面的计算支撑反力 截面II的弯曲力矩 垂直面的计算支撑反力 截面II的弯曲力矩 合成弯矩 轴上的转矩 画出轴的当量弯矩图可以判断截面II弯矩值最大，而截面IIII承受纯扭，故决定直径时，应该根据此两截面进行计算。（3）计算截面II、IIII的直径已知轴的材料为45号钢，正火，其；查表12-3得 则 轴截面II处的当量弯矩 截面IIII的当量弯矩 故截面II处的直径 因为

18、在截面II处有键槽，所以轴的直径要增加3%,并考虑结构要求取 因其小于，所以安全。截面IIII处的直径 因为在截面IIII处有键槽，所以轴的直径也要略加大，根据标准取 因其小于，所以安全。d1=74.62mmda=80.62mmd1=267.39mm9-3 P172由机械设计基础（高等教育出版）P188表9-79-6 P187由机械设计基础（高等教育出版）P184表9-5 P185K P183由机械设计基础（高等教育出版）P163表9-19-3 P172由机械设计基础（高等教育出版）P188表9-79-6 P187a=256mmZ=275m=4.47da=150mma=257.5mm=233M

19、Pa=184MPa七 减速器的附件1轴承盖的选取 轴承及轴承盖结构简图如图7a轴承盖分为两种，一种是闷盖和通盖2联轴器的选取（1）材料的选择因为我们选用的联轴器为刚性的，它一般用中等强度的铸铁和碳钢制成，通常选用45 号钢作为制作联轴器的材料，选择凸缘刚性联轴器。（2）凸缘联轴器的构造和功用它的一个圆盘上有一个凸肩，以便与另一个圆盘上相应的凹槽配合以保证对中，每个圆盘用键固定在轴上，靠螺栓将两圆盘相互连接起来，凸缘刚性联轴器能传递较大的转矩，也传递冲击，此为安装要求精确，否则两轴间的倾斜或不同心都会严重影响他的工作，用于震动较小，速度较低，两轴都较好对中的场合。(3)尺寸设计计算其结构简图如图

20、：3密封圈的选择(1)软材料制成的密封圈，防在轴承内与转动轴直接接触，起密封作用，作用与转速不高的情况下，同时要求与密封圈接触的表面硬度大于40HRC，表面粗糙度Ra0.8m;在轴承盖上开出梯形槽，将矩形剖面的细毛毡放置在梯形槽中与轴接触。这种密封结构简单，但摩擦较严重 主要用语V45m/s的脂润滑结构。选择B型无副唇旋转轴唇形密封圈，以单向封油为主。(2)高速轴轴径d=35mm,则选取： 基本外径D=49mm，基本宽度b=6mm 低速轴轴径d1=40mm,则选取： 基本外径D=53mm,基本宽度b=7m密封圈结构简图4键的选取 键的结构简图： 由于在联接中没有预紧力的作用，我们采用松连接，即

21、键的两侧面为工作面，上表面无斜度。工作时，依靠键的两侧面与轴及轮毂上键槽侧壁的挤压来传递转矩。（1） 键的材料选择键的标准件,工作时易受到积压，故多用抗拉强度 :6B500600MPa的碳素钢作为制作键的材料如Q275以及45号钢等。（2） 尺寸选取：减速器结构中，有6处用到键，分别出现在V带轮与轴的联接键，联轴器与轴的连接键，齿轮与轴的连接键。1高速轴与联轴器的连接键2小的斜齿轮与高速轴的连接键3中间轴与大的斜齿轮的连接键4中间轴与小的直齿轮的连接键5. 低速轴与联轴器的连接键6.低速轴与大的直齿轮的连接键。此六处全部选用普通平键，代号GB1096-79键公称尺寸长度尺寸轴槽深度毂槽深度键8

22、7404.03.3键108325.03.3键128525.03.3键128325.03.3键149655.53.8键1811437.04.4 .5起吊装置的选取吊钩和吊耳是吊电机作用的结构。当减速器质量减少时，允许用箱盖的吊耳来调动整个减速器，当减速器质量较大时，箱盖上的吊耳值允许调动箱盖，用箱座上的吊钩来调动下箱座或整个减速器。 吊钩在开始起重时可能受到冲击，为了避免冲击折断，吊钩的材料应具有较大的韧性，常用20、16Mn、20Mn制造。吊耳的结构简图如下：D=b=(1.52.5) R=(1.01.2)d e=(0.81.0)d 6油面指示装置的选择油面指标装置的种类很多，有油面尺（杆式油标

23、）、圆形油标、长行油标和管状油标等。各种油标的结构和尺寸见机械设计课程设计第156页表4.8-74.8-9。在此我们选择型号是M16的油尺。安装为45度倾斜角来测量箱体内油面高度。7螺塞及油封垫的结构螺塞材料一般用Q235-A，我们选取M221.5型号的螺塞。螺塞带有圆柱细牙螺纹，圆柱罗纹螺塞自身不能防止露油，因此在螺塞下要放置一个封油垫片，垫片用石棉橡胶纸板或皮革构成。结构及位置要求如图：8启箱螺钉的选择 它的直径一般与上下箱联接螺栓直径相同，其长度应大于箱盖凸圆的厚度b,启箱螺钉的钉杆端部应制成圆柱端和锥端，以免反复拧动时将杆端螺纹和箱盖上的螺纹孔损坏。螺钉材料为35优质碳素结构钢，并通过

24、热处理使硬度达到28到30HRC.根据上下箱剖分面处凸圆厚度结构，其规格尺寸选取GB85-88M1035螺钉。其选择的技术条件如下表：技术条件材料力学性能等级螺纹公差产品等级钢33H6gA44H5g , 6g9定位销的选择 定位销是标准件，定位销成对使用而且距离尽量远些以提高定位精度，为避免箱盖装反。两定位销的未知应明显不对成。我们选用圆锥定位销。其长度应稍大于上下凸缘的总厚度，并使两头露出便于安装和拆卸。圆锥销有1：50的锥度，可自锁，靠锥面挤压作用固定在销孔中，定位精度高，安装页比较方便。可多次拆卸并可作为安全装备来使用。绘图时选取材料为35号钢，热处理硬度HRC2838，表面氧化处理的A型圆锥销，规格为GB117-A1060 .10通气器的选择 常用的通气器有同期螺塞和网式通气器两种结构形式。通气器的尺寸规格是减速大小而定。根据结构要求选取通气器的螺纹规格M221.5结构设计图如下图：11检查孔及检查孔盖箱盖上安放盖板的表面应进行刨削或铣削，故应有凸台，凸台高度一般取3