单级圆柱齿轮减速器设计.

1、机械设计基础课程设计机械设计说明书设计题目：单级机圆柱齿轮减速器机械电子工程系系08 体化 专业 2 班设计者： 曹刘备 学 号： 080522043指导老师：马树焕2010年6_月19_日目录、传动装置总体设计二 二、V带设计三、各齿轮的设计计算四、轴的设计五、校核六、七、主要尺寸及数据设计小结设计任务书课程设计题目：设计带式运输机传动装置1已知条件：运输带工作拉力 F = 3200 N。运输带工作速度 v= 2 m/s滚筒直径 D =375 mm工作情况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳。，室 内，工作，水分和灰度正常状态，环境最高温 度35 C。要求齿轮使用寿命十年 。一、传动装置总体设

2、计一、传动方案1) 外传动用V带传动2) 减速器为单级圆柱齿轮齿轮减速器3) 方案如图所示输送带屮/滚筒5亠审亠减速 联轴器v带传吃手巨I驴电动机二、该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由于 V带有缓冲吸振能力，采用V带 传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变 化不大，可以采用 V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准 化程度高，大幅降低了成本。减速器部分单级渐开线圆柱齿轮减 速器。轴承相对于齿轮对称，要求轴具有较大的刚度。原动机部 分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工 作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效 率咼。（

3、一）电机的选择 工作机所需要的功率V1.6n =nD3.14 汇 0.34计算与说明Pw =Fx v=6400w =6.4 kw01 R.min 传动装置总效率:耳总=n带轮Xq齿轮Xn由承Xn由承Xrp轴器=0.95 X0.97 X0.99 X0.99 0.99=0.89电机输出功率P =Pw/ n总=7.11 kw所以取电机功率P =7.5kw技术数据：额定功率7.5 kw满载转速970 R/min额定转矩2.0 n?m最大转矩2.0 n?m选用Y160 M-6型外形查表19-2（课程设计书P174)A:254B:210C:108D:42E:110F:12G:37H:160K:15AB:3

4、30AC:32AD:255HD:385BB:270L:600V带设计总传动比i二m二罗二9. 59 ： 9. 6n 101定 V带传动比i1=3.2定齿轮传动比i2=3外传动带选为V带由表 12-3 （P216）查得 Ka=1.2Pca=Ka P = 1.1 X7.5=9KW所以选用B型V带设小轮直径di=125 小/2 v HVini 二 dai60 1000970 : : 12560 1000_16 ms大带轮直径 d2二刈1=3.2 X125=439.6所以取d2=400 所以 i1=d2/d1=3.2所以大带轮转速n2=ni1=303(R/min)确定中心距a和带长Lo0.7 (d1+

5、d2)2 (d+d2)367.5 a c 107 取 c=118从动轴的设计1按扭矩初估轴的直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求 考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：d c3 p - 48. 26考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=50mm2轴的结构设计轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的 固定方式。1）、联轴器的选择已知从动轴的转矩T=650N.m由表19-1 （机设）查得运输机的 工作情况系数&=1.5故 T c=KAX T=975 N - m由表18-3 （课设）选用弹性柱销联轴器，HL4 公称扭矩为1250N.m材料为铁许用转速为

6、2800r/min允许轴孔直径 D取4056满足要求2）轴承选择初选用6212深沟球轴承技术数据基本尺寸：d=60 D=110 B=22安装尺寸：da=69 Da=1013）各轴段直径的确定(1)用于安装联轴器d仁50用于联轴器的轴间定位d2=55轴承的安装d3=60安装齿轮d4=65(5)齿轮的轴肩定位d5=80（6）用于轴承的轴肩定位d6=65(7) 安装轴承d7=604) 各轴段长度的确定(1) 查表18-3(课设)得(2) 考虑轴承端盖L仁84L2=50(3)考虑轴承取套筒为29L3=53(4)齿轮齿宽为55L4=53(5)轴肩L5=10(6)保持两轴承对称L6=30(7)考虑轴承宽度

7、L7=665) 按弯曲复合强度计算齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9.55 x 106P/n=6. 5X 105N mm=650Nm齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=4.68KN径向力：Fr=Ftta n20 o=1.7KN齿轮分度圆直径 d=279mm因为两轴承对称，所以La=74(1) 绘制剪力图a(2) 绘制垂直面弯矩图b和水平面弯矩图c轴承支座反力Fay=FBy=Fr/2=0.85KNF az=Fbz=2.34KN由两边对称知，截面C的玩具也对称，截面C在垂直面最大弯矩为Mc1=FAyL/2=62.9N.m截面C在水平面最大弯矩为MC2二L/2=173.1N.m(3)绘制复合弯

8、矩图d最大弯矩为Me二.M Ci M爲=186 N m(4) 绘制当量弯矩图eMee二,M(T)2 = 269 N m(5) 绘制扭矩图fT=650N.m(6) 校核危险截面C的强度(T e=269/0.1d=9.6MPa c：巴=3118 x 7.12 = 33.8mm H n Y303考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取2轴的结构设计轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的 固定方式，1）轴承选择初选用6209深沟球轴承技术数据基本尺寸：d=45D=85B=19安装尺寸：da=52Da=78 2）各轴段直径的确定（1）轴承的安装d1=45（2）安装齿轮d2=50（3）

9、齿轮的轴肩定位d3=55（4） 用于轴承的轴肩定位d4=60（5）安装轴承d5=45（6）带轮的安装，考虑轴承端盖等因素d6=413）各轴段长度的确定（1） 考虑轴承宽度，取套筒长 29mmL仁48（2）齿宽为 60mmL2=58（3） 定位轴肩L3=10(4) 用于轴承轴肩定位L4=30(5) 安装轴承，考虑轴承宽度，取套筒长 29mm L5=66(6) 安装带轮，考虑轴承端盖L6=1204) 按弯曲复合强度计算齿轮上作用力的计算齿轮所受的转矩：T=9.55 x 106P/n=225N.m齿轮作用力：圆周力：Ft=2T/d=4.8KN径向力：Fr=Ftta n20=1.7KN齿轮分度圆直径

10、d=93mm因为两轴承对称，所以LA=87(1) 绘制剪力图a(2) 绘制垂直面弯矩图b和水平面弯矩图c轴承支座反力Fay=FBy=Fr/2=0.85KNFaz=Fbz=2.4KN由两边对称知，截面C的玩具也对称，截面C在垂直面最大弯矩为Mc1=FAyL/2=62.9N.m截面C在水平面最大弯矩为Mc2二FAzL/2=177.6N.m(3) 绘制复合弯矩图d最大弯矩为最大弯矩为 M c =: + M C2 =188.4N m绘制当量弯矩图eM ecM C (: T)2 =200 N m(5) 绘制扭矩图fT=220N.m(6) 校核危险截面C的强度(T e=269/0.1d=21.5MPae取

11、任意一端为压紧端，现在取1端为压紧端所以 X 1=0.56Y 1 =1%=0.56Y 2 =1（2 ）计算当量动载荷P、巨1=0.56 X 1.23+1X 0.77=1.45 KN巨=0.56 X 1.23+1X 0.77=1.45KN（3）计算轴承寿命LHP=R=1.45KN =3由表18-8 （机设）查得f t=1由表18-9 （机设）查得f f=1.2由式18-3 （机设）Pa1/F r1=0.62 eLh=106/60n(f tC/ f fF) & =156107h预期寿命足够，此轴承合格2）主动轴上轴承的校核(1) 根据条件预计轴承寿命L H=10K 365 X 12=43800h由

12、初选轴承型号为6209查表得 d=45 D=85 B=19径向额定动载荷 C=31.5KN 基本静载荷 G=17.5KN极限转速为9000r/min已知 n=303r/mi n C r=24.5KN轴承支座反力Fri二住2=2.5KNFs=0.63Fr=1.6KN查表 18-11 得 e=0.26由于两轴承对称，所以Fa1=Fa2=Fs=2.5KN取任意一端为压紧端，现在取1端为压紧端Fai/F Ri=0.63e F aWF R2=0.63e所以 X i=0.56Y i = 1X2=0.56Y 2 =1(2 )计算当量动载荷P、P2Pi=0.56 X 2.5+1 X 1.6=3KNP2=0.5

13、6 X 2.5+1 X 1.6=3KN(3)计算轴承寿命LHP=R=3KN =3由表18-8 (机设)查得f t = 1由表18-9 (机设)查得f f=1.2由式 18-3(机设)Lh=106/60n(f tC/ f/F) =81255h预期寿命足够，此轴承合格2键的校核：键1 18 X 11 L=50键2 16 X 10 L=50键 3 14 X 8L=80查表 14-2 (机设)得 “=120MPa由(T p=4T/dhLc 得(T p1=4X 6.5 X 105/60 X 11X (50-18)=103(Tp2=4X 2.25 X 105/53 X 10X (50-16)=49.9 p

14、(T p3=4X 2.25 X 105/41 X 8X (50-12)=72.22m/s,所以采用飞溅润滑方式六、主要尺寸及数据箱体尺寸8 =0.25a+1=5.5底座壁厚箱盖壁厚底座上部凸缘厚度箱盖凸缘厚度底座下部凸缘厚度地脚螺栓直径地脚螺栓数目底座与箱盖连接螺栓直径轴承盖螺栓直径轴承座联接螺栓直径螺栓间距定位鞘直径地脚螺栓孔凸缘配置尺寸凸缘螺栓孔配置直径取 5 =7.55 1=0.08 5 =14.4h0=1.55 =11.25h1 = 1.55 仁 21.6h2=2.255 =16.9df=M16 n=6d仁M8d2=M8d3=0.85df=M12L=150d=6c1=25 c2=25c

15、1 = 15 c2=13轴承旁凸台半径R仁13外箱壁至轴承端面距离大齿轮圆与内箱壁距离L1=20 1 = 1.2 5 =9齿轮断面与内箱壁的距离 2=20底座深度H=0.5a+30=170齿轮结构尺寸(ha* =1 C * =0.25)主动齿轮从动齿轮凸台高度根据低速螺栓轴承座外半径确定齿数z3193模数m3分度圆直径d=mz齿顶咼ha=ha* m齿根高hf=( ha*齿全高h=ha+hf齿顶圆直径da=m(z+2 ha3932793 3+ C * )3.753.756.756.75* )99285齿根圆直径df=m(z-2 ha* -2 C*)85.5271.5分度圆齿距P=n m9.49.4分度圆齿宽e=1/2n m4.74.7分度圆齿厚e=1/2n m4.74.7基圆直径dn二d1cosa87262七、设计小结由于第一次设计，没有经验，所以这次的设计存在许多缺点，比如说 箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确，以及轴结构