一级减速器课程设计说明书.

1、目录 第一部分课程设计任务书及传动装置总体设计一、 课程设计任务书1二、 该方案的优缺点2第二部分 电动机的选择 3一、原动机选择 错误！未定义书签。二、电动机的外型尺寸（mm 错误！未定义书签。 第三部分计算减速器总传动比及分配各级的传动比 一、减速器总传动比 4二、减速器各级传动比分配4第四部分 V带的设计4一、 外传动带选为普通 V带传动4二、确定带轮的结构尺寸，给制带轮零件图6第五部分各齿轮的设计计算6一、齿轮设计步骤6二、确定齿轮的结构尺寸，给制齿轮零件图8第六部分轴的设计计算及校核计算8一、 从动轴设计8二、主动轴的设计12第七部分滚动轴承的选择及校核计算14一、从动轴上的轴承14

2、二、主动轴上的轴承15第八部分键联接的选择及校核计算15一、 根据轴径的尺寸，选择键1516二、键的强度校核15第九部分减速器箱体、箱盖及附件的设计计算一、 减速器附件的选择16二、箱体的主要尺寸16第十部分润滑与密封17一、减速器的润滑17二、减速器的密封18第一部分参考资料目录18第十二部分设计小结18第一部分课程设计任务书及传动装置总体设计一、课程设计任务书带传动设计带式运输机传动装置（简图如下）减速器7联轴器原始数据:数据编号1234运输带工作拉力F 3.02.8（KN2.62.52.42.22.01.8-5%。运输机带速V（m/s）1.61.91.91.91.81.71.61.5卷筒

3、直径D/mm400400400450450450450450工作条件：传动不逆转，载荷平稳，两班制工作（16小时/天）4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修，运输速度允许误差为课程设计内容1 ）传动装置的总体设计。2）传动件及支承的设计计算。3 ）减速器装配图及零件工作图。4 ）设计计算说明书编写。每个学生应完成：部件装配图一张（A0）。零件工作图一张（A3）设计说明书一份（6000-8000字）。 本组设计数据：第8组数据：运输带工作拉力 F （ KN） 1.8 运输机带速V/（m/s） 1.5卷筒直径 D/mm 450已给方案：外传动机构为带传动。 减速器为单级圆柱齿轮减速器。 传动装置

4、总体设计传动方案（上面已给定） 外传动为带传动。减速器为单级圆柱齿轮减速器方案简图如下：滚筒 运输带二、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 且该工作机属于中小功率、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。减速器为一级圆柱齿轮减速器，原动机部分为Y系列三相交流异步电动机,减速器低速轴与工作机轴连接用的联轴器选用凸缘联轴器，滚动轴承选用深沟球轴承等。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、成本低传动效率高。第二部分 电动机的选择一、选择

5、电动机的类型：按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V, Y型二、选择电动机容量传动装置总效率：an =nna1234567= 0.96=0.99123 =0.97a0.99= 0.990.960.994567其中：i为V带的传动效率2为I轴轴承效率3为齿轮传动效率4为n轴轴承效率5为联轴器效率6为卷筒效率7为卷筒轴承效率得0.960.990.970.990.990.960.99 : 0.86a电动机的输出功率：Pd=Pw/ a其中：Pw 二 FV /1000 w= 1.8 * 1000 * 1 .5 /1000 * 0.96 = 2.81kwPd 二 Pw/ a =2.

6、81/0.86 =3.28kw三、确定电动机的转速nw = 60V = 1.5* 60 / 3.14 * 0 .45 二 63 .69 r / min71D（卷筒转速）工作机的效率w =0.96取Pd -4Kw其中pw为工作机（即输送带）所需功率查表得：一级圆柱形齿轮减速器传动比r =3 6,即为减速器的总传动比 v带传动比为r =2 4所以电机的可选范围为：ndFa=n珂6 24） 63.69 = 382152& / min则符合这一范围的同步转速有750、1000和1500 r/min.所以可供选择的的电机有：序号电动机型号额定功率满载功率堵转转矩最大转矩质量（kg）额定转矩额定转矩1Y1

7、12M-4414402.22.3402Y132M1-649602.02.2733Y160M1-847202.02.0118综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可以选择的电机型号为Y160M1-6,其主要性能如上表的第 2种电动机。ianm960= 15.07n 63.69第三部分计算减速器总传动比及分配各级的传动比、减速器总传动比、减速器各级传动比分配iii 2ia =i1.i2 =4.7 3.21 =15.07初定：i2=3.21 （带传动）i1=4.7 （单级减速器）第四部分 V带的设计一、外传动带选为普通 V带传动确定计算功率：Pc查表 13-8 得 Ka 2，故 Pc

8、 二 KaP 2 11kW = 13.2kW（2 ）选带型号根据Pc =13.2kW,n1 =1460r /min由图13-15查此坐标点位于窄V带选型区域处，所以选用窄V带SPZ型。（3）确定大、小带轮基准直径d1、d2参考图13-16及表13-9选取小带轮直径d1 _125mm出：H2（电机中心高符合要求）从动带轮直径di d3.38 125 = 4225mm，取 d 425mm(4 )验算带速V =60 10=1460 100025 9.56am s带速在525 m/s范围内，合适(5)从动轮带速及传动比亍需 432Rmif于箸3.4(6)确定V带基准长度Ld和中心距初步选取中心距 0.

9、7 da1 da-2 da1 da2所以 385 咗 a 乞 1100 取 a。= 800mm由式(13-2)得带长L0=2a。2（d1 d2）S d1）24aTt=（2 800 $（125 425）=2492mm2需）mm查表13-2，对SPZ型带选用Ld = 2500mm。再由式(13-6)计算实际中心距二（8002500 2492）mm 二 804 mm2验算小带轮包角：1Ct由式(13-1 )得180 -d2 d1 57.3 =158.6 -120a合适(8)确定SPZ型窄V带根数Z由式（13-15 ）得ZP（P。P0）KK查表13-4知单根SPZ带的基本额定功率Po = 3.28 k

10、W查表13-6知单根SPZ带的基本额定功率的增量式八Po = 0 .23 kW1 =158.6查表13-7用线性插值法求得K 0.95查表13-2得Kl =1.07，由此可得13.2Z =(3.280.23) 0.95 1.07-3.7(9)求作用在带轮轴上的压力Fq查表13-1得q=0.07kg/m,故由式13-17得单根V带的初拉力F。=500中瓦 “qv=50013 22 52(1) 0.07 9 56H 288N4 9.56 0.95956作用在轴上的压力158-6 )N = 2264N2a 1F Q = 2Z f 0sin 2 =(2 4 288 sin二、确定带轮的结构尺寸，给制带

11、轮零件图小带轮基准直径d1 =125mm采用实心式结构。大带轮基准直径d2= 425mm采用轮辐式结构大带轮的简图如下：第五部分各齿轮的设计计算一、齿轮设计步骤选用直齿圆柱齿轮，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀。(1)选择材料及确定许用应力小齿轮采用40MnB调质，齿面硬度为241286HBSfH iimi = 700MPa, “ei = 590MPa（表“-“，大齿轮用 ZG35SiMn调质，齿面硬度为 241 269HBS cth iim 600MPa，坊FE510MPa（表 ii-i）, 由表 11-5，取 Sh =1.15，SF =

12、1.35 h lim 1700wMPa =609MPa h lim 2 600F = MPa =522MPaSh1.15匡1工型皿卩玄=437MPaSf 1.35crFE251062竺MPa =378MPaSF1.35按齿面接触强度设计设齿轮按8级精度制造。取载荷系数K=1.5（表11-3 ）,齿宽系数 札=1.0 （表11-6 ）小齿轮上的转矩6 P6 10.4545T| =9.55 109.55N mm =2.327 10 N mm取 Ze =188.9（表 11-4）d1_3（ZEZH）22KT1U 1,6dU3 （4 1） （188.9 2.5）2.4（522）52 1.5 2.327

13、 101.0mm = 89.4mm120Z30,则Z2 =30 3.98 120。故实际传动比i4齿数取3089.4-2.98模数 齿宽 b = d di =1.0 89.4mm = 89.4mm,取b2 = 90mm, d = 95mm按表 4-1 取 m=3mm实际的 di =z m =30 3mm =90mm,d2 =120 3mm = 360mm中心距dr +d2 a 二290 360 cclmm 二 225mm2齿形系数YFa1= 2.6（图 11-8）Ysa1= 1.63（图 11-9）由式-F1YFa2 . 13Y Sa1 .82（11-5 ） 2KT1YFa1YSa1bm2z1

14、52 1.5 2.3272.6 1.63MPa =122MPa :二 F1 = 437MPa90 330丫Fa2YSa2 =122 2.13 1.82 MPa =112MPa :二F2 = 378MPa，安全 丫尸皿12.6 1.63(4 )齿轮的圆周速度、, n dE13.14 x 90 x 429V =60。00060000对照表11-2可知选用8级精度是合适的。=2.02 m /s总结：直齿圆柱齿轮z 1二30, z 2二120确定齿轮的结构尺寸，给制齿轮零件图大齿轮示意图厂I ll ,“|创第六部分轴的设计计算及校核计算、从动轴设计验算轮齿弯曲强度30131 、选择轴的材料确定许用应力

15、选轴的材料为45号钢，调质处理。查表 14-1知强度极限二b =650MPa,屈服极限二s =360MPa,弯曲疲劳极限二二=300MPa，2 、按扭转强度估算轴的最小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:按扭转强度初估轴的直径，查表14-2得c=118107,取c=112则:从动轴:d _Cm-1123 104mm = 51mm 107考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准,取 d = 55mm3 、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,按比例绘制轴系结构草图-A63/7.声 0.015 A-

16、BO80030E2QUHUE21 O11-2H- CH-Hu nv0+G6-HV0P3.2H- n1180 336-6248.70-r-4 - I36 -85123 3491001 ）、联轴器的选择可采用弹性柱销联轴器，查 2表9.4可得联轴器的型号为Y55 112GY7 凸缘联轴器 丫55 112 GB/T 5843-2003主动端：丫型轴孔、A型键槽、d1 =55mm、L=112mm;从动端：丫型轴孔、A型键槽、d1 =55mm、L =112mm;2 ）、确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置 在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现

17、轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。3 ）确定各段轴的直径将估算轴d=55mm（乍为外伸端直径 di与联轴器相配（如图），考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=60mm齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴承处d3应大于d2,取d3=65mm为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3,取d4=70mm齿轮右端用用套筒固定，左端用轴肩定位,轴肩直径d5二78mm，满足齿轮定位的同时，还应满足左侧轴承的安装要求 ，根

18、据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同，取d6二65mm4）选择轴承型号.由表16-2及表16-4初选深沟球轴承，代号为6213,查机械设计手册可得：轴承宽度B=23，安装尺寸damin =74mm,，选轴肩直径d5=78mm.5 ）确定各段轴的长度I段：d仁55mm 长度取L1=100mmII 段:d2=86mm长度取 L2 = 90 m mIII段直径d3=65mm此段安装轴承，轴承右端靠套筒定位，轴承左端靠轴承盖定位初选用6213深沟球轴承，其内径为 65mm宽度为23mm取轴肩挡圈长为 10mmL3=5+10+11.5+11.5=38mmW 段直径 d4=70mm,此段安装从动

19、齿b=90mm，L 4 =9 - 5 =85mmV段直径 d5=78mm.长度 L5=12mmW段直径d65mm，长度L6 =24mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L =（11.5+12+45 ） X 2=137mm4、轴的强度校核按弯矩复合强度计算从动齿轮分度圆直径d 2 = 360 mm ,此段轴直径1）绘制轴受力简图（如图 a）P10.04T =95509550N齿轮所受转矩n107轮，由上面的设计从动齿轮齿宽d = 70 mmmm = 896N m5作用在齿轮上的圆周力：Ft=2T/d= 2 8.96 10 / 360 N = 4978 N径向力：Fr=Fttan200=4978 X

20、 tan200 =1812N19该轴两轴承对称，所以68 .5 mm22）求垂直面的支承反力11F ay = F by F r1812= 906 N22求水平面的支承反力11Faz =FbzFt4978 N = 2489 N22由两边对称，知截面 C的弯矩也对称。截面 C在垂直面弯矩为MC1=FAy L/2=906 X 68.5 X 10 =62N m截面C在水平面上弯矩为：_J3MC2=FAZ L/2=2489 X 68.5 X 1 0=170.5N m绘制垂直面弯矩图（如图b）绘制水平面弯矩图（如图c）5）绘制合弯矩图（如图d）MC=（MC12+MC22）1/2=（ 622+170.52）

21、1/2=181.4N m绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9550X（ P/n ） =896N - m7）绘制当量弯矩图（如图f ）截面c处最危险，如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数 =0.6矩：Mec=MC2+（a T）21/2=181.42+（0.6 X 896）21/2=567.4N m8）校核危险截面 C的强度轴的材料选用45钢，调制处理，由表14-1查得二b =650MPa，由表14-3查得M ec0.1d 3567 .430.17010Pa二 16 .6 MPa,截面C处的当量弯b-e 】=60MPa，则60 MPa该轴强度足够。图a-f 如下图:yMu丄rTTTTTTrn

22、TnrnTrTT Cun rrTTTTTTlTrnfrnTrVr ttt仃门 Tfl TTlllll lrit nnniinniinnnnDi二、主动轴的设计1、选择轴的材料确定许用应力选轴的材料为45号钢，调质处理。查表 14-1知强度极限匚b = 650MPa,屈服极限二s = 360MPa,弯曲疲劳极限二 300MPa2、按扭转强度估算轴的最小直径初估轴径，按扭转强度初估轴的直径，查表14-2得c=118107,取c=112则 主动轴：112 3 10.4544 m 32.5m mV 429d 705 325mm 35mm考虑到键槽对轴的削弱，取3、轴的结构设计按比例绘制轴系结构草图,轴

23、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, 草图类似从动轴。确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向 固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位。4确定轴的各段直径初选用6209深沟球轴承，其内径为 45mm,宽度为19mm将估算轴d=35mm（乍为外伸端直径 d1,取第二段直径为 d2=40mm齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴承处d3应大于d2,取d3=45mm为便于齿轮装拆与齿轮配合处

24、轴径d4应大于d3,取d4=50mm齿轮右端用用套筒固定，左端用轴肩定位,轴肩直径d5二58mm，满足齿轮定位的同时，还应满足左侧轴承的安装要求，根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同，取d6=45mm.选择轴承型号.由表16-2及表16-4初选深沟球轴承，代号为6209,查机械设计手册可得：轴承宽度B=19,安装尺寸damin = 52mm,选轴肩直径d5=58mm.5确定各段轴的长度I段：d仁35mm 长度取L仁75mmII 段:d2=40mm长度取 L2 = 78 m m轴承左端靠轴承盖定位初选用6209深沟10mm,由上面的设计从动齿轮齿宽III段直径d3=45mm此段安装轴

25、承，轴承右端靠套筒定位, 球轴承，其内径为 45mm宽度为19mm取轴肩挡圈长为L3=5+24+19=48mmW 段直径 d4=50mm,此段安装主动齿轮b=95mm,L 4 -95 _ 90 m mV段直径 d5=58mm.长度 L5=10mmW段直径 d6 =45mm，长度 L 10+20=30mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L = （ 9.5101047. 5 ）2= 154 m m6轴的强度校核按弯矩复合强度计算1）绘制轴受力简图（如图 a）齿轮所受的转矩：T=9550P/n=9550 X 10.4544/429 N m =232.5 N m作用在齿轮上的圆周力:Ft=2T/d=2

26、232 .5 3 / 90 = 5167 N221径向力：Fr=Fttan200=5167 X tan200 =1881N该轴两轴承对称，所以La77 m m2）求垂直面的支承反力11F ay - F by F r1881= 940 . 5 N22求水平面的支承反力11F az = F bzFt5167 N = 2583 . 5 N223） 由两边对称，知截面 C的弯矩也对称。截面 C在垂直面弯矩为MC1=FAy L/2=940.5 X 77 X 10-3=72.4N m截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZ L/2=2583.5 X 77 X 10-3=199N m4）绘制垂直面弯矩图（如图

27、 b）绘制水平面弯矩图（如图c）5）绘制合弯矩图（如图d）MC=（MC12+MC22）1/2=（ 72.42+1992）1/2=212N m6） 绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9550X（ P/n） =232.5N m7）绘制当量弯矩图（如图f ）截面c处最危险，如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数:=0.6，截面C处的当量弯矩：Mec=MC2+（a T）21/2=2122+（0.6 X 232.5）21/2=254N m8）校核危险截面 C的强度轴的材料选用45钢，调制处理，由表14-1查得二B =650MPa，由表14-3查得厂-1丄60MPa，则Me2540.1d 330.15

28、010Pa=20 .4 MPa:J - 60 MPa523该轴强度足够图a-f类似从动轴，此图省略。第七部分滚动轴承的选择及校核计算一、从动轴上的轴承由初选的轴承的型号为：6213,查表6-1 （课程设计手册）可知：d=65mm,外径D =120mm宽度B=23mm,基本额定动载荷C r = 57 .2kN基本额定静载荷C0r40 .0 kN极限转速6300r/min根据设计条件要求，轴承预计寿命为Lh=5X 300X16=24000hC轴承基本额定动载荷为fpPft10 6转速 n =107 r/min ft=1,（表 16 -8） f 1.（表 16-9）对于球轴承 e =3c 1.5 9

29、06C 二所以107106240001/3=7286 N = 7.286 kN，故所选轴承适用二、主动轴上的轴承由初选的轴承的型号为：6209,查表因为 5 = 57.2kN ,所以 C ： Cr6-1 （课程设计手册）可知：d=45mm,外径D =85mm宽度B=19mm基本额定动载荷Cr =31.5kN ,基本额定静载荷C0r =20.5kN极限转速9000r/min根据设计条件要求，轴承预计寿命为Lh=5 X 300 X 16=24000hLhC轴承基本额定动载荷为1/深沟球轴承只考虑径向载荷，则当量动载荷P = F= 940.5 N转速 n =429 r / minft =1,（表 1

30、6 -8）fp =1.5（表16-9）对于球轴承；=31/3C 二24000所以1.106二12015N 二 12.015kN因为5 = 57.2kN，所以eg，故所选轴承适用第八部分键联接的选择及校核计算一、根据轴径的尺寸，选择键键1,主动轴与V带轮连接的键为: 键2,主动轴与小齿轮连接的键为： 键3,从动轴与大齿轮连接的键为： 键4,从动轴与联轴器连接的键为：GB/T1096 键 10X 8X 63GB/T1096 键 14X 9X 70GB/T1096 键 20X 12X 70GB/T1096 键 16X 10X 80查课程设计（表4-1 ）、键的强度校核键 1, GB/T1096 键

31、10X 8 X 63工作长度 l = L- b=63 -10 = 53mmTP挤压强度4T4 232.5 10dhl358 53MPa=62.7 MPadhl50 9 5625二pJ所选键的强度足够 t J = 70 80MPa（轮毂材料为铸铁）GB/T1096 键 14X 9X 70 工作长度丨二 L -b = 70 T4 二 56mm挤压强度4T34 232.5 10MPa = 40 MPat J -125 150MPa（轮毂材料为钢）.匚t J 所选键的强度足够键 3, GB/T1096 键 16X 10X 70 工作长度 I = L - b = 70 - 20 =50mm挤 压 强 度

32、4TdhI48961070125085 .4 M a P29t J -125 150MPa（轮毂材料为钢）.匚p ：丨J 所选键的强度足够键 4, GB/T1096 键 16X 10X 80工作长度 I = L- b=80 -16 = 64mm挤压强度4TdhI489610551064MPa=102 MPa p = 125150MPa轮毂材料为钢）所选键的强度第九部分减速器箱体、箱盖及附件的设计计算一、减速器附件的选择通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M12X 1.5油面指示器：选用游标尺M12起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞：选用外六角油塞及垫片M12X 1.5根据机

33、械设计基础课程设计表 11-1选择适当型号：起盖螺钉型号：GB/T5782-2000 M12 X 45,材料5.8高速轴轴承盖上的螺钉：GB5784 86 M8X 25,材料5.8低速轴轴承盖上的螺钉：GB5782-2000 M8X 25,材料5.8螺栓：GB578A 2000 M16 X 120，材料 5.8二、箱体的主要尺寸6.625 mm（1）箱 座 壁 厚：=0.025a+1=0.025 X225+ 仁 取 =10mms(2) 箱盖壁厚：1 =0.02a+仁0.02 X 225+ 仁 5.5mm取 1 =10mm 箱盖凸缘厚度：b1=1.51 =1.5 X 10=15mm（4）箱座凸缘厚度：b=1.5 =1.5 X 10=15mm箱座底凸缘厚度：b2=2.5=2.5 X 10=25mm 地脚螺钉直径：df =0.036a+12=0.036 X 225+12=20.1mm 取 df =20mm地脚螺钉数目：n=4 (因为a250)(8)轴承旁连接螺栓直径：d仁0.75df =0.75 X 20= 15mm取 d1= 16mm盖与座连接螺栓直径：d2=(0.5-0.6)df =1012mm取 d2= 12mm(10) 连接螺栓 d2的间距：L=150200mm(11) 轴承端盖螺钉直径：d3=(0.4-0.5)df=810mnM d3= 8mm(12) 检查孔盖螺钉直径：