一级直齿圆柱齿轮减速器的设计

1、17南通纺织职业技术学院毕业设计（论文） 一级直齿圆柱齿轮减速器的设计 一级减速器设计说明书 课题：一级直齿圆柱齿轮减速器的设计 学院： 班级： 姓名: 学号: 指导老师： 南通纺织职业技术学院南通纺织职业技术学院毕业设计（论文） 17目录一、设计任务书二、电动机的选择三、传动装置运动和动力参数的计算四、V带的设计五、齿轮传动设计与校核六、轴的设计与校核七、滚动轴承的选择与校核计算八、键连接的选择与校核计算九、联轴器的选择与校核计算十、润滑方式及密封件类型的选择十一、设计小节十二、参考资料二 设计任务说明书1、 减速器装配图1张；2、 主要零件工作图2张；3、 设计计算说明书原始数据：输送带的

2、工作拉力;F=1900 输送带工作速度：V=1.8 滚筒直径：D=450工作条件：连续单向运载，载荷平稳，空载起动，使用期限5年，小 批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5%传动简图:1电动机2皮带轮3圆柱齿轮减速器4联轴器5输送带二 电动机的选择 工作现场有三相交流电源，因无特殊要求，一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机为Y系列鼠笼式三相异步交流电动机，其效率高，工作可靠，结构简单，维护方便，价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。本装置的工作场合属一般情况，无特殊要求。故采用此系列电动机。 2.电动机功率选择 1选择电动机所需的功率: 工作机所需输出功率P

3、w= 故Pw= 3.42 kw 工作机实际需要的电动机输入功率Pd= 其中 查表得：为联轴器的效率为0.98 为直齿齿轮的传动效率为0.97 为V带轮的传动效率为0.96 为滚动轴承的效率为0.99 故输入功率Pd=3.76KW3.选择电动机的转速 r/min按机械设计手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围，取V带传动比，则总传动比合理范围为I总=620。故电动机转速的可选范围为(620)x76.43=到之间查表得符合这一范围的同步转速有960和1420r/min。方案电动机型号额定功率（kw）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比V带

4、传动单级减速器1Y100L1-45150014203410.8734.962Y132M-1410009604012.462.55.94根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合所以选择Y132M1-6 额定功率4kw，满载转速960，功率因素0.77 4.传动比的计算与分配 =960/86=12 所以=4 =3四传动装置的运动和动力参数的计算 1.计算各轴转速 电机轴 n=960（r/min） 主动轴nI=nm/i带=960/2=480(r/min) 输出轴nII=nI/i齿

5、=480/6=80(r/min) 滚筒转速 nll=80（r/min） 2.计算各轴的功率（KW） 主动轴PI=Pd×带=3.9×0.96=3.744KW 输出轴PII=PI×轴承×齿轮=3.744×0.99×0.97=3.6KW 3.计算各轴转矩 TI=9550pl/n1 =9550x3.74/480=74.41KN.m TII =9550pll/n2=9550x3.6/80=429KN.m5. 皮带轮的传动计算 1.皮带轮传动的设计计算 选择普通V带轮 插机械设计手册得：kA=1.2 Pd=KAP=1.2×4=4.8KW

6、 据Pd=4.8KW和n1=480r/min 查表得：选用A型V带 2.确定带轮基准直径以及中心距的确定 取d1=100 d2=3x100=300 根据 初选中心距为ao=800 3.确定皮带长度 Ld=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0 =2x800+3.14x(100+300)2+24x800=1450.5 查机械技术基础得选取相近的L=1600 4确定中心距 =800+（1600-1450)2=875 5.验算小带轮包角 1=180-57.30 ×(dd2-dd1)/a =180-57.30x200875 =165.94120 所以包角符合要求 6.计

7、算皮带轮的根数 Z= Pd/(P0+P0)KKL 查表P0=0.97 Ka=0.95 KL=1.03 =0.11 =4.80.97+0.11)x0.95x1.03=4.45所以选A型V带5根皮带轮六齿轮的设计与校核1.选择齿轮材料与热处理 所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅表1 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。 2.按齿面接触疲劳强度设计 由d1 (6712×kT1(u+1)/duH2)1/3 确定有关参数如下

8、：传动比i齿=4 取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= 4×20=80 查表齿宽系数因为是对称分布 取d=1.1 3.小齿轮的转矩T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×3.744/480=74490N.mm 4.载荷系数k : 取k=1.2 5.计算循环应力次数 许用接触应力H H= Hlim ZN/SHmin 查表： Hlim1=610Mpa Hlim2=500Mpa 接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天24h计算，由公式N=60njtn N1=60×480×5×300

9、×8=345600000 N2=N/u=345600000/4=86400000 根据机械设计手册，得 ZN1=1 ZN2=1.05 按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0 H1=Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa H2=Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa 故得： d1 (6712×kT1(u+1)/duH2)1/3 =49.04mm 模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm 查书可得，取m=2.5 6.计算齿轮主要尺寸 分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=

10、2.5×80mm=200mm 齿宽：b=dd1=1.1×50mm=55mm 取b2=55mm b1=60mm 7计算齿轮的圆周速度V V=n1d1/60×1000=3.14×480×50/60×1000=1.25 m/s 因为V6m/s，故取8级精度合适 8.计算齿轮传动的中心矩a a=(d1+d2)/2= (50+200)/2=125mm 9.验算齿轮的弯曲强度 (1)复合齿形因数YFs 查表得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (2) 许用弯曲应力 bb= bblim YN/SFmin (3)查表得弯曲疲劳极限bblim应为

11、： bblim1=490Mpa bblim2=410Mpa (4）查表得弯曲疲劳寿命系数YN： YN1=1 YN2=1 （5）弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1 （6)计算得弯曲疲劳许用应力为 bb1=bblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa bb2= bblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa (7)校核计算 bb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< bb1 bb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< bb2 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够七、轴的设计

12、与校核 1.选择轴的材料 选轴的材料为45号钢，调质处理 2.轴的最小直径取C=110或=30 计算得d37.73 所以取=40 3.轴的结构设计 根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动 轴和从动轴均设计为阶梯轴。 计算 = 因必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取=44mm； 计算 d3=d2+（15）mm=4549mm. 且必须与轴承的内径一致，圆整 =45mm，初选轴承型号为6209 计算 d4=d3+(15)mm=4650,为装配方便而加大直径，应圆整为标准直 径，一般取0，2，5，8尾数，取=50mm； 计算 d5=d4+2(0.070.1)xd4=5760

13、取=58mm； 计算 d6=d3=45 同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗 制和减少轴承类型。 从动轴长度的选取 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。大带轮轮毂靠轴肩、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，安装齿轮段长度为轮 毂宽度小2mm。 L1=60 L2=50 L3=55 L4=55 L=65 L5=1

14、0 L6=704.从动轴的校核计算按许用应力校核轴的弯曲强度轴的受力简图 （图A）（L =113mm）（1)求支持反力水平面支反力垂直面支反力 （2)作弯矩图水平弯矩（图B）垂直弯矩（图C）（3）求合成弯矩，作出合成弯矩图（图E）（4）.作扭矩图（图D）C点左 C点右 （5)作危险截面当量弯矩图（图E）该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取=0.59 (6)校核危险截面轴径 45号优质碳素钢调质处理时，查机械设计基础 C剖面的轴径 故：强度足够 5.主动轴校核计算 同理d1=c =115x0.3555=35d2=38 d3=40 d4=45 d5=50 d6=40 L1=45

15、L2=42 L3=46 L4=55 L5=10 L6=42八滚动轴承的选择与校核计算 1.从动轴的滚动轴承选择与校核 初步选择6209滚动轴承 尺寸如 表1轴承代号尺寸/mmdDB6209458519 寿命计划： 要求轴承寿命：（5年，按每年工作365天，每班工作24个小时）=43800h 计算选用轴承寿命 查机械零件设计手册 基本额定动负荷KN 动载荷系数 当量动载荷 温度系数 载荷系数 对球轴承寿命系数 Lh= = =7254134h<43800h 所以强度符合要求 2.主动轴的滚动轴承的选择与校核 根据之前设计的主动轴直径 初选6208滚动轴承 要求轴承寿命：（5年，按每年工作36

16、5天，每班工作24个小时）=43800h 计算选用轴承寿命 查机械零件设计手册 基本额定动负荷KN 动载荷系数 当量动载荷 温度系数 载荷系数 对球轴承寿命系数 Lh= = =634987h<43800h 所以强度符合要求 九、联轴器的选择 由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3=9550=9550×558.67KN.M选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=600，<。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=40，轴孔长度L=112TL8型弹性套住联轴器有关参数型号公称转矩T/(N·m)许用转速n/（r

17、3;轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料轴孔类型LT1060036004011265HT200Y型 十、键的选择与校核 1.材料选择及其许用挤压应力选择45号优质碳素钢，查机械零件设计手册 其许用挤压应力 2.主动轴外伸端，d=40考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，且联轴器轴长度=62mm，故选择12x8x100 GB/T1096型键。 b=12 h=8 L=100 静连接工作面挤压应力 =10.36MPa< 则：强度足够， 合适 3.从动轴外伸端，d=50考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，故（r/min）选择。 b=14 L=50 h=9 静连接工作面的挤压应力

18、： 则：强度足够，合适十一、润滑方式以及密封方式的选择 1.润滑方式、密封方式简要说明 （1)齿轮的速度小于5m/s查机械零件设计手册P981表3·14-26，选用浸油润滑方式并根据表3·14-27，选用150号机械油； (2)轴承采用润油脂润滑，并根据表3·14-23选用ZL-3型润油脂 2.密封件的选择 (1)轴承内部与机体内部处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部 (2)轴承外部与端用半粗羊毛毡圈加以密封 （3）箱座与箱盖凸缘结合面与观察孔、油孔之间都采用静密封方式十二、课程设计小节课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计 算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。 此次减速器的设计，是我上大学以来的第一次简单的设计。这次设计只是对减速器的基本尺寸和形状的设计的了解，并没有进行公差配合以及位置度等技术要求。通过这次减速器的设计，我体会到了在机械加工与设计中。参数选取的重要性，以及参数的合理性。每个参