单级(一级)斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书题号14

1、; 单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书 目 录1. 电动机的选择计算. .22. 传动装置的运动和动力参数计算. . . .33. 传动零件的设计计算. .44. 齿轮的设计计算. . . .75. 轴的设计计算.106. 减速器高速轴的校核.137. 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.158. 高速键联接的选择和验算.169. 减速箱箱体的设计.1710. 润滑与密封.19 一、电动机的选择计算如图2-1所示的带式运输机的传动系统中传送带卷筒转速130r/min，减速器输出轴功率5.5KW。该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻微振动，卷筒转速允许误差为±5%，使用期限1

2、0年。试选择电动机。图2-11.选择电动机系列按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,电压为380V,Y系列。 2.选择电动机功率传动装置的总效率： V带传动的效率 带=0.96闭式齿轮的传动效率 齿轮=0.97一对滚动轴承的效率 轴承=0.99传动总效率=0.96×0.97×0.992=0.9127；所需电动机功率 =6.6026KW 可选用Y系列三相异步电动机Y160M-6型，额定功率P0 =7.5kw,满足P0 > Pr。3.选取电动机的转速卷筒转速 =130r/min 根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为3.5KW，同步转速为1000r/m

3、in型号的电动机。电动机数据及传动比电机型号额定功率/KW同步转速/（r/min）满载转速/(r/min)总传动比Y160M-67.510009707.6二、传动装置的运动及动力参数计算1、分配传动比电动机的满载转数n0=970r/min 总传动比 i总 = n0/nw = 970/130=7.46 取i带 =2，则减速器的传动比 i齿轮= i总/i带=7.46/2=3.732、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴Pr=7.5kw nw=970r/min Tr =9550×Pr/nw=95507.5/970=59.27N·m 轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带 =2

4、，带传动效率带=0.96， P1= P0·01= P0·带 =7.5×0.96=5.78kwn1= n0/i 01=970/2=485r/minT1=9550×P1/n1=9550×5.78/485=113.81轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为轴承=0.99 闭式齿轮传动的效率为齿轮=0.97则12=0.990.97=0.96P=P·12=5.78×0.96=5.55kwn=n/i=485/3.73=130.03r/minT=9550×P/n=9550×5.55/130.03=407.62

5、各轴运动及动力参数轴功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率电动机7.597059.27V带传动20.96高速轴5.78480113.81闭式齿轮传动3.730.97低速轴5.55130.08407.62三、传动零件的设计计算1、V带传动的设计算(1)确定设计功率PC , 载荷有轻度冲击， 2班制， =1.2PC=×P=7.22kw(2)选取V带的型号 根据PC和n0，因工作点处于B型区，故选B型带。 (3)确定带轮基准直径、选择小带轮直径确定=125mm验算带速VV=6.35m/s在5m/s25m/s之间，故合乎要求。确定从动轮基准直径(书P211)=(1-

6、)=2×125(1-0.02)=245mm取从动轮基准直径为=250mm (4)确定中心距a和带的基准长度Ld初定中心a（书P220）取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a0=400mm确定带的计算基准长度Ld按式 L=2a+( +)+=1388.83mm取标准Ld =1400确定实际中心距=+=400+=405.59(5)验算包角180°-×57.3°=180°-×57.3°=162.34°1200 符合要求(6)确定带根数z根据电机的转速n=970和小带轮直径125mm，查得 P=1.6

7、7kw ， P=0.30 (i=2)，K=0.95，K=0.90 Z=4.29根取Z=5根（7）、计算作用于轴上的载荷F单根V带的初拉力：F0=500(-1)+q=500=192.37N式中q查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=1900.90N（8） 带轮结构设计<300mm 用实心式e=190.4m f=11.5mm 取f=12mm轮宽L=（1.52）P=6384mm，取L=90mm。轮缘宽B=(z-1)e+2f=（5-1）×19+2×12=100mm总宽L+B=190mm>300mm 用孔板式轮缘与小轮相同，轮毂与轴同时设计。四、齿轮的设计计算：1.选择齿

8、轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理， 小齿轮45钢调质,硬度210220HB，取220HBS； 大齿轮45钢正火,硬度170210HB，取200HBS。计算循环次数NN=60nj=604851(1036516)=1.27×10N=3.4210取载荷系数S=1.1由图11-1（书166页）查得 =500Mpa ， =460MPa计算许用接触应力= =454.55Mpa= =418.18Mpa取=420MPa2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距 TT=9.5510=9.5510=1.14×10Nm取得K=1.4，得=1，a =133.66mm取中

9、心距a=140mm 取小轮齿数=20则大齿轮数=75所以=75/20=3.75计算得到=（3.75-3.72）/3.72=0.8%在正负5%之间，故合理。模数m=2.87mm,取m=3mma=142.5mm齿宽b=60mm分度圆直径：=m=60mm=m=225mm圆周速度v=3.1460485/601000=1.52m/s应选用9级精度。3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11-3得k=1.25由图11-2（b）按9级精度和vZ/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.024 校核齿根弯曲疲劳强度=360MPa=240MPa=48.27MPa<=360 M

10、pa，安全=42.76MPa=240Mpa，安全5.齿轮主要参数及几何尺寸计算=21 =114 m=6.5mm u=5.428 d1=136.5mm d2=741mma =438.75mm ha ha* hf c*五、 轴的设计计算1减速器高速轴的设计计算高速轴传递的功率P=5.78KW，转速n=485r/min，分度圆直径d=60mm，齿宽b=60，转矩T=113.81N·m,轴的材料为45号钢，调质处理。C=120，dC=27.41mm 因键槽要扩大3%5%d=27.41×（1.031.05）=28.2328.78mm，取d=28.5mm；带轮轮毂宽度（1.52.0）d

11、=42.7557mm，取50mm；略小于毂孔=48mm轴肩高h=（0.070.1）d=1.9952.85mm轴颈= d+2h=32.4934.2mm，取=35mm用球轴承6008内径d=40mm，外径D=68mm，宽度B=15mm，=46mm，=62mm则=40mm。挡油环 =2mm，=14mm则=B+=31mm=40mm，=31mm0.025×+3=7.16mm，取=8mm上箱壁厚0.98=7.2mm，取=8mm=166.25mm300mm轴承旁螺栓直径M12，=20mm，=16mm箱体凸缘连接螺栓直径M10，地脚螺栓主直径M16，轴承盖连接螺栓直径M8取M8×25，端盖

12、厚e=1.2×=1.2×8=9.6mm，取e=10mm。轴承座宽度为L=+（58）=4952mm，取L=50mm。调整垫片的厚度t=2mm；K=28mm则=L+e+K+t-B=61mm=50mm，=10mm，=-=8mm=65mm；=2+=85mm；a=B/2=7.5mm=50/2+a=93.5mm，=+/2-a=64mm键选8×7×28L=+=221mm2. 低速轴的设计计算=5.55KW，=130.03r/min，=407.62N·m，=225mm，=60mm。轴的材料为45号钢，调质处理。取C=110dC=38.44mm增大3%5%，d=

13、38.44（1.031.05）=39.5940.36mm取=40mm=1.5，T=611.43N·m，轴段略小于毂孔的长度=82mm轴肩h=（0.070.1）=2.84mm=+2h=45.648mm，取=45mm选取深沟球轴承6010 d=50mm D=80mm B=16mm =56mm =74mm则=50mm=55mm =60mm =58mm，K=13mm= L+e+K+t-B=45mmh=（0.070.1）=3.855.5mm取h=5mm，则=65mm=+=12.5mm=2.5mm；=-=10mm=B+=32.5mm=32mm =-+B=44.5mm=44mmL=+=271mm（

14、4）设计轴的结构六、减速器高速轴的校核1.对轴进行分析，作当量弯矩图。（1）计算作用于齿轮轴上的作用力转矩圆周力=径向力=轴向力=（2）.求支座反力. a.铅直面内的支座反力 b.水平面内的支座反力 据，得3596-1731=1865N（3）.作弯矩图a.铅直面内弯矩M图在C点 b.水平面内弯矩M图在C点左边 在C点右边 c.作合成弯矩图在C点左边 在C点右边 （4）.作转矩图 T=270994Nmm（5）.作当量弯矩图 该轴单向工作转矩按脉动循环考虑 取=0.6 当量弯矩 = 在C点左边 在C点右边 在D点 （6）.按当量弯矩计算轴的直径 由图看出C点的当量弯矩最大。D点轴的断面尺寸较小。所

15、以该轴的危险断面是C点和D点。由45钢（调制处理）查表13-1（指导书218页）得=650MPa；在查表13-2查表得=60MPa。 按式（13-4）计算C点轴的直径 考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5% 该值小于原设计该点处轴的直径，安全。 D点轴的直径 考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5% 该值小于原设计该点处轴的直径，安全。七、减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算已知:6210轴承(50×90×20)。基本额定动载荷C=27KN，基本额定静载荷C0=19.8KN,e=0.21,Y=2.3.由前面计算得知:该对轴承的水平支反力分别为： 垂直支反力分别为：合成支反力

16、：=所以取=0.9, =0.9轴承承受轻度载荷冲击，支反力A处有弯矩。所以取=1.2, =1.5=()=所以取 X=1,Y=0=> 计算轴承A的寿命PA= 预期寿命满足要求八、高速轴键联接的选择和验算大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知：V带带轮材料为钢 ，轴的材料为45钢，V带与轴的配合直径为35mm，V带轮毂长为70mm，传递转矩T=114.11Nm1.选择键的材料、类型和尺寸。a.键的材料选用45钢，b.选择最常用的A型普通平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。c.键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d=35mm由标准中选定，键的长度由轮

17、毂长确定，查表得b×h=8*7,L=65mm.2.键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三个零件中较弱零件的压溃。由于带轮材料是钢，许用挤压应力由表9-7（指导书135页）查得=100MPa。键的计算长度l=L-b=65-8=57mm =100Mpa安全九、减速器箱体的结构设计参照参考文献机械设计课程设计（修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992年第19页表1.5-1可计算得，箱体的结构尺寸如表8.1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计 算 公 式计算结果箱座壁厚度=（56）mm取=8mm箱盖壁厚度18=（6.460

18、8）取1=8mm机座凸缘厚度bb=1.5=1.5×8=12mmb=12mm机盖凸缘厚度b1b1=1.51=1.5×8=12mmb1=12mm箱底座凸缘厚度PP=2.5=2.5×8=20mmP=20mm地脚螺钉直径和数目Df=16mm n=4Df=16mm n=4 通气孔直径Df=20mmDf=20mm地脚沉头座直径D0D0=45mmD0=45mm底座凸缘尺寸C1min=25mm C1min=25mm C2min=23mmC2min=23mm轴承旁连接螺栓直径d1d1= 12mmd1=12mm定位销直径d =(0.70.8)9=6.37.2d =7mm箱座盖连接螺栓直径d 2 =(0.50.6)16=89.6mmd 2 =8mm大齿轮顶园与箱内壁距离=1.2×89.6mm=10mm上下箱连接螺栓通孔直径d28 （1015）mm=10mm轴承盖螺钉直径和数目n,d3n=4, d3=8mmn=4d3=8mm检查孔盖螺钉直径d4d4=（0.30.4）16=4.86.4mmd4=6mm轴承端盖外径D1D1=(55.5) × 7+62=97100.5取D1=100mm（凸缘）箱