单级圆柱齿轮减速器设计说明书

1、机械设计基础课程设计说明书 设计题目 带式输送机传动系统中的减速器 机电 系 专业 级 班 学生姓名 完成日期 指导教师目录 第一章绪论 第二章 课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 3.5 带的选择 第四章齿轮的设计计算（包括小齿轮和大齿轮） 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核

2、4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算（从动轴） 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 521 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构 尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3 减速器附件的选择确定 7.4 箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献 第一章 绪 论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的

3、设计计算， 在设计计算中运用到 了 机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程 知识，并运用 AUTOCAD 软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践 环节 ,也是一次全面的、 规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面 得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和 其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能 力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了 一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立

4、、全面、科 学的工程设计能力和创新能力。 （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的 能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。 （4）加强了我们对 Office 软件中 Word 功能的认识和运用 第二章 课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮 减速器及 v 带传动。 2.2 主要技术参数说明 输送带的最大有效拉力 F=1350N,输送带的工作速度 V=1.55 m/s,输送机 滚筒直径 D=250mm。 2.3 传动系统工作条件 带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷

5、较 平稳；两班制（每班工作 8 小时），要求减速器设计寿命为 8 年，大修期为 3 年，中批量生产；三相交流电源的电压为 380/220V。 2.4 传动系统方案的选择 图 1 带式输送机传动系统简图 计算及说明 结果 第二章减速器结构选择及相关性能参数计 算 -r 3.1 减速器结构 本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。 3.2 电动机选择 （一）工作机的功率 Pw Pw =FV/1000=1350X 1.55/1000=2.093kw （二）总效率总 _ 3、加 2 总=带 齿轮 联轴器 滚筒 轴承 = 0.96 0.98 0.993 0.96 0.992 =0.859 （三）选择电动机

6、，根据有求，查机械设计手册选用 丫系列 一般用途三相异步电动机 （四）选择电动机容量 电动机输出功率为：Pd Pw/总2.093/0.859 2.437（KW） 根据机械设计手册选取电动机额定功率为 Ped =3 kw （五）确定电动机转速与传动比 查机械设计手册得带传动 i带24，齿轮传动比i齿35。 总传动比i总（24） （35） 6 20，电动机转速 n满nwi总 vw 1.55 60 44a /-T-l/r / n 3 118.471(r / min) D 3.14 250 10 n满 nJ总 118.471 (6 20) 710 2369(r / min) 符合这一要求的电动机同步转

7、速有 710r/min , 960r/min，和 1420r/min 三种。考虑转速较高的所以选用 1420r/min 的。 (六)选取电动机 查机械零件设计手册 电动机选用 Y100L2-4 n 满=1420 r/min 3.3 传动比分配 工作机的转速 n=60X 1000v/ ( D =60X 1000X 1.55/(3.14 X 250) =118.471r/mi n i总 n满 /n 1420/118.471 11.986 取 i带 3 则 i齿 i总/i带 11.986/3 3.995 3.4 动力运动参数计算 (一)转速 n0 = n满=1420 (r/min ) “I = n/

8、i 带=n 满 / i 带=1420/3=473.333 (r/min ) 叫=nI /i 齿=473.333/3.995=118.481 (r/mi n ) n 111 = n 11 =118.481 (r/min ) （二） 功率 P P0 R 2.437( kw) P P0 带联轴器2.437 0.96 0.99 2.316(kw) P2 P 齿轮轴承联轴器 2316 0.98 0.99 0.99 2.225(kw) P3 F2 联轴器轴承2225 0.99 2.181(kw) （三）转矩 T电动机 选用： Y100L2-4 i带3 i 齿=3.955 T0 9550P。/ n0 955

9、0 2.437/1420 =16.39(N m) Ti To 带联轴器 i带 16.39 0.96 0.99 3 46.731(N m) T2 Ti 齿轮轴承联轴器i齿 46.731 0.98 0.99 0.99 3.995 =179.316(N m) T3 T2 联轴器轴承i齿带 179.316 0.99 0.99 1 = 175.748 (N - m) 3.5 带的选择 由机械设计手册查得带传动工作系数 KA=1.1 Pca KA?R 1.1 2.437 2.681kw n0 = n满=1420( r/min) 6.688m/s 30m/s且5m/s,所以选的普通平带即 将上述数据列表如下

10、: 轴号 功率 P/kW N /(r.min “) T/ (N - m) i 0 2.437 1420 16.39 3 0.96 1 2.316 473.333 46.731 2 2.225 118.481 179.316 3.995 0.97 3 2.181 118.481 175.748 1 0.98 计算及说明由机械设计手册查得80 d1 100，取 d 仁 90 dg v - 60 1000 结果 第四章齿轮的设计计算 4.1 齿轮材料和热处理的选择 小齿轮选用 45 号钢，调质处理，HB = 236 大齿轮选用 45 号钢，正火处理，HB = 190 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算

11、4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由机械零件设计手册查得 Hiiml 580MPa, H lim 2 380MPa ,SHIim = 1 Fliml 450MP a, F lim 2 300MP a , SF lim 1 .25 ni/n2 473.333 /118.481 3.995 .t. H lim 1 580 _ _ . 由 H1 - -580Mpa SH lim 1 H2 H2 380 380MPa SH lim 1 F1 Flim1 450 360Mpa SFlim 1 .25 F lim 2 300 F2 - - 240Mpa SF lim 1.25 3.995 （一

12、） 小齿轮的转矩T | T1 9550R/ 9550 2.316/473.333 46.731（N m） （二） 选载荷系数 K 由原动机为电动机， 工作机为带式输送机， 载何平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机 械原理与机械零件教材中表得，取 K = 1.1 （三） 计算齿数比 =3.995 （四） 选择齿宽系数 d 根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查 机械原理与机械零件教材中表得，取d =1 （五） 计算小齿轮分度圆直径d1 d 3766 / KT | （u 1） d1 766 - - 厂 V d H 2 U 计算及说明 结果 3 J - 1.1 46.731 (3.995 1) di

13、 766 J - - 1 V 1 3802 3.995 =58.485( mm) (六) 确定齿轮模数 m d1 58.485 a 1 1 1 3.995 146.066 mm 2 2 m =(0.0070.02)a = (0.0070.02) X 146.066 查机械设计手册取模数为标准值， m=2 (七) 确定齿轮的齿数 乙和z2 d1 58.485 29.242 取 Z1 - 30 m 2 Z2 Z1 3.995 30 119.85 取 Z2 = 120 (八) 实际齿数比 乙 120 4 乙 30 1 齿数比相对误差 - 0.13% 10 Me=10 119.187 =10(mm)

14、0.1 1 b V 0.1*55 考虑键槽对轴的削弱，故将 d=1.05 X 10 =10.5mm 10 Me =10 57.261 =20.653(mm) *0.1 1 b V 0.1*65 考虑键槽对轴的削弱，故将 d=1.05 X 20.653=21.686mm 22mm 则强度足够 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 考虑轴受力较小且主要是径向力， 故选用单列深沟球轴承。 由第五章轴部分计算，根据轴颈值查机械零件设计手册 选择主动轴轴承 6207 2 个(GB/T276-2003) 从动轴轴承 6209 2 个(GB/T276-2003) 寿命计算：从动轴 承 2

15、个， 深沟 球轴承 6210 主动轴 承 2 个，深沟 球轴承 6207 计算及说明 结果 (1)从动轴轴承寿命计算 从动轴两轴承受纯径向载荷 预期寿命为：8 年，两班制 L=8 X 300 X 16=38400L10h 轴承寿命合格 6.2 键的选择计算及校核 (一)从动轴键的选择与校核 (1)从动轴外伸端 d=35mm, L=80mm , 键 10*80GB/T10962003, b=16, L=80 , 挤压力 p =100120MPa, l Lb 80 10 70mmP= F r =543.881 X= 1 Y=0 从动轴轴承寿命：深沟球轴承 6209,基本额定功负荷 6.99 Cr=

16、31.5KN L = 106 10h- 60匕 ftCr ft=1 106 =3 60 118.481 3 31.5 1 1000 =273276 543.881 预期寿命为: 两班制 L=8 X 300 X 16=38400L10h 主动轴轴承寿命：深沟球轴承 6207,基本额定功负荷 Cr=25.5KN ft =1 =3 L10h = 106 60小 ftCr P 106 60 473.333 25.5 1 1000 566.956 3 =3203719.1 考虑键在轴中部安装故选 h=8,选 45 号钢，其许用 从动轴 外伸 端 键10 X 80 GB/1096 2003 _ Ft _

17、400OT2 _ 4000 179.316 _ p =,= - = -_366 p p h l hid 8 70 35 p 则强度足够，合格 (2)与齿轮联接处 d=50mm,考虑键槽在轴中部安装，故同一方位 母线上，选键 14X 50 GB/T10962003, b=14mm, L=50mm , h=9mm, 选 45 号钢，其许用挤压应力 p =100120MPa 则强度足够，合格 (二)主动轴键的选择 (1)主动轴外伸端 d=22mm, L=50mm,考虑键在轴中部安装故选 键 8*50GB/T10962003, b=6, L=50, h=6，选 45 号钢，其许用挤 压力 p =100

18、120MPa, i L b 50 6 44mm 则强度足够，合格与齿轮 联接 处 键14 F t h l =4000T2 = 4000 179.316 hid 9 36 50 =44.276 F t h i 4000T1 = 4000 46.731 hid 6 44 22 =32.184 计算及说明 结果 6.3 联轴器的选择 从动轴 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 KPI 1.3 2.225 TC =9550 =9550 X - =233.146 nil 118.481 选用 LX2 型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩 Tn =

19、560, TcTn。采用丫型轴孔，A 型键，轴孔直径 d=2 435,选 d=35, 轴孔长度 L=82 LX2 型弹性套住联轴器有关参数 型号 公称 转矩 T/(Nrm) 许用 转速 n/ (r min 1 轴孔 直径 d/mm 轴孔 长度 L/mm 外 径 D/m m 材料 轴孔 类型 键 槽 类 型 LX2 560 6300 35 82 120 HT20 0 Y 型 A 型 主动轴 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 Tc =9550 KPi =9550X 1.3 2.316 =60.746 nl 473.333 选用 LX

20、2 型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩 Tn =560, TcvTn。采用丫 型轴孔，A 型键，轴孔直径 d=2024,选 d=22,轴孔长度 L=52 选 用 LX2 型 弹性套 住联轴 器 LX2 型弹性套住联轴器有关参数计算及说明 结果 型号 公称 转矩 T/(N -rm) 许用 转速 n/ (r - min 1 轴孔 直径 d/mm 轴孔 长度 L/mm 外 径 D/m m 材料 轴孔 类型 键 槽 类 型 LX1 250 8500 22 52 160 HT20 0 Y 型 A 型 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 TC =

21、9550 竺=9550X 1.3 2.181=228.536 n 川 118.481 选用 LX2 型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩Tn =560, TcTn。采用丫 型轴孔，A 型键，轴孔直径 d=2435,选 d=35,轴孔长度 L=82 LX2 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 - min 轴孔 直径 d/mm 轴孔 长度 L/mm 外 径 D/m m 材料 轴孔 类型 键 槽 类 型 LX1 250 8500 22 52 160 HT20 0 Y 型 A 型 第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定 以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图

22、7.1 润滑的选择确定 7.1.1 润滑方式 1. 齿轮 V=1.535vv 12 m/s 应用喷油润滑，但考虑 成本及需要，选用浸油润滑 2.轴承采用润滑脂润滑 7.1.2 润滑油牌号及用量 1. 齿轮润滑选用 150 号机械油，最低最高油面距 1020mm 需油量为 1.5L 左右 2. 轴承润滑选用 2L3 型润滑脂，用油量为轴承间隙的 1/31/2 为 宜 齿轮浸油 润滑 轴承脂 润滑 计算及说明 7.2 密封形式 1箱座与箱盖凸缘接合面的密封 选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2. 观察孔和油孔等处接合面的密封 在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封 3轴承孔的密封 闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部。轴的外伸端与透盖的间 隙，由于 V3 （ m/s）,