(完整word版)一级斜齿圆柱齿轮减速器(机械课程设计相关)

1、计算及说明 传动方案拟定题目：设计带式输送机传动装置中的一级斜齿圆柱齿轮减速器(1) 工作条件：皮带式输送机单向运转，有轻微振动，经常满载、空载启动、二班制工作，运输带允许速度误差为5%，使用寿命十年，每年工作300天。(2) 原始数据：输送带拉力F=3.2kN;带速V=1.15m/s；滚筒直径D=400mm。整体传动示意图电动机的选择1电动机类型的选择：丫系列三相异步电动机(工作要求：连续工 作机器)，卧式封闭结构。2、选择电动机的容量Pw=3.68k W工作机的有效功率 Pw为Pw=FV=3.2X1.15=3.68kW 从电动机到工作机传送带间的总效率为n。由机械设计课程设计指导书可知:1

2、 : V带传动效率0.963打:滚动轴承效率0.98(球轴承)1r| J :齿轮传动效率0.97 （8级精度一般齿轮传动）q J :联轴器传动效率0.99（齿轮联轴器）4q 5 :卷筒传动效率 0.963由电动机到工作机的总效率n胡严3因此可知电动机的工作功率为:虽竺 kW=4.43kWB 0册式中：工作机实际所需电动机的输出功率，kW；工作机所需输入功率。kW；n 电动机至工作机之间传动装置的总功率。3、确定电动机转速Pw-GOXlDQOV工作机卷筒轴的转速 D會r/mi n=54.94r/minirDi按推荐的传动比合理范围，V带传动在（24）之间，一级圆柱齿轮传动在(36）之间，所以总传

3、动比的合理范围1=624，故电动机的转速可选范围nm=Dwi=3301319 r/min，符合这一范围的同步转速有 750 r/min和 1000 r/mi n。根据容量和转速，有机械设计手册查出有两种适用的电动机型号, 其技术参数及传动比的对比情况见下表：表1传动比方案电动额定同步转满载重量总传V带减机型功率速转速(kg)动比传速号(kWr/mi nr/mi n动器Y1325.510009608417.43.25.4M2-676Y1605.575072011913.12.55.2M2-814方 案n =0.831 =54.94r/min12i=17.47综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以

4、及带传动和减速器的传动 比，可知方案1较合适(在满足传动比范围的条件下，有利于提高齿 轮转速，便于箱体润滑设计)。因此选定电动机型号为丫132M2-6额定功率为Ped =5.5kW ，满载转速n=1000r/min 。计算总传动比及分配各级的传动比1、传动装置的总传动比为=17.47nw 54.942、分配各级传动比因i=LT L，初取L=3.2，则齿轮减速器的传动比为&竺=5.46I 1总靂 3、计算传动装置的运动参数和动力参数(1) 各轴转速I 轴 Hl 少豐=300 r/min1 豳n L=54.95 r/min11險5屈卷筒轴 11=111=55 r/min(2) 各轴功率I轴P广Pd

5、叫二忧kW 轴卷筒轴P计片叫代=392皿川H7(3) 各轴转矩I 轴 Tj 9550135,29N-m丄n 1II 轴 Ti = 9550 = 702.13N - m叫卷筒轴 Tb = 9550= 68127N-mm参数轴名电动机轴I轴n轴卷筒轴转速 n/r -96030054.9454.94功率P/kW4.434.254.043.92转矩T/Nfm44.07135.29702.13681.27传动比i3.25.461效率n0.960.950.97表2运动和动力参数四、V带设计设计参数应该满足带速5m/s V 120一般带根数Z 120，合适7、求V带根数Z 二 厲+喝）1（屯血今 n=960

6、r/min,述= 125mm查表 13-3- 1.38kW,由式13-9得传动比U命 =33查表 13-5 知：APo = 0.1 IkW由 Q产 16H 查表 13-7 得： = 0.95,查表 13-2 得：Kl = 1.095.1由此得“11 盹讪翊 y 取4根&求作用在带轮轴上压力Fq查表 13-1 得 q=0.1Kg/m ； 的单根V带的初拉力：500 叮 25,F严胡石yw（C轴上的压力：Fq - 2ZF（,sin2X4X16i9.6Xsmy 1338N五、齿轮的设计（1）择齿轮类型，材料，精度，及参数 选用闭式斜齿圆柱齿轮传动（外啮合） 选择齿轮材料；小齿轮材料都取为 45号钢，

7、调质,HBS=197-286 几晌=600MP aFE1 =450MPa；大齿轮材料取为：45号钢，正火处理 HBS=156-217PHiim2=380MPa; 2=300MP a;（表11-1）；由表 11-5： Sh =1； Sf =1.25;Zh =2.5; Zf =188.9;(表 11-4)bH 1 = bH limi / Sh =6OOMPa ;crH2=crHiim2/SH =300MPaCTF1 FE1 / Sf =360MPa02 = bFE2 / SF =240MPa按齿轮接触强度设计计算:选取齿轮为8级的精度制造,取载荷系数 Ka=1.3,（表13-3）；齿宽系数嚅=1.

8、2;（表11-6）初选螺旋角P=15o ；小齿轮齿数 乙=20;大齿轮齿数Z2 =2 5.46=110；3 I2KT1 u +1 Ze 召 T 2d1 - J(:)V *d UCTh3 I、2x135.29x1.35.5 + 1/ 2.5咒188.9天 cos15x 0.98Xx(V 1.25.51.230079.33 mmm = d = 79003 =3.83 取 mn=4；Z120中心距螺旋角:mn(乙 +z2)a = 俺 270 mm；2cos15Rmn(Z1+Z2)4.X130 “LC,OP = arccos=arccos=15.64 ;2a2270分度圆直径：4 =卫咚=83.076

9、 mm； d2=i齿 d1 =456.918 mm； cos P齿宽 b = %d1 =1.2x79.33=99.6 mm；b, =105mm；b2 =100mm；验算齿面弯曲强度:齿形系数 YFa1 =2.82； YSa1 =1.57； YFa2=2.2； Ysa2=1.84；(表 11-8; 11-9)b = 2KTiYFaiYsai = 2d.3M32.58c2.82d.57 =48M pa.F1bmZi 2 -，100x4 x20_十YFa2 YSa2YFal Ysal=48沢彳2842.81.57 =37-86M Pa；bF1 VbFi；62升2；故安全;齿轮的圆周速度:Tidini

10、兀咒 83x300V；）= =1.3m/s60x100060000名称代号结果小齿轮大齿轮法面模数mn4螺旋角P15.64中心距a270 mm传动比i齿5.5法面压力角Otn20齿顶高ha4齿根高hf5全齿高h9顶隙c1.125齿数Z20110分度圆直径d83.076456.918齿顶圆直径d a91.076464.918齿根圆直径df73.076446.918齿轮宽b105100齿轮传动的几何尺寸，制表如下：（详细见零件图）名称符号结果公式机座壁厚68mm0.025a+1 工8机盖壁厚8mm0.02a+1 兰 8六、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计。机座凸缘壁厚度b12mm1.56机盖凸缘厚

11、度bl12mm1.5 51机座底凸缘壁厚b220mm2.5 6地脚螺钉直径df24mm0.036a+12地角螺钉数n6a250-500 时；n=6轴承旁连接螺栓直径d116 mm0.75 df机盖与机座连接螺栓直径d212 mm(0.5-0.6) df轴承端盖螺钉直径d310 mm(0.4-0.5) df窥视孔螺钉直径d48 mm(0.3-0.4) df定位销直径d10 mm(0.7-0.8) d2df d1 d2至外机壁距离c见卜表df d2至凸缘边缘距离C2见卜表轴承旁凸台半径R1Q外机壁纸轴承作端面距离1140 mmC1 + C2 + (8-12)大齿轮顶圆与内机壁距离12 mm1.26

12、齿轮端面与内机壁距离10 mm5机盖机座肋厚m1, m7/7 mmmi =0.856im =0.856轴承端盖外径D2140/165 mm轴承端盖凸缘厚度t12 mm(1-1.2) d3表 Ci ,c2 值(mm)螺栓直径M8M10M12M16M20M24M30C min13161822263440C2 min11141620242834七：轴的设计1.高速轴的设计。(1)选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS=197-286(2)初步估算轴的最小直径根据各段 装配的零 件及定位 需要得出 轴径和长 度L| =110,R1=50Rj=58La =59 ,焉=65Ls =7，5=70Lfi =

13、42.5，3._I p据教材公式，d c计n,查表 14-2 得 c=110; P =3.952kw; n, =253.70 r/min ；d c jPL=28mm ； 28 咒(1+5%) =26.6 取 dmin =30mm ； Vn,2.轴的结构设计:考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径dmin=30mm;min齿轮轮毂直径：眼=启=（52.5-70）mm取d毂=55mm；根据密圭寸件的尺寸，选取装轴承处的轴径为 d承=45mm；型号孔 径外 径宽B动载KN静载KN油r/mi n脂r/min7209AC45mm85 mm19 mm36.827.290006700查机械设计手册第三

14、版 P949;选取轴承:两轴承支点间的距离:Li+2 心 1 +24 +B式中：Bi小齿轮齿宽,i箱体内壁与小齿轮端面的间隙,箱体内壁与轴承端面的距离,轴承宽度,得到：L1=168mm带轮对称线到轴承支点的距离:L2号小严+节；式中：12轴承盖的凸缘厚度,(I2 =6 +g +C2 +5+t -亠-B=27)I3螺栓头端面至带轮端面的距离，15mm轴承盖M10螺栓头的高度，查得k=6;B3带轮宽度;5 =B3 =2f +3e=2x9+3咒15 =63 （查表 13-10 得 f ,e 的值）；求得：L2=88mm2.按弯扭合成应力校核轴的强度。(1) 计算作用在轴上的力小齿轮受力分析圆周力：F

15、t1 =更=2x 135.29 x103/83=3257 N d1径向力：FFtgdncos P=3257xta n207cos15.64J1231 N轴向力：Fa1 =Ft1ta nP =3257xta n 15.64 =911.8 N(2) 计算支反力水平面：F1HF2H=卩廿/2 = 3257/2 =1628.5 NFr1垂直面：F2VL1 +F d 十 Fa12L12=840.9 NF1V =Fr1 -F2V =1231-840.9=390N(3) 求F在支点产生的反力:F J= J=35 mm 女全;V0.1b4bV 0.1X60Me3.低速轴的设计。选择轴的材料：选取45号钢，调质

16、，197-286初步估算轴的最小直径、3 I P据教材公式，d曲J查表 14-2 得 c=110; P” =3.96 kw; n, =54.95 r/min3貞d 况 J=45.8;45.8% 1.05=48.06 mm 取 dm in =50 mm；1 nil2.轴的结构设计:考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装联轴器处轴径:d min =50 mm ；齿轮轮毂直径：d毂=為=（52.5-70）mm取d毂=65mm；根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为 d承=60mm；查机械设计手册第三版 P949;选取轴承:型号孔径外径宽B动载KN静载KN油r/mi n脂r/mi n7212AC60mm1

17、10mm22mm38.528.590006700两轴承支点间的距离:Li = Bi +2街 +2心 2 + B式中:Bi小齿轮齿宽,i箱体内壁与小齿轮端面的间隙,箱体内壁与轴承端面的距离,轴承宽度,得到：1=166 mm带轮对称线到轴承支点的距离:L2 =旦 +l2 +3 +k +邑；2 2式中：l2轴承盖的凸缘厚度,(12=6 +q+c2+5 + t-A2-B=27)l3螺栓头端面至带轮端面的距离，15mmB3轴承盖M10螺栓头的高度，查得k=6；联轴器宽度;B3 =2f +3e=2X9+3xi5 =63 (查表 13-10 得 f ,e 的值)；求得：L2 =112 mm3.按弯扭合成应力

18、校核轴的强度。(1)计算作用在轴上的力小齿轮受力分析圆周力：Ft2谱必 702.13-3/456.918=3073N径向力：Fr2Ft2 tanscos P=3073xta n207cos15.64=1161N轴向力：Fa2Ft2 tan p = 3073 X tan 15.64 =860.3N(3)计算支反力水平面：F1H= Ft2 /2 =3073/2 =1516.5 NFr2垂直面：F2Vb_F 2 g=2 = 590.1NL1a2Fiv =Fr2-F2v =1516.5+590.1=1750.6 N求垂直面的弯矩：M 2V = F2V1 =49.48N m2M1v =F1vS =147

19、 N m2求水平弯矩:M1h=M 2H =F1h手129 N m求轴传递的扭矩:T = Ft2 = 702 N m2(8)求合弯矩:= Vm1a +m2h =191.2 N m1、求危险截面的弯矩当量:=Jm 2 +(GT)2 =465 N m（10）计算危险截面处轴的直径：3 3d （ M e =465=43 mm 安全;V0.1 Jb V0.1X60八：轴承校核计算Me1、高速轴承的校核寿命为48000小时，校核初选的7209AC轴承两轴承径向力:片1 = JfiJ + F1/ = 390 + 1628.5= = 1674.5F 说=+ Ft J = 840,9= + 1628.52 =

20、1932.8轴向力：Fg = 911.8N查机械设计基础表16-11可知：e=0.68Fji = e X 卩= 0.68 X 167415=1138.4Fg2 e X 1F|，2 0168 X 1832.8=1246.3由于F+FF盈，所以2为压紧端计算轴承的当量动载荷:由沖器刃68 = e；查表16-11可知:丄 1674.5!广m广1；所以 Rl-XX F 社 + Y,X F二 1138JNKt 20552.-由叮3 ；查表16-11可知:Xj, = 0.41, 3= 0.87;所以& -X；, XF + YXFn -2535N计算所需的径向基本额定动载荷 :因为P1 ?2故以轴承2的径向

21、当量动载荷E为计算依据。因受中等冲击查表16-9得fp = 15;工作温度正常，查表16-8得L二lo4 =響（益耳）7 =半叫（譽X颂（H）F = 36.2kN e ；查表16-11可知:Fj2 1&46所以片=Xt X Fj，2 + 丫2 冥 = 2801N计算所需的径向基本额定动载荷故以轴承2的径向当量动载荷E为计算依据。因受中等冲击查表16-9得fp二15;工作温度正常，查表16-8得Q二1。C严晋(器时d警X(1X 48000?-22.7kN58.2kN因此合适九、键的设计由于齿轮和轴材料均为钢，故取(T P=120Mpa1、输入轴与大带轮轮毂联接采用平键联接轴径 d=30mm,L=

22、60mm，T=135.29N|m查机械设计基础课本 P156得，选用圆头普通A型平键，得:b=8mm ，h=7mm ，键长范围 L=18 他Omm 。键长取L=50 mm 。键的工作长度l=L b=42mm 。强度校核：由P158式10-26 得T P=4T/dhl=61Mpavt P=120Mpa所选键为：普通A型8X7平键2、输入轴与齿轮联接采用平键联接轴径 d=55mm,L=105mm，T=135.29N fm查课本P156得，选用圆头普通A型平键，得：b=16mm ，h=10mm ，键长范围L=45180mm 。键长取L=90mm 。键的工作长度l=L b=74mm 。强度校核：由P1

23、58式10-26 得T p=4T/dhl=109 Mpat P=120Mpa所选键为：普通A型16X10平键3、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径 d=65mm,L=100mm查课本P156得，选用圆头普通A型平键，得：b=20mm , h=12mm ，键长范围L=56220mm 。键长取L=90 mm 。键的工作长度l=L b=70mm 。强度校核：由P158式10-26 得(T p=4T/dhl=32 Mpa(T P=120Mpa所选键为：普通A型20X12平键4、输出轴与联轴器联接用平键联接轴径 d=50mm,L=110mm查课本P156得,选用圆头普通 A型平键，得:b=14mm ,h=

24、9mm , 键长范围L=36160mm。键长取L=90mm 。键的工作长度l=L b=76mm强度校核：由P158式10-26 得T p=4T/dhl=15.8 Mpa(T P=120Mpa所选键为：普通A型14X9平键十、联轴器的选择根据低速轴最小端轴颈选择LZ4型弹性柱销齿式联轴器公称转矩许用转速型号Tn/N - mnr/min轴孔直径d1,d2,dz轴孔长度DBS质量KgL、L12.LZ11125000LZ22505000LZ36304500LZ418004200联轴器的校核12-2416-3225-4240-6027-5230-8276 421.752.90 503.0544-1121

25、18 70384-142158 904T =KT = 15X 9.55 X10X = 1032IN - m 1800N - m cS4.9S54.95r/min= 4200r/mm合适1一、润滑与密封1、润滑方式齿轮的润滑兀 X 83 X 300u =_：Jd2ni_ =rr_=1.3m/s60 咒 100060000由于速度低于2m/s，轴承采用脂润滑ZI-1GB7324-19947.315.3，闭式齿轮采用工业闭式齿轮油 L-CKC150GB5903-1995, 浸油深度以 从动轮一个齿高为宜。2、密封方式(1)箱座与箱盖凸缘的密封选用接合面涂密封胶703(2)观察孔、注油孔等处密封选用石

26、棉橡胶纸(3)轴承盖密封高速轴:透盖 B 35 54 GB/T 13871-1992盲盖 0 87.5X2.65-A-N-GB/T34521-2005低速轴: 透盖 B42 62 GB/T 13871-1992盲盖 O128-3.55-A-N-GB/T34521-2005 (4)其他处密封轴承靠近机体内壁处用挡油板密封，防止润滑油进入轴承内部。十二、附件设计A视孔盖和窥视孔：在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够 的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔 与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封， 盖板用铸铁制成，用M8紧固。B油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧， 以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块， 由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不 能太低，以防油进入油尺座孔而溢出。D通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在 机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡。E位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘 的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度。十三、设计小结这次关于带式运输机上的单级展开式圆柱齿轮减速器的课程设 计是我们