单极圆柱齿轮减速器说明书

1、1、确定传动方案机械传动装置一般由原动机、传动装置、工作机和机架四部分组成。单级圆柱齿轮减速器由带传动和齿轮传动组成，根据各传动的特点，带传动安排在高速级，齿轮传动放在低速级。传动装置的布置如下图1所示图12、选择电动机2.1选择电动机2.1.1选择电动机类型和结构形式根据工作要求和条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机，结构形式为卧式封闭结构。2.1.2确定电动机功率工作机所需的功率按下式计算式中，,，带式输送机的效率，代入上式得电动机所需功率按下式计算式中，为电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率，根据传动特点，由表2-4差得：V带传动，一对齿轮传动，一对滚动轴承，弹性联轴器，因此总效率，即

2、确定电动机额定功率,使=4.24-5.51kW，查表取=5.5kW2.1.3确定电动机转速工作机卷筒轴的转速为取V带传动的传动比=2-4，一级齿轮减速器=3-5，传动装置的总传动比=6-20，故电动机的转速可取范围为符合此转速要求的同步转速有，两种，考虑综合因素，选择同步转速为的Y系列电动机Y132M2-6,其满载转速为电动机的参数见表1型号额定功率/KW满载转速/r min-1 额定转矩最大转矩Y132M2-65.59602.0表12.2计算传动装置的总传动比并分配各级传动比2.2.1传动装置的总传动比为2.2.2分配各级传动比 为了符合各种传动形式的工作特点和结构紧凑，必须使各级传动比都在

3、各自的合理范围内，且使各自传动件尺寸协调合理匀称，传动装置总体尺寸紧凑，重量最小，齿轮浸油深度合理 本传动装置由带传动和齿轮传动组成，因，为使减速器部分设计方便，取齿轮传动比，则带传动的传动比为2.3计算传动装置的运动参数和动力参数2.3.1各轴转速2.3.2各轴功率2.3.3各轴转矩根据以上计算列出本传动装置的各项参数如下表2参数轴号电动机轴轴轴滚筒轴转速 m/ ( rmin-1)960318.9474.1774.17功率P/KW4.244.073.913.83转矩T/Nmm42180121883503290493275传动比i3.014.31效率0.960.960.98表23传动零件的设计

4、计算本题高速级采用普通V带传动，应根据已知的减速器参数确定带的型号、根数和长度，确定带传动的中心距，初拉力及张紧装置，确定大小带轮的直径、材料、结构尺寸等内容3.1普通V带传动带传动的计算参数见下表3项目P0/kWnm/rmin-1i0I参数4.249603.01表33.1.1计算功率根据工作条件，取=1.23.1.2选择V带类型由、，因处于A、B的中间区域，可同时选择A、B两种带型计算，最后根据计算结果来分析选择3.1.3确定V带基准直径A型带轮取，取滑动率取B型带取，取滑动率取3.1.4验算带速A型带带速在5-25m/s范围内，合适B型带3.1.5确定带的基准长度和实际中心距A型带取B型带

5、取A型带计算V带基准长度查表取标准值L=1600mm计算实际中心距考虑安装、调整和补偿张紧力的需要，中心距应有一定的调节范围，调节范围为B型带查表取L=2240mm计算实际中心距: 安装、调整和补偿张紧力的需要，中心距应有一定的调节范围，调节范围为3.1.6验算小带轮包角A型带合适B型带合适3.1.7确定V带根数A型带因大于5，应取6根B型带取Z=3根计算结果见下表4Dd1/mmDd2/mmv/ms-1Ld/mma/mm1z/根A1002805.02416004941596B1404007.03422406841583表4比较两种计算结果选B型带合理3.1.8计算初拉力3.1.9计算对轴的压力

6、3.2圆柱齿轮设计已知齿轮传动的参数，见下表5齿轮相对于轴承为对称布置，单向运转、输送机的工作状况为中等冲击项目P1/KWn1/rmin-1i 参数4.07318.94.3表5由于该减速器无特殊要求，为制造方便，选用价格便宜、货源充足的优质碳素钢，采用软齿面3.2.1选择齿轮材料及确定许用应力小齿轮42SiMn调质，250-280HBW大齿轮45钢正火，170-200HBW接触疲劳极限应力小齿轮大齿轮弯曲疲劳极限应力小齿轮大齿轮安全系数，许用接触应力小齿轮大齿轮许用弯曲应力小齿轮大齿轮3.2.2按齿面接触强度设计计算，代入公式3.2.3确定齿轮的参数及计算主要尺寸确定齿数对于软齿面闭式传动，取

7、，取，合适确定模数 ，取m=3mm确定中心距初算中心距，取a=199.mm计算主要几何尺寸分度圆尺寸i齿顶圆尺寸齿宽取大齿轮齿宽，小齿轮齿宽3.2.4验算齿根的弯曲疲劳强度查教材图6-25得：复合齿系数,代入上式：、值分别小于各自许用接触应力，故安全3.2.5验算齿轮的圆周速度4、低速轴的结构设计低速轴的参数见表6项目P1/KWn1/rmin-1i 参数4.07318.94.3表64.1轴的结构设计4.1.1轴上零件的布置对于单级减速器，低速轴上安装一个一个齿轮、一个联轴器，齿轮安装在箱体的中间位置；两个轴承安装在箱体的轴承座孔内，相对于齿轮对称布置；联轴器安装在箱体的外面一侧。为保证齿轮的轴

8、向位置，还应在齿轮和轴承之间加一个套筒。4.1.2零件的装拆顺序轴上的主要零件是齿轮，齿轮的安装可以从左侧装拆，也可以从右侧装拆。为方便加工选用右侧装拆，齿轮、套筒、轴承、轴承盖、联轴器依次从轴的右端装入，左端的轴承从左端装入。4.1.3轴的结构设计为便于轴上零件的安装，把轴设计为阶梯轴，后端轴的直径大于前段轴的直径，低速轴的具体设计如下轴段安装联轴器，用键周向固定轴段高于轴段形成轴肩，用来定位联轴器轴段高于轴段，方便安装轴承轴段高于轴段，方便安装齿轮；齿轮在轴段上用键周向固定轴段高于轴段，形成轴承，用来定位齿轮轴段高于轴段形成轴肩轴段直径应和轴段直径相同，以使左右两端轴承型号一致。轴段与轴段

9、的高低没有直接影响，只是一般的轴身连接低速轴的结构如下图2所示图24.2确定各轴的尺寸4.2.1各轴段的直径因本减速器为一般常规用减速器，轴的材料五特殊要求，故选用45钢查教材表12-2: 45钢的A=118107代入设计公式考虑该轴段上有一个键槽，故应将轴径增大5%,即d=(40.1244.25)x(1+0.05)mm=42.1344.46mm轴段的直径确定为mm轴段的直径应在的基础上加上两倍的定位轴肩高度。这里取定位轴肩高度，即考虑该轴段安装密封圈，故直径应符合密封圈的标准，取轴段的直径应在的基础上增加两倍的非定位轴肩高度，但因该轴段要安装滚动轴承，在一般情况下应取同一型号，故安装滚动轴承

10、处的直径相同，即轴段上安装齿轮，为安装齿轮方便，取轴段的直径，是定位轴环的高度，取，即轴段的直径应根据所用的轴承类型及型号查轴承标准取得，查表得4.3确定联轴器的型号根据安装联轴器轴段的直径，查表选联轴器型号为TL7，联轴器安装长度L=84mm因本例题转速较低，最后确定轴承润滑方式为脂润滑，故此处按脂润滑方式确定轴的长度。取轴承距箱体内壁的距离为10mm根据轴的结构需要，各轴段的长度确定如下：轴段、之间的砂轮越程槽包含在轴段的长度之内低速轴轴承的之间距离4.4按扭转和弯曲组合进行强度校核4.4.1绘制轴的计算简图如下图3图44.4.2计算轴上的作用力从动轮的转矩齿轮分度圆直径齿轮的圆周力齿轮的

11、径向力4.4.3计算支反力及弯矩计算垂直平面内的支反力及弯矩 求支反力：对称布置，只受一个力，故求垂直平面的弯矩 I-I截面： II-II截面：计算水平平面内的支反力及弯矩a. 求支反力：对称布置，只受一个力，故b. 求水平平面的弯矩 I-I截面： II-II截面：求各截面的合成弯矩 I-I 截面： II-II截面：计算转矩确定危险截面及校核其强度按弯矩组合计算时，转矩按脉动循环变化考虑，取=0.6。按两个危险截面校核： I-I截面的应力： II-II截面的应力：查表得=55MPa。、均小于，故轴的强度满足要求5、高速轴的结构设计高速轴的设计主要是设计各轴段的直径，为设计俯视图作准备。有些轴段

12、的长度可以根据轴上的零件来确定；有些轴段的长度在确定低速轴处的箱体后，取箱体内壁为一直线就可确定 经设计，高速轴可以做成单独的轴而不是齿轮轴。为使零件定位和固定，高速轴也和低速轴一样设计为七段，各轴段直径尺寸为图56、键的选择及强度校核6.1选择键的尺寸 低速轴上的段轴和段轴两处各安装一个键，按一般使用情况选择采用A型普通平键联接，查表选取键的参数，见下表7段轴段轴表7 标记为：键1：GB/T 1096 键 14X9X80键2：GB/T 1096 键 18X11X706.2校核键的强度 轴段上安装联轴器，联轴器的材料为铸铁，载荷性质为轻微冲击，查表轴段上安装齿轮，齿轮的材料为钢，载荷性质为轻微

13、冲 校核挤压强度： 轴段：，计算应力略大于许用应力，因相差不大，可以用已确定的尺寸，不必修改 段轴： 所选键连接强度满足要求7、选择轴承及计算轴承寿命7.1轴承型号的选择高速轴选轴承类型为深沟球轴承，型号为6208低速轴选轴承类型为深沟球轴承，型号为6212 7.2轴承寿命计算高速轴:高速轴的外端安装有带轮，中间安装有齿轮，要计算轴承的寿命，就要先求出轴承支座的支反力，进一步求出轴承的当量动载荷，然后计算轴承的寿命，画出高速轴的受力图并确定支点之间的距离见图A-5，带轮安装在轴上的轮毂宽，为安装带轮处的轴径，即高速轴的第一段轴径，4560mm，取第一段轴的长度为50mm。第二段轴的长度取和低速

14、轴的第二段轴长一样的对应关系，但考虑该轴段上的轴承宽度（6208的B=18mm），故取该轴段的长为49mm，带轮中心到轴承A支点的距离。高速轴两轴承之间的支点距离为原低速轴的两只点的距离减去两轴承宽度之差，应为147mm-4mm=143mm，因对称布置，故高速轴上齿轮的受力和低速轴的力大小相等，方向相反，即：,注：高速轴上安装有带轮，带对轴的压力作用在高速轴上，对轴的支反力计算有影响，安装不同，该力对轴的支反力影响不同。在这里有三种情况： 本实例具体情况不明，故方向不确定，采用在求出齿轮受力引起的支反力后直接和该压力引起的支反力相加来确定轴承最后的受力 因齿轮相对于轴承对称布置，A、B支座的支

15、反力数值一样，故只计算一边即可。求轴承A处支反力 ： 水平平面： 垂直平面： 求合力： 考虑带的压力对轴承支反力的影响，因方向不定，以最不利因素考虑： 轴承受到的最大力为 正常使用情况，查表得：,，轴承6208的基本额定动载荷C=29.5KN，代入公式： 图6假设带对轴的压力作用如图A-5所示，和Fr作用在同一平面，求轴承A处支反力：水平平面：垂直平面：求轴承B处支反力：水平平面：垂直平面：还要一种计算方法： =-144.7N，说明原假设方向反了，应该方向向上比较轴承A处和轴承B处的受力情况，可以看出轴承A处的受力较大，轴承寿命以A处计算即可，轴承的当量动载荷P=2941.4N 正常使用情况，

16、查附录B轴承6208的基本额定功率动载荷C=29.5kN代入公式： 假设带对轴的压力和F1作用在同一平面，求轴承A处支反力：水平平面：垂直平面：低速轴：正常使用情况，查教材表13-9和13-10得：，查附录B：轴承6212的基本额定功率动载荷C=47.8KN，因齿轮相对于轴承为对称布置，轴承的受力一样，可知算一处，计算A 处，当量载荷a代入公式:从计算结果看，高速轴轴承使用时间短，按最短时间算，如果每天两班制工作，每年按250天计算，约使用四年，这只是理论计算，实际情况比较复杂，应根据使用情况，主要检查，发现损坏及时更换。低速轴轴承因转速太低，使用时间长，实际应用中会有多种因素，要注意观察，发

17、现损坏及时更换8、选择轴承润滑与密封方式轴承的润滑方式取决于浸油齿轮的圆周速度，即大齿轮的圆周速度，大齿轮的圆周速度、应选脂润滑因轴的转速不高，高速轴轴颈的圆周速度为故高速轴处选用接触式毡圈密封。低速轴轴颈的圆周速度为低速轴处也选用接触式毡圈密封 注：确定润滑方式后，就确定、段的轴长，装配图的俯视图就基本完成，至此，第一阶段设计基本结束，可以进入第二阶段的设计 9、箱体及附件的设计一般使用情况下，为制造和加工方便，采用铸造箱体，材料为铸铁。箱体结构采用剖分式，剖分面选择在轴线所在的水平面上9.1箱体的选择取中心高度H=220mm取箱体厚度9.2选择轴承端盖选用凸缘式轴承盖，根据轴承型号设计轴承

18、盖的尺寸:高速轴: ，低速轴：，根据减速器中心距a=199.5mm查表8可得减速器中心距a检查孔尺寸检查孔尺寸bLR孔径孔数4100-15050-6090-10080-90120-1401/2（b+）1/2（L+）56.5946150-25060-75110-13090-105140-160250-40075-110130-180105-140160-210表89.3确定检查孔与孔盖检查孔尺寸L=120mm，b=70mm检查孔盖尺寸：，材料Q235，厚度取6mm9.4通气孔选用表9中通气器1，选M16x1.5dDSLlaM16X1.52219.617231225表99.5油标装置选用表10中M

19、12dhabcDM1241262810642016表109.6螺塞选用表11中M16x1.5dLlaDSHM16X1.5262312319.617172表119.7定位销定位销选用圆锥销d公称56810121620min4.955.957.949.9411.9315.9319.92max56810121620a0.630.811.21.622.5l18-2622-9022-12026-16032-18040-20045-200长度尺寸系列：18,20,22,24,26,28,30,32,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80,85，90,95,100表12查表可得：销钉公称

20、直径d=8mm9.8起吊装置按中心距查表12得:箱体毛重155kg,选用吊环螺钉为M10一级圆柱齿轮减速器（a-中心距）二级圆柱齿轮减速器a/mm100150200250300a/mm100X150150X200175X250200X300250X350250X400W/Kg3285155260350W/Kg135230305490425980锥齿轮减速器（R-锥距）蜗杆减速器R/mm100150200250300a/mm100120150180210250W/Kg5060100190290W/Kg6580160330350540表13设计小结本论文主要是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了机械设计、机械制图、公差与互换性等多门课程知识，并运用Auto CAD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。通过这两个星期的课程设计，使我在众多方面得到了锻炼和培养。首先，培养了我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