斜齿圆柱齿轮单级减速器设计说明

1、斜齿圆柱齿轮单级减速器目录一、设计任务书3二、传动方案说明4三、电动机选择4四、传动装置的运动和动力参数计算5五、传动零件的设计计算6 六、轴的设计计算11七、滚动轴承的选择与寿命校核计算18八、键连接的选择与校核计算21九、联轴器的选择22十、减速器箱体与附件23十一、润滑与密封选择24十二、设计小结24十三、参考文献24一、机械毕业设计说明书设计题目：斜齿圆柱齿轮单级减速器设计带式运输机的传动装置，双班制工作，单向运转，有轻微振动。设计容：（1） 减速器装配图一；（2） 从动齿轮、从动轴零件图各一；（3） 设计说明书一份。已知运输带输送拉力F=2kN，带速V=1.2m/s，传动滚筒直径D=

2、500mm，预定使用寿命10年。图1 带式输送机的传动装置简图1. 带传动；2.电动机；3.减速器；4.联轴器；5.卷筒；6.传送带设 计 计 算 与 说 明结 果二、传动方案的分析经过分析，确定了传送带的转向，并确定了斜齿圆柱齿轮的旋向，如图一所示。三、电动机选择1.电动机类型选择根据电源与工作机工作条件，选用卧式封闭型Y（IP444）系列三相交流异步电动机。2.电动机功率的选择1）工作机所需功率由本书P7式（2-2） 2）电动机的输出功率Pd 由表2-4查得：V带传动 滚动轴承3对（减速箱2+卷筒1对）圆柱齿轮 弹性联轴器 总效率：则查表20-1， 选用额定功率的电动机。3.电动机转速的选

3、择查表2-1得V带传动比围i1=2-4，单级圆柱齿轮传动比围i2=3-6，则电动机转速可选围为：考虑传动比不宜过大，电动机质量不宜过大，选用同步转速为750r/min的电动机。4.电动机型号的确定由表20-1确定电动机型号为Y132M-8。额定功率：满载转速：nm=710 r/min电动机质量：79 kg四、计算传动装置的运动和动力参数1、总传动比：2、分配各级传动比：因i= i1 * i2，根据有关资料，V带传动取i=2-4合理，这里取i1 =3，i2=15.49/3 = 5.16。3.运动参数与动力参数计算 1)、各轴转速（r/min） 0轴 n0=nm=710 r/min轴 nI= n0

4、/ i1 = 236.67 r/min 轴 n= nI/ i2= nw = 45.84 r/min2)、计算各轴的输入功率（kW） 电动机的输出功率PO=2.73kW 轴轴3)、计算各轴转矩（N·mm） 0轴轴 轴将运动和动力参数计算结果整理后列于下表：表1 运动和动力参数表参数0轴轴轴转速n/rmin-1710 236.6745.84功率P/kW2.732.592.49转矩T/Nm36.72104.51518.75五、传动零件的设计计算1、设计V带传动1)确定计算功率工作情况系数查文献2表13-8知：=1.2。2)选择带型号根据Pc =3.28kW，n0710r/min，查文献2图

5、13-15，初步选用普通A型带。3)选取带轮基准直径查文献2表13-9选取小带轮基准直径=160mm，则大带轮基准直径=3*(1-0.02)=470.4mm。式中，为带的滑动率，通常取（1%2%），查表后取。大带轮转速r/min4)验算带速v在525m/s围，V带充分发挥。5)V带基准长度和中心距初选中心距=1.5(d0+dI)=952.5mm由文献2中式（13-2）带长由文献2中表13-2定相近的基准长度Ld=3150mm，再由式（13-16）计算实际中心距6）验算包角，由式（13-1）得，合适7)确定V带根数z由式（13-15）得n0 = 710 r/min，查表13-3得P0=1.69k

6、W查表13-5，P0=0.09kW，查表13-7包角系数=0.96，查表13-2带长度系数=1.13，查表由公式得故选2根V带。8)求作用在带轮轴上的压力FQ查表13-1得q=0.1kg/m，故可由式（13-17）得单根V带的初拉力轴上载荷：9)带轮的结构与其尺寸由文献1表9-1 大带轮的结构形式为椭圆轮辐式（E），轮槽槽型A型根据轮槽数2，带轮基准直径475mm，查得轮毂长度l=60mm，在系列选得孔径32mm，查得轮缘宽度35mm，FQ作用点距离轴肩17.5mm。2、齿轮传动的设计计算 1)选择齿轮材料与精度等级 根据工作要求，考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮：45钢，表

7、面淬火，齿面硬度40-50HRC，；大齿轮：45钢，表面淬火，齿面硬度40-50HRC，。（文献2表11-1）查文献2表11-5，得=1，=1.25。查文献2表11-5，得=2.5，=189.8。故：由于硬度小于350HBS，属软齿面，所以按接触强度设计，再验算弯曲强度。2）按齿面接触强度计算设齿轮按8级精度制造。查文献1表12.10，12.13，取载荷系数K=1.2（表11-3），齿宽系数=0.8（表11-6）。初选螺旋角=15°齿数z1=25，则z2=25 * i2 = 25 * 5.16=129实际传动比齿形系数，查图11-8得YFa1=2.65，YFa2=2.22。查图11-

8、9得YSa1=1.61，YSa2=1.83。应对小齿轮进行弯曲强度计算法向模数：由表4-1取mn=2mm。中心距取确定螺旋角齿轮分度圆直径齿宽取，3)验算齿面接触强度安全。 4)齿轮圆周速度对照表11-2，选9级精度即可。5)大齿轮尺寸设计 根据文献1P66 表9-2，采用腹板式齿轮，批量较小，故用自由锻（图在文献1P66）。取孔径d=62mm，d1=1.6d=99.2mm，圆整为100l=1.21.5d=74.493mmb，取l=76mm，取暂取10mm，圆整为244mm。故，在810mm围合适。，D0=0.5（D1+d1）=0.5*(244+100)=172mmC=0.3b=12.6mm，

9、圆整为13mm。r=5，n=0.5mn=1，键选用：键18x56 GB1096-79归纳如下表所示：法向模数mn2齿数z2129齿形角20°螺旋角15°4426”螺旋方向右旋精度等级9HK（GB10095-88）齿轮中心距与其极限偏差a±fa160±0.050配对齿轮齿数25分度圆直径268.052齿顶圆直径da272.052齿根圆直径df263.052轮缘厚度9.526轮缘径D1244轮毂外径d1100腹板孔中心线直径D172腹板孔直径d036轮齿倒角n1腹板圆角r5腹板厚度c13六、轴的设计计算1.轴系部件尺寸设计为方便轴的设计，先设计轴承盖、联轴器

10、的尺寸，再据此设计轴的尺寸。1)轴承盖（根据文献1P77表9-9） I轴： I轴选用30208圆锥滚子轴承，外径D=80mm，螺钉直径d3=8mm，螺钉数：4,d0=d3+1=9mm,D0=D+2.5d3=100mm,D2= D0+2.5d3=120mm,e=1.2d3=9.6mm,e1e,取e1=16mm,m取37mm，D4=D-12mm=68mm,D5=D0-3d3=76mm,D6=D-4mm=76mm.两轴承盖尺寸一样，但有一轴承盖为透盖，由文献1P158表16-9： d0=38mm， D1=51mm, d1=39mm， b1=4mm， b2=5.5mm。II轴： II轴选用7212角接

11、触球轴承，外径D=110mm，螺钉直径d3=10mm，螺钉数：6,d0=d3+1=11mm,D0=D+2.5d3=135mm,D2= D0+2.5d3=160mm,e=1.2d3=12mm,e1e,取e1=18mm,m取35mm，可令箱体轴承孔凸台端面平齐。D4=D-12mm=96mm,D5=D0-3d3=105mm,D6=D-4mm=108mm.两轴承盖尺寸一样，但有一轴承盖为透盖，由文献1P158表16-9： d0=55mm， D1=72mm, d1=56mm， b1=5mm， b2=7.1mm。2.轴的尺寸设计选用脂润滑，轴承端面与箱体壁距离为12mmI轴：（齿轮轴）材料：45号钢，轮齿

12、部分表面淬火。由文献2P245表14-2取C=110，估算最小直径，由文献1P148表15-6，初选一对30208圆锥滚子轴承，d=40mm，D=80mm，B=18mm，T=19.75mm，挡油盘x2：挡油盘到轮齿端面：23mm，d=46mm，由比齿根圆略小取得。齿宽：50mm齿端面到另一挡油盘：23mm（根据对称性设计）与轴承配合段：18mm，与轴承盖配合段长度：d”=38mm（根据文献1P158表16-9选得），长度67mm（超出轴承盖20mm左右）带轮轮毂长度为60mm，考虑用轴端挡圈，要比轮毂长度短1mm总长度l=18+14+23+50+23+14+18+67+59=286mm，如下图

13、所示：II轴：（齿轮轴）材料：45号钢。由文献2P245表14-2取C=110，估算最小直径，由文献1P148表15-6，初选一对7212AC角接触球轴承，d=60mm，D=110mm，B=22mm 挡油盘：定位轴肩左端长度：22（轴承）+14（挡油盘）=36mm定位轴肩：直径72mm，长10mm（根据轴承圈查表后设计）与齿轮孔配合部分长度：76（轮毂）-2=74mm，d=62mm，与挡油盘、轴承配合段长度：22+24+2=48mm，d=60mm，与轴承盖配合段长度：d”=55mm（根据文献1P158表16-9选得），长度67mm（超出轴承盖20mm）与联轴器配合段长度l=112mm（根据文献

14、1P160表17-1）总长度l=22+14+10+74+48+67+112=347mm，如下图所示：3.轴的强度校核I轴：，圆周力：径向力：轴向力： 轴承30208，查文献1P149表15-7并根据轴各段长度算得受力位置尺寸1)垂直面支承反力2)水平面支承反力3)在支点产生反力4)垂直弯矩5)水平弯矩 6)产生的弯矩各弯矩图如下：在a处为危险截面考虑最坏情况8)该轴的转矩9)求危险截面的当量弯矩根据文献2P246，该机器单项运转，对不变的转矩，取10)计算危险截面处的直径轴的材料选用45号钢，调质处理，由表14-1查得，由表14-3查得，所以安全。轴：，圆周力：径向力：轴向力： 轴承7012A

15、C，查文献1P148表15-6并根据轴各段长度算得受力位置尺寸1)垂直面支承反力2)水平面支承反力3)F在支点产生反力4)垂直弯矩5)水平弯矩 6)产生的弯矩各弯矩图如下：在a处为危险截面考虑最坏情况8)该轴的转矩转矩图：（比例为上面弯矩的1/4）9)求危险截面的当量弯矩根据文献2P246，该机器单项运转，对不变的转矩，取10)计算危险截面处的直径轴的材料选用45号钢，调质处理，由表14-1查得，由表14-3查得，所以安全。七、滚动轴承的选择与寿命校核计算I轴：转速选用圆锥滚子轴承30208查表16-11得：e=1.5tan=0.375考虑最坏情况：查表16-12得轴承部轴向力：因为，所以2为

16、压紧端，1为放松端。计算当量动载荷：查表16-11可得X1=1，Y1=0，X2=0.4，Y2=0.4cot=1.6，当量动载荷：因为，所以 。根据文献2P323附表3查得当量动载荷Cr=63.0kN。结构要求轻微振动，查表16-9得fp=1.2，ft=1题目要求使用十年，即：，所以满足要求。轴：选用角接触球轴承7212AC转速查表16-11得：e=0.68考虑最坏情况：查表16-12得轴承部轴向力：因为，所以2为压紧端，1为放松端。计算当量动载荷：查表16-11可得X1=1，Y1=0，X2=0.41，Y2=0.87，当量动载荷：因为，所以 。根据文献2P322附表2查得当量动载荷Cr=58.2

17、kN。结构要求轻微振动，查表16-9得fp=1.2，ft=1题目要求使用十年，即：，所以满足要求。八、键连接的选择与校核计算根据文献2P158式（10-26）,表10-10校核T为转矩，d为轴径，h为键高度，l为键工作长度。1)大齿轮传动：键18x56T=518.75 Nm，d=62mm,h=11mm,l=56mm2)带轮键10x50T=104.51Nmd=32mm , h=8mm, l=50mm3)联轴器键14x100T=518.75Nmd=48mm , h=9mm, l=100mm所以键全部满足要求。九、联轴器的选择本减速器属于低速重载减速器，齿轮传动大。根据文献1P161表17-2选用弹

18、性柱销联轴器，该联轴器用于载荷较平稳，对缓冲要求不高的中低速轴系传动。根据文献2式（17-1）得： 由表17-1得： 工作情况系数 1.5选用型号为HL4联轴器48x112GB5014-85主要参数为：公称转矩Tn1250N·m轴孔长度L=112 mm孔径d1 =48 mm转速满足要求十、减速器箱体与附件参考依据：文献1P17表3-11.箱体主要结构尺寸表（单位：mm）名称符号尺寸箱座壁厚8箱盖壁厚8箱座凸缘厚度1.5*=12箱盖凸缘厚度1.5*=12箱座底凸缘厚度2.5*=20地脚螺钉直径0.036*a+12=17.78圆整为20地脚螺钉数目4轴承旁联结螺栓直径0.75*=0.75

19、*20=15圆整16盖与座联结螺栓直径（0.5-0.6）=0.6*20=12联接螺栓d2的间距l184轴承盖螺钉直径8、10视孔盖螺钉直径（0.3-0.4）=（0.3-0.4）*20=6-8取8螺钉距箱外壁距离C126螺钉距凸缘边缘距离C2 24外箱壁至轴承端面距离C1+C2+(5-10)取60大齿轮顶圆与箱壁距离>1.2=1.2*8=10齿轮端面与箱壁距离>=8箱盖，箱座肋厚2.减速箱附件设计根据文献1P33容设计。十一、润滑与密封选择1.润滑选择：1)齿轮： 齿轮节圆速度0.64m/s，根据文献1P153选择润滑油运动粘度为330mm2/s，选用润滑油N320GB5903-86

20、。2）轴承：dn1=80*236.67=18933.6 mm*r/mindn2=110*45.84=5042 mm*r/min较大圆周速度为dn1/60000=0.99m/s根据文献2P284选用脂润滑，选用滚动轴承脂ZGN69-2 SY1514-822.密封选择：根据文献1P156表16-8，减速箱圆周速度较小，轴承使用脂润滑，故选用结构简单的毡圈密封。密封圈具体结构尺寸参考文献1P158表16-9。十二、设计小结机械设计毕业设计真是一门不简单的毕业啊，在两周的毕业设计里，我几乎每天都是从起床做到深夜。机械设计课中我们只需要把公式背好就能在考试中取得好成绩，但是毕业设计就不同了，每一个尺寸都要翻书本找到相应的设计依据，有的还需要计算、校核，真的需要花很多时间和精力才能做好。在两周的毕业设计中，我最大的感受就是我所设计的减速箱绝对是业界良心啊！每设计一个尺寸都要先把毕业设计书（文献1）、机械设计书（文献2）、机械制图书（文献3）都翻一遍，看清楚有没有相应的要求，确定没有要求才自己设计。而且校核轴承发现寿命不够就要把很多尺寸都重新