V带单级圆柱减速器计算说明书

1、设计项目计算及说明计算结果一、设计任务书及有关数据二、确定传动方案三、选择电动机（1）、选择电动机1） 工作条件传动不逆转，载荷平稳，启动载荷为名义载荷的1.25倍，输送带速度允许误差为5% 。2） 已知数据输送带工作拉力F=2000N，输送带工作速度v=/s，滚筒直径D=450mm，每日工作时数24小时，传动工作年限5年。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，根据各种传动的特点，带传动安排在高速级，齿轮传动放在低速级。传动装置的布置图见图-1。1）选择电动机类型和结构形式根据工作要求和条件，选用一般用途的系列三相异步电动机。2）

2、确定工作机功率工作机所需的功率工作（）按下式计算P工作 式中， F=2000N，V=/s，代入上式得P工作=3）确定电动机功率 电动机所需功率P电机（kW）按下式计算P电机式中，为电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率，根据传动特点，由课程设计指导书表2.3查得：V带传动=0.96，齿轮传动=0.97，一对滚动球轴承=0.99，弹性联轴器=0.99，因此总效率=，即=2F=2000NV=/sD=450mmP工作设计项目计算及说明计算结果（2）计算传动装置的总传动比并分配各级传动比（3）计算传动装置的运动参数和动力参数P电机=4）确定电动机转速 工作机滚筒轴的转速n滚筒为 n滚筒=r/min=根据课

3、程设计指导书表2.2推荐的各类传动比的取值范围，取V带传动的传动比i带=24，一级齿轮减速器i齿轮=35，传动装置的总传动比i总=620，故电动机的转速可取范围为n电机=i总n滚筒 符合此转速要求的同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min三种，考虑综合因素查课程设计指导书附表8.1，选择同步转速为1000r/min的Y系列电动机Y132M1-6，其满载转速 n电机=960r/min 电动机的参数见表-1 表-1型 号额定功率/kW电动机转速/（r/min）同步转速满载转速Y132M1-6410009601）传动装置的总传动比为i总=2）各级传动比 为了符合各种传动形式

4、的工作特点和结构紧凑，必须使各级传动比都在各自的合理范围内，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i总=i带i齿轮，取i带=3，则齿轮传动的传动比为 i齿轮=1）各轴转速I 轴 n1=r/min=320r/minII轴 n2=r/min=76.37 r/min2）各轴功率I 轴 PI=P电机II 轴 PII= P电机3）各轴转矩 I 轴 TI=Nm=Nm=114 Nm II 轴 TII=Nm=Nm=458.93 Nm 根据以上计算列出本传动装置的运动参数和动力参数数据表，见表-2P电机n滚筒=Y132M1-6n电

5、机=960r/mini总i带=3i齿轮n1=320r/minn2=76.37 r/minPIPIITI=114 Nm =114000 NmmTII=458.93 Nm =458930Nmm设计项目计算及说明计算结果四、传动零件的设计计算（1）普通V带传动 1）计算功率 2）选择V带类型 3）确定V带基准直径 4）计算n1实际转速、从动轮转速误差率 5）验算带速表-2参数轴号I轴II轴转速n/(r/min)320功率P/(kW)转矩T/(Nmm)114000458930本任务中高速级采用普通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

6、轮的直径、材料、结构尺寸等内容。带传动的计算参数见表-3 表-3项目P电机/kWn电机/r/mini带参数9603APC=KAP电机由 n电机=960r/min、 PC因处于A、B的中间区域，可同时选择A、B两种带型来计算，最后根据计算结果来分析选择。dminA=75mm，ddminB=125mmd1A=100mm，dd1B=140mm计算大带轮直径A型带 dd2A=dd1A=X100mm=300mmB型带 dd2B=dd1B=X140mm=420mm查教材表8.3取 dd2A=315mm、 dd2B=425mm 带轮间传动比iA型=3.15，iB型=n1实际转速A型带 n1A=r/min=3

7、04.76 r/minB型带 n1B=r/min=315.79 r/min从动轮转速误差率A型带 =-4.7%B型带 =-1.3%A型带 A=m/s=/s带速在525m/s范围内，合适。PCA、 B型带A型带dd1A=100mmdd2A=315mmB型带dd1B=140mmdd2B=425mmA型带A=/s设计项目计算及说明计算结果6）确定带的基准长度Ld和实际中心距7)验算小带轮包角B型带 B =m/s=/s带速在525m/s范围内，合适。A型带因为没有给定中心距的尺寸范围，按公式0.7（dd1A+dd2A）a0A2（dd1A+dd2A）计算中心距a0A830mm取a0A=600mmB型带a

8、0B1130mm取a0B=800mm计算V带的基准长度A型带L0A = =dA=1800mm计算实际中心距 aA=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 aminA=aAdA1800= amaxA=aAdA1800=B型带L0B = =dB=2500mm计算实际中心距 aB=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 aminB=aBdB=2500=mm amaxB=aBdB=2500=mmA型带180-=180-120，合适B型带B =/sA型带a0A=600mmB型带a0B=800mmLdA=1800mmaA=aminA=amax

9、A=LdB=2500mmaB=aminB=amaxB=A型带设计项目计算及说明计算结果8)确定V带根数9）计算初拉力10）计算V带作用在轴上的压力（2）圆柱齿轮设计1）选择齿轮材料及精度等级B型带180-=180-120，合适A型带查教材表8.10：单根V带的额定功率P0A=0.95（插值法计算），bA10-3，查教材表KiA=1.1373，带入式中，求出LA=因大于5，应取z=6根B型带与A型带类似，可查得： P0B，Kw，=， KLB带入公式计算得z=2.10，取z=3根计算结果见表-4表-4dd1/mmdd2/mm/m/sLd/mma/mmz/根A10031518006B14042525

10、003比较两种计算结果，A型带根数较多，选B型带合理。查教材表8.6得q=/m=FQ=2F0zsin=23sin已知齿轮传动的参数，见表-5表-5项目PI/ kWn1/r/mini齿轮参数320因为是普通减速器，由教材表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度小齿轮选用45钢调质，硬度为220250HBS大齿轮选用45钢正火，硬度为170210HBSB型带A型带z=6B型带z=3选B型带F0FQ小齿轮45钢调质大齿轮45钢正火设计项目计算及说明计算结果 2）按齿面接触疲劳强度设计 3）计算主要尺寸因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式求出d1值。确定有关参数和系数：a）.转矩T1b）.载荷系数Kc）.齿数

11、z1和齿宽系数 小齿轮的齿数z1取为25，则大齿轮取为z2。d）.许用接触应力，H=1NT1=1.06，ZNT2由式可得故由教材表10.3取标准模数m=分度圆直径：齿顶圆直径：齿根圆直径：式中齿根高hf=齿 宽： 经圆整后取b2=65mmz1=25z2=105模数m=齿顶高ha=m=b2=65mm设计项目计算及说明计算结果4）按齿根弯曲疲劳强度校核5）验算齿轮的圆周速度 五、轴的结构设计一）、低速轴设计（1）选择轴的材料，确定许用应力 （2）按扭转强度估算轴径 b1=b2+5mm=70mm中心距：由式得出，如则校核合格。确定有关系数与参数： a）.齿形系数YFF1=2.65，YF2 b）.应力

12、修正系数YSS1=1.59，YS2 c）.许用弯曲应力，FNT1=YNT2=1由式可得，故齿根弯曲强度校核合格。 由教材表10.22可知，齿轮应选择9级精度。课程设计一般是先设计低速轴，把低速轴设计出来后根据低速轴的长度尺寸就可以确定高速轴以及箱体的宽度等尺寸，故先设计低速轴。低速轴的参数见表-6 表-6项目PII/kWnII/r/min参数，再由。根据教材表14.1得C=107118。又由式得考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直b1= 70mm9级精度低速轴45钢调质设计项目计算及说明计算结果（3）设计轴的结构并绘制结构草图 1）确定轴上零件的位置和固定方式2）确定各轴

13、段的直径3）确定联轴器及各轴段的长度径加大3%5%，取为40.78。由取标准直径d1=42mm。由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装联轴器。要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装备顺序和固定方式。参考见图-2，确定齿轮从轴的左端装入，齿轮的右端用轴肩定位，左端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮的周向固定采用平键连接。轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。如图-2，轴段（外伸端）直径最小，d1=42mm；轴段的直径d2应在d1的基础上加上两倍的定位轴肩高度。这里取定位轴肩高度h12=（0.070

14、.1）d1=mm，则d2=d1+2h12=42mm+=。考虑该轴段安装密封圈，故直径d2还应符合密封圈的标准，取d2=45mm；轴段的直径d3应在d2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，故其直径要与滚动轴承内径相符合。这里取d3=50mm（轴承6210）；同一根轴上的两个轴承，在一般情况下应取同一型号，故安装滚动轴承处的直径应相同，即d7=d3=50mm轴段上安装齿轮，为安装方便，取d4=57mm，为方便计算，取轴段的直径与轴段相等，即d6=d4=57mm轴段的直径d5=d4+2h45，h45是定位轴环的高度，取h45=3.99，即d5=57mm+2X=，圆整取d5=6

15、4mm按实际情况，选用弹性套柱联轴器，根据安装联轴器轴段的直径，查课程设计指导书附表9.2，选取联轴器的型号为LT7，联轴器安装长度为112mm，确定轴承的润滑方式为油润滑，按油润滑方式确定轴的长度。取轴承距箱体内壁的距离3=5mm。因为轴段是外伸端，要安装联轴器，所以，根据课程设计指导书附表9.1查Y型联轴器轴孔长度为L=112mm，按实际情况，取L1=110mm轴段，L2=l1+e+m为了保证联轴器左端与轴承盖之间的距离，取l1=15mm3=60mm，m=（0.010.15）D取m=，则L2=，取整L2=76mm轴段L3=B+3+2+2=37mm轴段轴段安装齿轮，所以根据齿宽确定L4=62

16、mmd1=42mmd2=45mmd3=50mmd4=57mmd5=64mmd6=57mmd7=50mm选用弹性套柱联轴器，型号为LT7L1=110mmL2=76mmL3= 37mmL4=62mm设计项目计算及说明计算结果 （4）按弯扭合成强度校核轴径轴段是定位轴环L545，确定L5=6mm轴段L6=3+2- L5，确定L6=9mm轴段安装轴承，L7=B+2，确定L7=22mm总长L总=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=322mm按设计结果画出轴的结构草图，见图-3a齿轮分度圆直径 d2齿轮的圆周力齿轮的径向力 图-31）画出轴的受力图（图-3b）2）作垂直面内的弯矩图（图-3c）I-I

17、截面处的弯矩L5=6mmL6=9mmL7=22mmL总=322mm设计项目计算及说明计算结果 二）、高速轴的尺寸设计1）确定各轴段的直径2）确定各轴段的长度3）作出水平面内的弯矩图（图-3d）支点反力I-I截面处的弯矩4）作合成弯矩图（图-3e）5）求弯矩图（图-3f）6）求当量弯矩 因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数为0.6。I-I截面7）确定危险截面并校核强度I-I截面，满足的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定裕量。 高速轴的设计只要是设计轴段的直径，为设计俯视图作准备。有些轴段的长度可以根据轴上的零件来确定；有些轴段的长度要在确定低速轴处的箱体后，取箱体内壁为一直

18、线就可以。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：d1=25mmd2=28mmd3=d7=30mm（取滚珠轴承型号为6206）d4=d6=35mmd5=40mm 高速轴各轴段所设计的长度，在总长度不变的情况下，应该与低速轴对应起来，保证L31+L41+L51+L61= L32+L42+L52+L62 ，使齿轮能够正确啮合。已知L总=322mmL1根据滚筒上V带的根数，按B=（z-1）e+2f+（23）计算可得L1=64mmd1=25mmd2=28mmd3= 30mmd4= 35mmd5=40mmd6=35mmd7=30m

19、mL1=64mm设计项目计算及说明计算结果六、键的选择及强度校核七、选择轴承及计算轴承寿命L2=30mmL3= 32mmL4=68mmL5=7mmL6=7mmL7=18mm检验可知 L31+L41+L51+L61= L32+L42+L52+L62=32+68+7+7=114mm1） 选择键的尺寸低速轴和高速轴均在轴段和轴段表-7低速轴轴段d1=42mml1=90mm轴段d4=57mml2=60mm高速轴轴段d1=25mml1=50mm轴段d4=35mml2=60mm标记为：键1：GB/T 1096 键 12890键2：GB/T 1096 键 161060键3：GB/T 1096 键 8750键

20、4：GB/T 1096 键 108602） 校核键的强度低速轴：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轴段上安装齿轮，齿轮的材料为钢，载荷性质为轻微冲击静连接校核挤压强度：轴段：，计算应力p略大于许用应力，因相差不大，可以用以确定的尺寸。轴段：高速轴：轴段上安装滚筒，轴段上安装齿轮，齿轮和滚筒的材料均为钢，载荷性质为轻微冲击轴段轴段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6206.L2=30mmL3= 32mmL4=68mmL5=7mmL6=7mmL7=18mm键连接强度满足要求高速轴选轴承类型为深沟球轴承6206设计项目计算及说明计算结果低速轴选轴承类型为深

21、沟球轴承，型号为6210。2） 轴承寿命计算高速轴：因齿轮相对于轴承对称分布，A、B的支座反力数值一样，故只计算一边即可。求轴承A处支座反力：水平平面：垂直平面：求合力：考虑带的压力对轴承支座反力的影响，因方向不定，以最不利因素考虑：轴承受到的最大力为FAmax正常使用情况，查教材表15.12和15.14得：，查课程设计指导书附表10.2，轴承6206的基本额定动载荷C=19.5kN，代入公式：低速轴：正常使用情况，查教材表，查课程设计指导书附表10.2轴承6210的基本额定动载荷C=35.0kN，因齿轮相对于轴承对称分布，轴承的受力一样，可只算一处，计算A处，当量动载荷低速轴选轴承类型为深沟

22、球轴承6210设计项目计算及说明计算结果 八、选择轴承润滑及密封方式 九、箱体及附件的设计 （1）箱体的选择 （2）选择轴承端盖 （3）确定检查孔与孔盖（4）通气孔（5）游标装置（6）螺塞（7）定位销（8）起吊装置代入公式：从计算结果看，高速轴轴承使用时间较短。按每天20小时连续运转，每年按250天计算，约使用8年，这只是理论计算，实际情况比较复杂，应根据使用情况，注意检查，发现损坏及时更换。低速轴轴承因转速太低，使用时间太长，实际应用中会有多种因素影响，要注意观察，发现损坏及时更换。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，应选用脂润滑。因轴的转速不高，高

23、速轴轴径的圆周速度为，故高速轴处选用接触式毡圈密封。低速轴轴径的圆周速度为故低速轴处选用接触式毡圈密封。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。箱体结构采用刨分式，部分面选择在轴线所在的水平面上。箱体中心高度H=da2/2+（5070）mm =/2+(5070)mm=取中心高度H=200mm取箱体厚度=8mm选用凸缘式轴承端盖，根据轴承型号设计轴承盖的尺寸：高速轴：D=62mm，d3=低速轴：根据减速器中心距a=，查课程设计指导书（柴鹏飞主编）表5-14，可得检查孔尺寸：L=120mm，b=70mm；检查孔盖尺寸：l1=150mm，b1=100mm，b2=85mm，l2=1

24、35mm，d4=8材料：Q235,厚度取6mm。选用课程设计指导书（柴鹏飞主编）表5-15通气器1，选M12X1.25。选用课程设计指导书（柴鹏飞主编）表5-16中M12.定位销选用圆锥销。查课程设计指导书（柴鹏飞主编）表5-20：销钉公称直径d=8mm。按中心距查课程设计指导书（柴鹏飞主编）表5-21得，箱体毛重98kg，选用吊环螺钉为M10.轴承的润滑方式选用脂润滑。高速轴处选用接触式毡圈密封。低速轴处选用接触式毡圈密封。中心高度H=200mm。设计项目计算及说明计算结果十、设计心得课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了