单级斜齿圆柱齿轮减速器说明书

1、目 录l 设计任务.2 电动机的选择计算.3 传动装置的运动和动力参数计算.4 传动零件的设计计算.5 齿轮的设计计算.6 轴的设计计算.7 减速器高速轴的校核.8 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.9 高速键联接的选择和验算.10 联轴器的选择.11 润滑与密封.12 参考文献.13 设计体会. .一 设计任务1总体布置简图 1电动机；2皮带；3齿轮减速器；4带式运输机；5鼓轮；6联轴器2 工作情况：载荷平稳、单向旋转3 原始数据鼓轮的扭矩T（N·m）：鼓轮的直径D（mm）：400运输带速度V（m/s）：1.5带速允许偏差（）：5使用年限（年）：10工作制度（班/日）：24

2、设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写5设计任务a) 减速器总装配图一张b) 齿轮、轴零件图各一张c) 设计说明书一份6 设计进度1、 第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、电动机的选择计算如图2-1所示的胶带运输带的有效拉力F=6500N，工作速度v=1.5m/s,传动滚动直径D=400mm,载荷平稳，电源为三相

3、交流，空载启动，室内工作有粉尘,使用期限10年。带速允许误差大于-5%且小于5%,试选择电动机。图2-11.选择电动机系列按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭自扇冷式结构,电压为380V,Y系列。 2.选择电动机功率卷筒所需的有效功率：= 9.75kw传动装置的总效率： V带传动的效率 带=0.95闭式齿轮的传动效率 齿轮=0.97一对滚动轴承的效率 轴承=0.98联轴器的效率 联轴器=0.99传动滚筒效率 滚筒=0.96传动总效率=0.95×0.97×0.982×0.99×0.96=0.841所需电动机功率 =11.59kw由表9-39（指导书

4、209页）可选用Y系列三相异步电动机Y180L-6型，额定功率P0 =15kw或选用Y系列三相异步电动机Y160L-4型，额定功率P0 =15kw,均满足P0 > Pr。3.选取电动机的转速滚筒转速 =71.66r/min根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为15KW，同步转速分别为1500r/min和1000r/min两种型号的电动机。电动机数据及传动比方案号电机型号额定功率/KW同步转速/（r/min）满载转速/(r/min)总传动比1Y160L-4151500146020.372Y180L-615100097013.54通过比较决定选择第2种方案，电动机型号为Y180L-6, 同步

5、转速为1000r/min，所选电动机的数据和安装尺寸如下表额定功率P0/kw15电动机外伸轴直径D/mm38满载转速n0（r/min）970电动机外伸轴长度E/mm80额定扭矩1.8电动机中心高H/mm132三、传动装置的运动及动力参数计算1、分配传动比电动机的满载转数n0=970r/min总传动比 i总 = n0/nw = 970/71.66=13.54取i带 =2.5 则减速器的传动比 i齿轮= i总/i带=13.54/2.5=5.4162、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴P0=Pr=11.59kwn0=970r/minT0=9550×P0/n0=955011.59/97

6、0=114.11轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带 =2.5，带传动效率带=0.95， P1= P0·01= P0·带 =11.59×0.95=11.01kwn1= n0/i 01=970/2.5=388r/minT1=9550×P1/n1=9550×11.59/388=285.27轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为轴承=0.98 闭式齿轮传动的效率为齿轮=0.97则12=0.97=0.980.97=0.95P=P·12=11.01×0.95=10.46kwn=n/i=388/5.416=71.64r/mi

7、nT=9550×P/n=9550×10.46/71.64=1394.31轴：即传动滚筒轴 轴承=0.98 联轴器=0.99 齿轮=0.97 23=0.980.990.97=0.94P=P×23=10.46×0.94=9.83kwn= n/i=71.64/1=71.64r/minT3=9550×P/n=9550×9.83/71.64=1310.71各轴运动及动力参数轴序号功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率011.59970114.11V带传动2.50.95111.01388285.27闭式齿轮传动5.416

8、0.97210.4671.641394.31弹性联轴器1.00.9939.8371.641310.71四、传动零件的设计计算1、V带传动的设计算(1)确定设计功率PC , 载荷有轻度冲击， 2班制， =1.2（书218）PC=×P=18kw(2)选取V带的型号 根据PC和n0，因工作点处于B型区，故选B型带。（课本图13-15）(3)确定带轮基准直径、选择小带轮直径由表10-4（书P214页）确定=140mm验算带速V（书P211）V=7.1m/s在5m/s25m/s之间，故合乎要求。（书P220）确定从动轮基准直径(书P211)=(1-)=2.5×140(1-0.02)=

9、343mm按表10-5（书215页）取从动轮基准直径为=355mm (4)确定中心距a和带的基准长度Ld初定中心a（书P220）取初定中心距0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)a=1.8(+)=1.8(140+355)=891mm确定带的计算基准长度Ld按式 L=2a+( +)+=2=2572.12由表10-2（书213页）取标准Ld =2500确定实际中心距=+=891+=855(5)验算包角180°-×57.3°=180°-×57.3°=165°1200 符合要求(6)确定带根数z根据电机的转速n=970和小

10、带轮直径140mm，由图10-7（书P214页）查得 P=2.2kw ，再由表13-5（书216页）得P=0.3 (i=2.5)由表13-7（书P217页）查得 K=0.96由表13-2（书P212页）查得K=1.03Z=2.20根取Z=3根 （7）、计算作用于轴上的载荷F单根V带的初拉力：F0=500(-1)+q=500=686.38N式中q由表10-1（指导书140页）查得q=0.17Kg/m。F=2FZ=2686.383=4082.25N（8） 带轮结构设计 带速V30m/s 材料用灰铸铁 用HT150或HT200 <300mm 用腹板式>300mm 用轮辐式（9） 带轮轮槽

11、尺寸由表4-2（指导书224页）得 h=15mm,h=3.5mm,e=19mm,f=11.5mm Bd=14mm,=7.5mmB=(z -1)e+2f=(3-1)19+211.5=61mm图4-1 小带轮结构图图4-2 大带轮结构图五、齿轮的设计计算：1.选择齿轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理， 小齿轮45调质,=650MPa,=360Mpa，硬度217255HB； 大齿轮45正火, =580MPa, =290MPa,硬度162217HB。齿轮精度等级为8级.计算循环次数NN=60nj=603881(1036516)=1360000000（工作十年，两班制）N

12、=2.5110由表11-5（P171页）取载荷系数S=1.0由图11-1（书166页）查得 =600Mpa ， =380MPa计算许用接触应力= =600Mpa= =380Mpa因 < 计算中取=380MPa2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距 TT=9.5510=9.5510=270000Nm由表11-3（P169）取得K=1.8，由表11-6（P175）取得=0.8，由表11-4（P171）取得Z=188.9a =130.25mm取中心距a=130.25mm 取小轮齿数=21则大齿轮数=114所以=114/21=5.428计算得到=（5.428-5.416）/5.416=0.18%在

13、正负5%之间，故合理。模数m=/=6.5mm齿宽b=104.2查表4-1（P57），取m=6.5mm=m=136.5mm=m=741mm圆周速度v=3.14136.5388/601000=2.77m/s对照表11-2（P168）可知，选用8级精度是合适的。3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11-3得k=1.25由图11-2（b）（指导书177页）按8级精度和vZ/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.023 校核齿根弯曲疲劳强度=360MPa=240MPa=48.27MPa<=360 Mpa，安全=42.76MPa=240Mpa，安全5.齿轮主要参数及

14、几何尺寸计算=21 =114 m=6.5mm u=5.428 d1=136.5mm d2=741mma =438.75mm ha ha* hf c*六 轴的设计计算1减速器高速轴的设计计算（1）选择轴的材料轴的材料为45号钢，调质处理（2）按扭矩初步估算轴端直径按公式 其中=110160，取=110=考虑轴端有一个键槽d1=35mm该段轴长ll=70mm（3）初选滚动轴承 该轴设计为直齿齿轮轴，考虑到强度要求，选用深沟球轴承。根据轴端尺寸，带轮的定位方式和轴承的大概安装位置，初选单列圆锥滚子轴承6210.（4）设计轴的结构图6-1a.轴的径向（轴径）尺寸的确定根据定位方式和轴承的大概安装位置等

15、初选d1=35mm,d2=42mm,d3=d4=50mm,齿轮轴的分度圆直径d=137mm 。b.轴的轴向尺寸的确定各轴段如图6-1所示 ，根据各轴段上安装的零件宽度等结构确定各段长分别为：d1段70mm,d2段65mm,d3、d4段均50mm,轴环均8mm c确定轴承的润滑方式与密封方式齿轮轴的最大圆周速度： 由于V>2m/s所以滚动轴承采用油润滑高速轴密封处的圆周速度V由于V<2m/s，所以采用毡圈密封。低速轴密封处的圆周速度V由于V<2m/s所以也可以采用毡圈密封。七 减速器高速轴的校核1.对轴进行分析，作当量弯矩图。（1）计算作用于齿轮轴上的作用力转矩圆周力=径向力=

16、轴向力=（2）.求支座反力. a.铅直面内的支座反力 b.水平面内的支座反力 据，得3596-1731=1865N（3）.作弯矩图a.铅直面内弯矩M图在C点 b.水平面内弯矩M图在C点左边 在C点右边 c.作合成弯矩图在C点左边 在C点右边 （4）.作转矩图 T=270994Nmm（5）.作当量弯矩图 该轴单向工作转矩按脉动循环考虑 取=0.6 当量弯矩 = 在C点左边 在C点右边 在D点 （6）.按当量弯矩计算轴的直径 由图看出C点的当量弯矩最大。D点轴的断面尺寸较小。所以该轴的危险断面是C点和D点。由45钢（调制处理）查表13-1（指导书218页）得=650MPa；在查表13-2查表得=6

17、0MPa。 按式（13-4）计算C点轴的直径 考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5% 该值小于原设计该点处轴的直径，安全。 D点轴的直径 考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5% 该值小于原设计该点处轴的直径，安全。八 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算已知:6210轴承(50×90×20)。基本额定动载荷C=27KN，基本额定静载荷C0=19.8KN,e=0.21,Y=2.3.由前面计算得知:该对轴承的水平支反力分别为： 垂直支反力分别为：合成支反力：=所以取=0.9, =0.9轴承承受轻度载荷冲击，支反力A处有弯矩。所以取=1.2, =1.5=()=所以取 X=1,Y

18、=0=> 计算轴承A的寿命PA= 预期寿命满足要求九.高速轴键联接的选择和验算大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知：V带带轮材料为钢 ，轴的材料为45钢，V带与轴的配合直径为35mm，V带轮毂长为70mm，传递转矩T=114.11Nm1.选择键的材料、类型和尺寸。a.键的材料选用45钢，b.选择最常用的A型普通平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。c.键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d=35mm由标准中选定，键的长度由轮毂长确定，查表得b×h=8*7,L=65mm.2.键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三个零件中

19、较弱零件的压溃。由于带轮材料是钢，许用挤压应力由表9-7（指导书135页）查得=100MPa。键的计算长度l=L-b=65-8=57mm =100Mpa安全十 联轴器的选择在减速器低速轴与工作机之间需采用联轴器联接。由于工作机和减速器之间可能产生一定的径向位移和角位移。故选用弹性柱销联轴器。由式Tc=T=1.5×1310.71=1966.07N·m n=71.64r/min由表2-14-1(课设指导书114页) LH4联轴器40×84 GB/T50142003其公称转矩 Tn=1250 N·m<1966.07 N·m，许用转矩n=2800

20、r/min>71.64r/min 十一 减速器箱体的结构设计参照参考文献机械设计课程设计（修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992年第19页表1.5-1可计算得，箱体的结构尺寸如表8.1： 表8.1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计 算 公 式计算结果箱座壁厚度=（56）mm取=8mm箱盖壁厚度18=（6.4608）取1=8mm机座凸缘厚度bb=1.5=1.5×8=12mmb=12mm机盖凸缘厚度b1b1=1.51=1.5×8=12mmb1=12mm箱底座凸缘厚度PP=2.5=2.5×8=20mmP=20mm地脚螺钉直径和数目Df=16mm n=4Df=16mm n=4 通气孔直径Df=20mmDf=20mm地脚沉头座直径D0D0=45mmD0=45mm底座凸缘尺寸C1min=2