单级蜗杆减速器课程设计说明书

1、题 目：单级蜗杆减速器专 业：Xx班 级：Xx学 号：姓 名：小吕指导教师：Xx日 期：2009-1-9xx大学机械设计课程设计设计题目：用于胶带运输的单级圆柱齿轮减速器，传送带允许的速度误差为±5%。双班制工作，有轻微振动，批量生产。 已知数据：运输带曳引力F(KN)=3.5 运输带速度 V(m/s)=1.2 卷筒直径 D(mm)=400 使用年限 Y=5运动简图：1 电动机 2带传动 3单级齿轮减速器4联轴器 5卷筒 6传送胶带设计计算及说明一、 电动机的选择与计算：1、 电动机类型的选择：电动机根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机。2、 确定电动机转速：1000r/m

2、in 和 1500r/min3、 电动机功率选择：卷筒输出功率=4.2kw卷筒的转速 =57.3r/minV带传动 =0.96；滚动轴承2对 =0.99；圆柱齿轮传动 =0.97；弹性联轴器 =0.99；卷筒轴滑动 =0.96.传动装置的总效率=*=0.96*0.97*0.99*0.960.86电机所需功率：=P/=4.2/0.86=4.88kw所以选择电动机的额定功率为5.5 kw。4、电动机的型号确定：电动机类型 额定功率 kw 同同步转速r/min 满载转速 r/min 总传动比i 减速器传动比Y132S-45.51500144025.136.28Y132M2-6 5.51000 960

3、16.754.19其中 总传动比 i= 电动机满载转速n / 输送机工作轴转速当同步转速为1500 r/min 时，= 5.98 不在 6-24() 内。所以应选择Y132M2-6，该满载转速为960 r/min. Y132M2-6电动机的外型尺寸（mm）：H:132 A:216 B:178 C:89 D:38 E:80 F*GD=10*8 G:33 K:12 AB:280 AD:210 AC:135 HD:315 AA:60 BB:238 HA:18 L:515 二、传动装置的运动和动力参数的计算： 1、各轴转速的计算： =960r/min =240r/min =57.3/min 2、各轴的

4、输入功率计算：5.28kw5.07kw3、各轴的输入转矩计算：54.71210.1845 三、外传动带选择:普通V带传动 1.确定计算功率：1)查得工作情况系数=1.32)=1.3*5.5kw=7.15kw2.选择V带型号：根据=7.15kw, =960r/min，选用B型计算。 带速v=m/s=7.04m/s3.确定带轮直径 查得应不小于125，取=140mm, （电机中心高符合要求）=4*140=420mm, 取=640mm(虽使略有减小，误差小于5%，故允许)。4.确定中心距和带长1）初步选取中心距=1.5*（140+640）mm=1170mm取=1200mm,符合。2）计算基准长度 =

5、2+ =2*1200+mm=3677mm.选用=4000mm,计算实际中心距：3）确定中心距调整范围5.验算小带轮包角=6.求V带根数z查得=2.08kw,=0.30kw,=0.95,=1.13.得z=2.80取3根。7.计算V带初拉力查得q=0.17kg/m=N=284.6N8.计算对轴压力=N=2239N9确定带轮的结构尺寸，给制带轮工作图小带轮基准直径=140mm采用实心式结构。大带轮基准直径=640mm，采用轮辐式结构，基准图见零件工作图。四、各齿轮设计计算1.齿轮的材料，精度和齿数选择因传递功率不大，转速不高，均选软齿面小齿轮选用45钢，调质，齿面硬度197-286HBS, =600

6、MPa,=450MPa大齿轮选用45刚，调质，齿面硬度197-286HBS =570MPa,=420MPa齿轮精度暂设用8级2.确定许用应力取,=545.5MPa=518.2MPa=360MPa=336MPa3.按齿面接触强度设计取载荷系数K=1.2,齿宽系数=0.8.小齿轮转矩210.1, 取=188. =mm=84.87mm取齿数， 。模数 =mm=3.54mm齿宽 =0.884.87mm=67.9mm,圆整可取，。可取m=3.75mm,实际 , 采用实心式 ，采用腹板式中心距 4.验算齿轮弯曲强度齿形系数 故安全。5.齿轮的圆周速度 所以选用8级精度是合宜的。五、轴的计算1.高速轴的设计

7、1）选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理。2.初估轴径按扭矩初估轴的直径 ,得c=106至118,取c=108.=10830.26mm=10848.13mm3.初选轴承由于该齿轮减速器的支承跨距较小，故采用两端固定支承结构，轴承内圈用套筒作轴向定位，轴承外圈用轴承盖作轴向定位。1轴选轴承为6209B=19mm2轴选轴承为6411B=33mm4.结构设计，为了拆装方便,减速器壳体用剖分式1）各轴直径的确定高速轴：初估轴径后，可按轴上零件的安装顺序，从右端开始确定直径。轴段6安装轴承6209，故取=45mm;轴段4安装齿轮，为了便于

8、安装，取标准直径=56mm;齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为5.5mm,故取轴段5直径=67mm;轴段3装轴承，直径与轴段6一样，取=45mm；轴段2直径应与密封毛毡的尺寸同时确定，查得选用d=40mm的毛毡圈，故取=40mm;轴段1装大带轮，取标准直径=35.5mm.低速轴：轴段1安装轴承6411，取=55mm;轴段3安装齿轮，取标准直径63mm;齿轮左端用轴肩固定，计算得轴肩高度为6mm,取轴段2直径=75mm;轴段4安装轴承，直径与轴段1一样，取=55mm;轴段5直径与密封毛毡的尺寸同时确定，查得选用d=50mm的毛毡圈，取=50mm;轴段6与联轴器联结，直径同联轴器尺寸一同确定，

9、查得选用TL7联轴器GB4323-84,取=45mm2）各轴段长度的确定高速轴：轴段1和4为齿轮、带轮安装的轴段，该轴段的长度应略小于相配轮毂的宽度（2-3mm）取=齿轮轮毂宽度-2mm=82mm;取=大带轮轮毂宽度-2mm=73mm;轴段5长度按轴肩宽度公式计算=1.4h=1.4*5.5mm=7.7mm;轴段3装6209轴承、挡油环、套筒，初略估挡油环长度+套筒长度=18mm,再考虑到套筒作轴向固定时，轴段长度应略比零件轮毂短2mm,所以轴段3长度=B+18mm+2mm=39mm;考虑高速轴两个轴承的对称性，可算出轴段6长度，=-2mm=39-7.7-2mm=29.3mm;轴段2安装轴承盖，

10、考虑到装拆轴承盖螺栓所需的距离，取=35mm.低速轴：轴段3和6为齿轮、联轴器安装的轴段，该轴段的长度应略小于相配轮毂的宽度（2-3mm）取=齿轮轮毂宽度-2mm=70-2mm=68mm;取=联轴器主动轮轮毂宽度-2mm=110mm;轴段2长度按轴肩宽度公式计算=1.4h=1.4*6mm=8.4mm;轴段4装6411轴承、挡油环、套筒，初略估挡油环长度+套筒长度=22mm,再考虑到套筒作轴向固定时，轴段长度应略比零件轮毂短2mm,所以轴段3长度=B+22mm+2mm=33+22+2mm=57mm;考虑低速轴两个轴承的对称性，可算出轴段1长度，=-2mm=57-8.4-2mm=46.6mm;轴段

11、5安装轴承盖，考虑到装拆轴承盖螺栓所需的距离，取=40mm.3）轴上零件的周向固定为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合H7/r6；轴与轴承内圈配合轴径选用k6；高速轴：齿轮采用A型普通平键： 16*70 GB/T 1096-2003大带轮采用A型普通平键：10*63 GB/T 1096-2003低速轴：齿轮采用A型普通平键： 18*56GB/T 1096-2003联轴器采用A型普通平键：14*90GB/T 1096-20034）轴上倒角与圆角为保证6209、6411轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，取轴肩圆角半径为1mm;其他轴肩圆角半径为2mm；轴的左右端倒角均为1*45.六、轴的校核1

12、高速轴T110mm79mm79mmFrFt79797979a-a 已知：=210.1Nm,;小齿轮分度圆直径=90mm; 轴的材料45钢，调质； ；1） 求垂直面的支承反力及弯矩图110mm79mm79mm7979=849.5Na-a截面产生的弯矩：2）求水平面的支承反力及弯矩图110mm79mm79mm7979=2344.5Na-a截面产生的弯矩：3）带轮对轴产生的反力a-a截面产生的弯矩：4）求合成弯矩考虑最不利的情况，把与直接相加 =+ =312Nm5)求危险截面的当量弯矩认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，=6）计算危险截面处轴的直径由轴的材料，可查得，考虑到键槽对轴的削弱，

13、将d值加大5%d=1.0538.3mm=40.2mm所以高速轴满足强度效核。2.低速轴已知：=845Nm ；90mm90mmFrFt79797979b-b150mm1) 求垂直面的支承反力=812Nb-b截面产生的弯矩：2）求水平面的支承反力=2230Na-a截面产生的弯矩：3）求合成弯矩 = =213.6Nm4)求危险截面的当量弯矩认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，=5）计算危险截面处轴的直径查得，考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%d=1.0545.1mm=47.7mm所以低速轴满足强度效核。七、滚动轴承的寿命校核高速轴选深沟球轴承6209n=240r/min,， 查得可算出基

14、本额定寿命：L=<满足寿命校核条件。 低速轴选深沟球轴承6411 n=57.3r/min,， 查得可算出基本额定寿命：>L满足寿命校核条件八、键联接强度校核： 材料：45钢 强度极限不小于600MPa高速轴：齿轮采用A型普通平键： 16*70 GB/T 1096-2003b=16mm, h=10mm, l=70mm, T=210.1Nm =75MPa<600MPa大带轮采用A型普通平键：10*63 GB/T 1096-2003b=10mm, h=8mm, l=63mm, T=2.239*35.5/2Nm=39.8Nm =31.6MPa<600MPa低速轴：齿轮采用A型普

15、通平键： 18*56GB/T 1096-2003b=18mm, h=11mm, l=56mm, T=210.1Nm =75.8MPa<600MPa联轴器采用A型普通平键：14*90GB/T 1096-2003b=14mm, h=9mm, l=90mm, TL7联轴器GB4323-84, T=500Nm =176.4<600MPa故均满足键联接强度校核。九、减速器铸造箱体的结构尺寸： 中心距a=234.25mm 箱座体壁厚： 箱盖壁厚： 箱体凸缘厚度：箱座=12，箱盖=12，箱底座=20箱座、箱盖上的肋厚： 轴承旁凸台的高度和半径：h由结构确定 轴承盖（即轴承座）的外径：=115地脚

16、螺钉：直径 数目 n=4 联接螺栓：轴承旁联接螺栓直径=16 箱底、箱盖联接螺栓直径 视孔盖螺钉直径 十、设计心得体会 经历了大约2周的机械课程设计，使我对减速器构造及其有关的各个零件部位的结合有了一定程度的认识，同时也重新复习、熟悉了相关CAD的操作。大致清楚了从图纸到实物的过程，当然，期间也遇到了种种挫折及问题。首先，在设计方面缺乏经验，理论知识也不够牢固，致使初期的设计较为迷茫，尽管在辅导老师推荐的一些参考书指引中牵强的进行，还是走了相当多的弯路。比如说，齿轮模数、齿数的确定，总传动比如何合理的分配到带轮及减速器，标准件如何选取等方面都出现了问题，之后在老师指导下，才稍有眉目。其次，设计

17、期间由于借阅的书籍较多，有些标准甚至都不一致，同一个问题在不同辅导老师看来也存在不同的见解，比如对齿数的确定，有的建议要选齿数多的，这样传动才平稳，而有的则建议选模数多的，才能使齿顶及齿底大点，此时齿数就少了,这样又对我造成了困扰，虽然知道其中存在平衡点。这次设计采用的分组模式，同一个小组题型相同，因此也借鉴了同组同学较多的方法，另一方面，由于数据相异，有效的防止了抄袭的现象，整个设计基本自己独立完成的，而算过一遍的数据没有再检查过，所以可能存在较多的错误。不过，此次课程设计学的不是结果，而是过程。我想，在以后更多的设计中，此次的设计经验必会起到相当大的作用。=0.86；=4.88kw；电动机额定功率为5.5kw;减速器传动比：=4.19=960r/min=240r/min=57