一级减速器课程设计--一级直齿圆柱齿轮减速器

1、机械基础课程设计说 明 书设计题目：带式输送机的机械传动装置一级直齿圆柱齿轮减速器内容：1、装配图1张2、零件图5张3、设计说明书1份学号： 姓名：指导教师：机械设计课程设计资料机械工程学院三江学院目 录一要求与主要数据4二确定传动方案5三电动机的选择6四传动比的计算与分配8五带与齿轮传动零件的计算12六轴的设计计算及轴的选择16七键的选择21八减速器的润滑22九减速器箱体尺寸的设计22设计小结23参考资料24附件(零件图5张,装配图1张)一要求与主要数据说 明1、设计题目带式输送机的机械传动装置一级直齿圆柱齿轮减速器。2、设计方案（见图1-1）图1-13、原始数据（第三组）输送带工作拉力F/

2、N3400输送带工作速度v/（m*s-1）2.2卷筒直径D/mm400模数m4小齿轮齿数Z118大齿轮齿数Z2724、其它原始条件1、工作情况：单班制,单向运转，载荷有轻微振动,室内工作，少粉尘。2、使用年限：10年，大修期3年。3、生产批量：1000台（属中批量生产）。4、工厂能力：中等规模机械厂，可加工78级精度齿轮。5、动力来源：三相交流（220V/380V）电源。6、允许误差：允许输送带速度误差±5%二确定传动方案说明结 果为实现工作机预定的工作要求，可有不同的传动方案。合理的传动方案除应满足工作机的功能要求，工作可靠和适应条件外，还应力求结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低

3、廉、传动效率高和使用维修方便等。要同时满足这许多要求，在设计时应优先保证重点要求。有以下四种方案分别比较。方案一：第一级为带轮传动，第二级为一级圆柱齿轮减速器。带传动能缓冲、吸振，过载时有安全保护作用，因此这种方案通常得到广泛应用。但结构上宽度和长度尺寸都较大，且带传动不适用于大功率的机械和恶劣的工作环境。方案二：电动机直接在圆柱齿轮减速器上，此减速器宽度尺寸较大，但由于圆柱齿轮易于制造、传动准确，因而应用广泛。方案三：电动机直接接在蜗杆减速器上，它结构最紧凑，但蜗杆传动效率低，功率损失大，且成本较高。方案四：电动机直接接在圆锥圆柱齿轮减速器上，它的宽度尺寸比方案二小，但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮

4、困难。因为本次设计的传动方案和减速器工作条件较稳定，有轻微振动，且在室内工作，粉尘也少，要求的传动精度也不是很高，加工精度也不是很高，所以选择方案一。三电动机的选择计算及说明结 果1、选择电动机类型按已知的工作要求和条件，选用Y系列封闭笼型三相异步电动机。2、选择电动机功率工作机所需功率为 电动机输出功率为 由电动机至工作机之间的总效率为式中1、2、3、4、5分别为带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、卷筒的轴承及卷筒的效率。查表可取1 =0.96,2 =0.99,3 =0.97,4 =0.99,5 =0.96,则所以工作机的功率pw: 电动机所需工作功率为: 3、确定电动机的转速卷筒的工作转速为

5、一般,带传动的传动比,单级齿轮传动的传动比，则总传动比的合理范围为，因此，电动机转速的可选范围为 因此，综合考虑电动机的传动装置的尺寸、重量以及带传动的减速器的传动比，电动机型号转速可选，选定同步电动机型号为Y160M-4，即电动机的额定功率,满载转速。四传动比的计算与分配说 明结果电动机选定以后，由电动机的满载转速可算出传动装置的总传动比为带轮的传动比为 齿轮减速器的传动比为 运动参数及动力参数计算（1）各轴转速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3 r/minnIII = nII = 104.3 r/

6、min（2)各轴输入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2×h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 则各轴的输出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII×0.99 = 7.69 KW(3)各轴输入转矩:

7、TI = Td×i0×h1 电动机轴的输出转矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2×h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 输出转矩为：TI' = TI×0.99 = 187.3 NmTII

8、9; = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm1）各轴转速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3 r/minnIII = nII = 104.3 r/min（2)各轴输入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2

9、5;h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 则各轴的输出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII×0.99 = 7.69 KW(3)各轴输入转矩:TI = Td×i0×h1 电动机轴的输出转矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2&#

10、215;h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 输出转矩为：TI' = TI×0.99 = 187.3 NmTII' = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm1）各轴转速:nI = nm/i0 = 1460/3.5 = 417.1 r/minnII = nI/i = 417.1/4 = 104.3

11、r/minnIII = nII = 104.3 r/min（2)各轴输入功率:PI = Pd×h1 = 8.6×0.96 = 8.26 KWPII = PI×h2×h3 = 8.26×0.99×0.97 = 7.93 KWPIII = PII×h2×h4 = 7.93×0.99×0.99 = 7.77 KW 则各轴的输出功率：PI' = PI×0.99 = 8.18 KWPII' = PII×0.99 = 7.85 KWPIII' = PIII

12、5;0.99 = 7.69 KW(3)各轴输入转矩:TI = Td×i0×h1 电动机轴的输出转矩:Td = = 56.3 Nm 所以：TI = Td×i0×h1 = 56.3×3.5×0.96 = 189.2 NmTII = TI×i×h2×h3 = 189.2×4×0.99×0.97 = 726.8 NmTIII = TII×h2×h4 = 726.8×0.99×0.99 = 712.3 Nm 输出转矩为：TI' = TI&

13、#215;0.99 = 187.3 NmTII' = TII×0.99 = 719.5 NmTIII' = TIII×0.99 = 705.2 Nm五带与齿轮传动零件的计算计算与说明结 果1带与带轮(1)选择带型根据电动机功率为11KW,主动带轮转速为1460r/min,查表选B型带.(2)确定两带轮的基准直径D1.D2和带速V查表得小带轮直径D1=140mm根据得所以选直径的大带轮。带速，满足要求。(3)确定中心距和带的基准长度0.7×(d1+d2)a02×(d1+d2)0.7×(140+475)a02×(140+4

14、75)430.5a01230 初定中心距a0 = 830.25 mm，则带长为:L0 = 2a0+×(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4×a0)= 2×830.25+×(140+475)/2+(475-140)2/(4×830.25)=2660 mm 由表13-2选用Ld = 2800 mm，确定实际中心距为：a = a0+(Ld-L0)/2 = 830.25+(2800-2660)/2 = 900.25 mm(4)计算V带根数z = 2.91 取z=3。(5)拉力及压轴力 2 齿轮、齿轮传动的设计计算   

15、（1）选择齿轮材料及精度等级   考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用齿面。P166小齿轮选用45钢，调质，齿面硬度为197286HBS,Hlm1=590MPa, FE=450MPa。大齿轮选用45钢，正火，齿面硬度156217HBS, Hlm2=380MPa, FE2=310MPa；选8级精度。齿面粗糙度Ra1.63.2m   (2)确定许用应力 由表11-5，取SH=1，SF=1.25    (3)按齿面接触强度设计T1=9.55×106×P/n1=9.55×1

16、06×11/535.2  =1.96×105Nmm； 取载荷系数k=1，齿宽系数ød=0.8  取ZE=188模数 根据查表取标准模数：m=4(6)校核齿根弯曲疲劳强度  F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaH确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=4×18mm=72mmd2=mZ2=4×72mm=288mm齿宽：b=dd1=72mm取b=72mmmm   b1=77mm b2=72mm(7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z1

17、=18,Z2=72由表11-8相得YFa1=2.85    YSa1=1.54YFa2=2.25     YSa2=1.77将求得的各参数代入式（6-49）F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52×20) ×2.80×1.55Mpa=38Mpa< F1F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52

18、15;120) ×2.14×1.83Mpa=34Mpa< F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (9)计算齿轮传动的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)4/2(18+72)=180mm (10)计算齿轮的圆周速度VV=d1n1/60×1000=3.14×72×471.1/60×1000=1.57m/s3此设计采用的是渐开线标准直齿圆柱齿轮，其设计参数为：模数 查表得m=4分度圆直径 齿顶高 mm齿根高 mm全齿高 mm齿顶圆直径 mm mm齿根圆直径 mm mm基圆直径 齿距 mm齿厚 mm齿槽宽

19、mm中心距 六轴的设计计算及轴的选择说明与计算结果轴的设计1 输入轴上的功率P1、转速n1和转矩T1:P1 = 8.26 KW n1 = 417.1 r/min T1 = 189.2 Nm2 求作用在齿轮上的力: 已知小齿轮的分度圆直径为:d1 = 72 mm 则:Ft = = = 5255.6 NFr = Ft×tanat = 5255.6×tan200 = 1912.9 N3 初步确定轴的最小直径: 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第五版）表14-2，取C = 112，得：dmin = C× = 112× = 30

20、.3 mm 显然，输入轴的最小直径是安装大带轮处的轴径，由于安装键将轴径增大4%，故选取:d12 = 32 mm。带轮的宽度：B = (Z-1)×e+2×f = (3-1)×18+2×8 = 52 mm，为保证大带轮定位可靠取：l12 = 50 mm。大带轮右端用轴肩定位，故取II-III段轴直径为:d23 = 37 mm。大带轮右端距箱体壁距离为20，取:l23 = 35 mm。4 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度: 初选轴承的类型及型号。为能顺利地在轴端III-IV、VII-VIII上安装轴承，其段满足轴承内径标准，故取:d34 = d78

21、= 40 mm；因轴只受径载荷作用，查轴承样本选用：6208型深沟球轴承，其尺寸为:d×D×T = 40×80×18 mm，轴承右端采用挡油环定位，由轴承样本查得：6208。型轴承的定位轴肩高度：h = 3.5 mm，故取：d45 = d67 = 47 mm，取：l45 = l67 = 5 mm。 齿轮的定位及安装齿轮处轴段尺寸的确定。由于:d12d56 ，所以小齿轮应该和输入轴制成一体，所以:l56 = 77 mm；则:l34 = T+s+a-l45 = 18+8+11-5 = 32 mml78 = T+s+a-l67 = 18+8+11+2-5 =

22、34 mmII轴的设计1 求输出轴上的功率P2、转速n2和转矩T2：P2 = 7.93 KW n2 = 104.3 r/min T2 = 726.8 Nm2 求作用在齿轮上的力: 已知大齿轮的分度圆直径为:d2 = 288 mm 则:Ft = = = 5047.2 NFr = Ft×tanat = 5047.2×tan200 = 1837 N3 初步确定轴的最小直径: 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第五版）表14-2，取:C1= 112，得:dmin = C1× = 112× = 47.4 mm 输出轴的最小直径为安

23、装联轴器直径处d12，所以同时需要选取联轴器的型号，联轴器的计算转矩:Tca = KAT2，查机械设计（第五版）表14-1，由于转矩变化很小，故取:KA = 1.2，则:Tca = KAT2 = 1.2×726.8 = 872.2 Nm 由于键槽将轴径增大4%，选取联轴器型号为:LT9型，其尺寸为：内孔直径50 mm，轴孔长度84 mm，则：d12 = 50 mm，为保证联轴器定位可靠取：l12 = 82 mm。半联轴器右端采用轴端挡圈定位，按轴径选用轴端挡圈直径为：D = 60 mm，左端用轴肩定位，故取II-III段轴直径为：d23 = 55 mm。4 根据轴向定位的要求确定轴的

24、各段直径和长度： 初选轴承的类型及型号。为能顺利地在轴端III-IV、VI-VII上安装轴承，其段满足轴承内径标准，故取：d34 = d67 = 60 mm；因轴只受径载荷作用，查轴承样本选用:6212型深沟球子轴承，其尺寸为：d×D×T = 60mm×110mm×22mm。轴承端盖的总宽度为：20 mm，取端盖的外端面与半联轴器右端面的距离为：l = 20 mm，l23 = 35 mm。 齿轮的定位及安装齿轮处轴段尺寸的确定。取大齿轮的内径为：d2 = 68 mm，所以：d45 = 68 mm，为使齿轮定位可靠取：l45 = 70 mm，齿轮右端采用轴

25、肩定位，轴肩高度：h 0.07d = 0.07×68 = 4.76 mm，轴肩宽度：b 1.4h = 1.4×4.76 = 0 mm，所以：d56 = 78 mm，l56 = 6 mm；齿轮的左端与轴承之间采用套筒定位，则：l34 = T+s+a+2.5+2 = 22+8+11+2.5+2 = 45.5 mml67 = 2+T+s+a+2.5-l56 = 2+22+8+11+2.5-6=39.5 mm七键的选择计算及说明结果键的类型主要根据扭矩的大小、零件的对中要求以及其它工作要求和装配要求确定。减速器中轴上零件与轴多采用平键联接。因此在此也采用了平键联接。高速轴上装有大带

26、轮，直径为30-38mm,查表得键的公称尺寸为：10*8低速轴上装有大齿轮，直径为44-50mm,查表得键的公称尺寸为：14*9键1用键2用八 减速器的润滑说明与计算结 果7.1 润滑的选择确定7.1.1润滑方式 1.齿轮V=2.212 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑。 2.轴承选用脂润滑。7.2密封形式 1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2.观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封 3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部 轴的外伸端与透盖的间隙，由于V<3（m/s），故选用半粗羊毛

27、毡加以密封4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部减速器的润滑1、齿轮的润滑本减速器采用的是浸油润滑。齿轮的浸油深度既不能太深，也不能太浅。浸油太深，搅油损失太大，将降低传动效率；浸油太浅则润滑不充分。九减速器箱体尺寸的设计名 称符 号数 值中心距180箱坐壁厚10箱盖壁厚10箱坐凸缘厚度15箱盖凸缘厚度15 箱坐底凸缘厚度24箱座肋厚8.5箱盖肋厚8.5轴承旁凸台高度20轴承旁凸台半径14箱体外壁至轴承坐端面距离48地脚螺钉直径20地脚螺钉数量6轴承旁螺栓直径14凸缘联接螺栓直径10检查孔螺钉直径10定位销直径8设计小结 这次关于带式运输机上的一级圆柱齿轮减速器的课程设

28、计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践活动，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过12天的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了很好的基础。 作为一名机械设计制造及自动化大三的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在已度过的一年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课。我们在课堂上把握的仅仅是专业基础课的理论面，如何往面对现实中的各种机械设计？如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中往呢？我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。 这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。 本次设计得到了于老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。参考文献【1】 杨可桢，程光蕴，李仲生，机械设计基础（第五版）。【2】 陈立德。机械设