单级圆柱斜齿轮减速器说明书

课程设计计算说明书PAGE3PAGE3课程设计任务：1、设计带式输送机的传动系统，采用一级齿轮减速器。2、原有数据运输带有效拉力F= N运输带工作速度v= m/s运输带卷筒直径D= 3、工作条件连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用年限10。减速器减速器带传动电动机联轴器滚筒vFD4、设计任务要求：、减速器装配图纸一张号图纸） 一张、轴、齿轮零件图纸各一张号图纸） 两张、设计说明书 一份参考文献杨可桢、程光蕴、李仲生等主编社，2013年年年1994年1994年目录一、传动装置总体设计 1选择电动机类型 1选择电动机容量 1确定电动机转速 1确定传动装置的总传动比和分配级传动比 传动装置的运动和动力参数计算 二、带传动设计 普通V形带传动 三、齿轮的设计计算 选定齿轮材料、确定许用应力和精度等级 按齿面接触强度设计 验算轮齿弯曲强度 齿轮的圆周速度 3.4齿轮其它尺寸 四、轴的设计计算 选择轴的材料 输出轴的功率、转速、转矩 初步确定轴的最小直径 轴的结构设计 4.4危险截面的强度校核 五、轴承的选择及校核 轴承的选择 轴承的校核 六、键的选择及校核 七、减速器润滑、密封 润滑的选择确定 密封的选择确定 七、箱体的主要结构尺寸计算 PAGE10PAGE10计算及说明 结果—传动装置总体设计选择电动机类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。选择电动机容量（一）电动机所需工作功率为PP w kwd a工作机所需工作功率为FVP kww 1000Pd

FV kw1000a（二）由电动机至运输带的传动总效率为 3 a 1 2 3 4

0.960.983

0.970.990.960.833；根据《机械设计课程设计手册》表1-7查得：1——为V带的效率=0.96,2——为深沟球轴承效率=0.983——为闭式齿轮传动效率=0.97，34——为联轴器的效率=0.99,5——卷筒效率=0.96(包括其支承轴承效率的损失)。5（三）所需电动机功率Pd

电动机功率FVP d a

kwPdP

= kw确定电动机转速卷筒工作转速为：n601000vD

r/min根据《机械设计课程设计指导书》P7表1推荐的传动比合理范围，取Ｖ带传动比i 2~4，取一级圆柱齿轮减速器带传动比i =3~6，则总传动比合理范围为：i 机齿 总转速的可选范为n =i ×n=（6~24）× = ～ r/mind 总则符合这一范围的同步转速有： 、 和 r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有 种适用的电动型号。方电动机额定功案型号 kw

电动机转速r/min同步满载

电动机参考重量价格

传动装置的传动比总传V带传减速N转速转速

元动比 动 器综合考虑电动机和传动装置的尺寸价格结构和带传动减速器传动比,可见第 方案比较适合。因此选定电动机型号为 ，其主要性能如下表。

选定电动机型号为 型号 额定功满载时起动起动最大率转速电流 效率功率因电流转矩转矩kwr/min(380V时) %A数额定电流额定转矩额定转矩确定传动装置的总传动比和分配级传动比1、总传动比由选定的电动机满载转速nm得传动装置总传动比为

和工作机主动轴转速n，可n i m a n 2、分配传动装置传动比：i＝i×ia 0 1式中ii0 1

分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i＝ ，则0减速器传动比为i

i 0i a

i= i o动力运动参数计算

1电机轴减速器 Ⅱ 带传电动机联轴器滚筒 Ⅰ运输带v FD 卷筒轴（1）各轴转速Ⅰ轴：n＝n /i＝ / ＝ r/min m 0

n = r/minIⅡ轴：n ＝nⅡ Ⅰ

/i＝ / ＝ r/min1

n = r/minII卷筒轴：n =Ⅲ

= r/min

n = r/minⅡ（2）各轴输入功率

IIIP＝pⅠ d

× ＝ × ＝ kw1

P= KwⅠⅡ轴：P ＝p

＝ × × ＝ kwⅡ卷筒轴：PⅢ

Ⅰ=P Ⅱ

32×η4= × ＝ kw2

P = KwⅡ各轴输出功率

P = KwⅢPP×

= ＝ kwⅠ Ⅰ 2

＝

× ＝ × ＝ kw

P，= KwⅡ Ⅱ卷筒轴：P =

2 Ⅰ×= ＝ kw ，Ⅲ Ⅲ（3）各轴输入转矩

P = KwⅡP = KwT=T1

×i×0

N·m ⅢP 电动机轴的输出转矩Td各轴输入转矩

=9550nd =9550× = N·mmⅠ轴：T ＝TⅠ d

×i×0

= × = N·m

T = N·mⅠⅡ轴：T ＝TⅡ Ⅰ

×i× ×1 2

= × × × = TⅡ

= N·m N·m卷筒轴：TⅢ各轴输出转矩

=T ×Ⅱ

×= × × = N·m4

T = N·mⅢⅠ轴：TT

= = N·m

TN·mⅠⅠ ⅠⅡ轴：T ＝T ×

2= = N·m

TN·mⅡⅡ Ⅱ 2卷筒轴：T T × = = N·m

T N·mⅢⅢ Ⅲ 5运动和动力参数计算结果整理于下表：功率P(Kw)轴名

转距T(N·M) 转速n 转动比效率输入 输出输入 输出 (r/min) i电机轴Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴二、带传动设计普通V形带传动V数，带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方向1、求计算功率PC查《机械设计基础》表13-8得KA= ,则计算功率为PC=KA·P= × = KW2、选择带型号根据n1= = 《机械设计基础图13－15，选 型选取 型带。3、确定带轮基准直径11《机械设计基础图小带轮直径d = ～ 选取d= mm11大带轮基准直径d 2

n1d) ) n 12

d= mm12d= mm122选取大带轮基准直径，取整值为d= 4、验算带速2nvd1 1 n

m/s601000 601000带速介于5~25m/s范围内，故合适5初选中心距a0=1.5（d1+d2）=1.5×（ + ）= mm取a0= mm符合0.7·（d1+d2）≤a0≤2·（d1+d2）则带长为

d)2

( )2L 2a0

(d2

d)2

2 1 2 ( ) m4a 2 40m查表13－2，选取带的基准长度Ld= mm实际中心距aa

L0 = mmL

带中心距0 2 2

a= mm6、验算小带轮上的包角120°

1801

d 2a

157.3180 57.3

小轮包角合 >适小轮包角合适7、确定带的根数z

Pc V带根数，(P0P0)KKL00式中PVΔP——功率增量；00K——包角修正系数；α0 查表13－4得P＝ kW，查表13－6得ΔP＝ kW0 α查表13－8得K＝0.99，查表13－2得KL＝0.89。αP则z 0 = (P0P0)KKL ( ) 选 根V带根数取整，故要取 根V带 带三齿轮的设计计算输入的转速 r/min，传动计算，传动功连续单向运转，载荷中等冲击，采用软齿面。选定齿轮材料、确定许用应力和精度等级小齿轮:齿面硬度:HBS，大齿轮:齿面硬度:HBS按齿面接触强度设计

z1= z2= b2=b1=m=mmd1=mmd2=mma=验算轮齿弯曲强度强度满足齿轮的圆周速度齿轮其它尺寸a齿顶圆直径:da1=d1+2h*m= mmaada2=d2+2h*m= mma齿根圆直径:df1=d1—2（ha*+C*）m= mmdf2=d2—（2ha*+C*）m= mm

da1=mmda2=mmdf1=mmdf2=mm名称 符号 公式 齿1 齿2齿数 z分度圆直径 d分度圆齿距 P齿顶高 ha齿根高 hf齿顶圆直径 da齿根圆直径 df

zdmzP=πmh=h*ma ah (h*c*)mf ad d 2ha ad d 2hf f中心距 a

am1

z)/22齿宽 b b dd 1计算及说明 结果11四轴的设计计算选择轴的材料4514-1得，σB=650MPa14-3得[σ-1b]=60MPa。输出轴的功率、转速、转矩2 轴的输入功率为P= kW，转速为n= r/min2 T2= N·m。初步确定轴的最小直径先按《机械设计基础》式（14-2）（根据表14-2选C=110）

齿轮轴选用45 号钢调质，dmin

3 P2= = mmn

dmin

= mm2输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径,为了使所选的轴与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。轴的结构设计拟定输出轴上零件的装配方案P75121详见见装配图。确定输出轴的各段直径和长度121段：长mm，直径2段：长mm，直径3段：长mm，直径4段：长mm，直径5段：长mm，直径6段：长mm，直径危险截面的强度校核2已知大齿轮的分度圆直径为2T = N·mⅡ圆周力Ft=2T/d= = N

= mm，轴的转矩

2Ft2= NFr= 22 2 22 径向力Fr=Ft·tanα=×tan20°= 2 由于为直齿轮，轴向力Fa=0L= mm，K= mm垂直面支承反力FV1=FV2=Fr/2= /2= 水平面支承反力FH1=FH2=Ft/2= /2= N

FV1=FV2= NFH1=FH2= N13垂直面弯矩图M=F

L× = = Nm

M= NmV V1 2 V水平面弯矩图M=F

L× = = Nm

MH= NmH H1 2CM = M 2CH

M 2V

2 2 = Nm M= NmC最危险截面的当量弯矩C=0.6Me= Mc

(a

)2Ⅱ

2(0.6 )2= Nm

Me= Nm最危险截面处轴的直径4514-1查得14-3查得[σ-1b]=60MPa，则de≥10

Me 103

= mm de ≥ 0.1[

]

0.160对于有键槽的轴截面，应将计算出的直径增大5%左右，计算截面直径d=de×（1+5%）= mm< 设计的第四段轴颈值 则强度足够。

mmd= mm< mm求1415计算及说明 结果五轴承的选择及校核轴承的选择因轴转速较高，且只承受径向载荷，故选取深沟球轴承。根据初算轴径，考虑轴上零件轴向定位和固定，估计初装轴承处的轴径，查表定出滚动轴承型号列表如下：轴号 轴承型

基本尺寸mm外径D 宽B小齿轮轴Ⅰ大齿轮轴Ⅱ轴承的校核根据条件，轴承预计寿命：10年×365×24=87600小时r大齿轮轴承选用轴承的代号 ，深沟球轴承的基本额定动载荷C为径向基本额定动载荷C，根据《机械设计手册》得=Cr= 大齿轮轴的径向力Fr= 大齿轮轴r转速n = r/minⅡ根据表16-8查得，温度系数f=1，t根据表16-9查得，载荷系数f =1.2，p当量动载荷P=XFr+YFa根据表16-11查得，X=1，Y=0

大轴轴承型为 f C

3L 106(

) 106

= >87600h 60n fpP 60 故满足寿命要求

轴承满足寿命要求16六键的选择及校核14A轴段 轴颈 b h 1段4段PAGE19PAGE19计算及说明 结果七减速器润滑、密封润滑的选择确定润滑方式因为减速器为闭式齿轮传动，且齿轮圆周速度v＜12m/s，所以采用将大齿轮浸入油池中的浸油润滑,因此机体内需30～50mm。浸油深度约dn滑或油润滑，d代表轴承内径，mm；n代表轴承套圈的转速，r/min。dn值直接反应了轴颈的圆周速度，dn<(1.5～2)×105mm·r/mindn>(1.5～2)×105mm·r/min此减速器齿轮轴滚动轴承的dn= × = mm·r/min，所以采用 润滑。润滑油牌号及用量SH0357-9250号润滑。轴承润滑选用（润滑油/润滑脂+标号）润滑。密封的选择与确定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观察孔和油孔等处接合面的密封轴承孔的密封端盖与轴的外伸端之间采用毛毡密封。端盖与透盖之间采用密封圈密封。

齿轮浸油润滑轴承 润滑计 算 及 说 明 结果八箱体主要结构尺寸计算箱体用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成，箱体主要尺寸计算参看《机械设计课程设计指导书》表3.箱体结构尺寸选择如下表：机盖凸缘厚度

δ= mm名称符号计算尺寸（mm）名称符号计算尺寸（mm）机座壁厚δ0.025a+18尺寸（mm）机盖壁厚δ10.02a+