二级减速器设计说明书

精心整理《机械设》课程设计一二

设计题：式输送传装置的计内装：1设计计说明书份2减速器装图一张3轴零件图张4齿轮零件一张目录课程设计任书设计要求三设计步骤计带和带轮四设计小结五参考资料

精心整理传传装总设方动装置总体设计方案

课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）2——运输带3——单级斜齿圆柱齿轮减速器4——联轴器5——电动机6——卷筒已知条件

1——V带传动设计步骤

1)工作条件：三班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘。2）使用期限：10年，大修期3年。3）生产批量：10台4）生产条件：中等规模机械厂，可加工7-8级精度的齿轮。5）动力来源：电力，三相交流（220/380V）设计要1.减速器装配图一张。2.绘制轴、齿轮零件图各一张。3.设计说明书一份。设计步本组设计数据：运输带工作拉力F/N2200。运输带工作速度v/(m/s)1.2。卷筒直径D/mm240。1）外传动机构为V带传动。2）减速器为单级斜齿圆柱齿轮减速器。3）该方案的优缺点：该工作机有轻微振动，由V带有缓冲吸振能力，采用传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用这种简单的结构，

精心整理并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器部分为单级斜齿圆柱齿轮减速器，这是单级圆柱齿轮中应用较广泛的一种。原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。电动机的选择

电动机选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机全封闭自扇冷式结构，额定电压380V。2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机传送带间的总效率为由《机械设计课程设计手册》表1—7可知：

：V

带传动效率0.96：滚动轴承效率0.99（球轴承）

35

：齿轮传动效率0.97（8级精度一般齿轮传动）：联轴器传动效率（弹性联轴器）：卷筒传动效率所以电动机所需工作功率为3）确定电动机转速按表13—2推荐的传动比合理范围单级圆柱齿轮减速器传动'6~20而工作机卷筒轴的转速为电动机额定功率型号/kw

满载转速/(r/min)

ii精ii

31430

2.2

2.3所

以

电

动

机

转

速

的

可

选

范

围

为in(525.48~rminwrmin和1500为1500rmin12—选定为Y100L2-4。计

计算传装置的总传比i

并分配动比算传

(

i

i

nn

mw动装

ii置的总传

动比i并分

I轴

n1430rmin357rnnr配

nrw传

动比

I轴

2.81

PP2.67kw12

TP精心整理TP

P

P2.562

P2.51卷23）.IT

.8810N

4N

i5

2.76N卷轴名

功率

转矩

转速

传动效率比I轴II轴

2.812.67

1430357.5

40.954.10.96III

2.56

87.2轴

1

0.98卷筒轴

2.51

87.2将上述计算结果汇总与上表，以备查用。设计

电

动

机

输

出

功

率

，

转

速

选用A型选取：V带和带

nrm时。

，带传动传动比i=4，每天工作16小轮

P1).确定计算功率由《机械设计》表4.6查得工作情况系数

K1.2A

，故PK3.37Ad2).选择V带类型根据，

，由《机械设计》图4.11可知，选用型带

，i精心整理，i3).确定带轮的基准直径并验算带速(1).初选小带轮基准直径由《机械设计》表4.4选取小带轮基准直径

mm

，而

H100

，其中H为电动机机轴高度，足安装要求。(2).验算带速

因为

ms25ms

，故带速合适。(3).计算大带轮的基准直径根据《机械设计》表，选取di3.9d

d

355mm

，则传动比从动轮转速

nn1

366.7rmin4).确定V带的中心a和基准长度

d(1).由式

0.7(

)d0

得

，取

750(2).计算带所需的基准长度L

d由《机械设计》表选取V带基准长L2240(3).计算实际中心a5).验算小带轮上的包角6).计算带的根数

(1)计算单根V带的额定功率

P

r由

mm

和

n1430r1

，查《机械设计》表4.5得1.05kw根据

n1

r

，

i

和A型带，查《机械设计》

精心整理表4.7得

0.17机械设计4.8得

K

0.95

表得

K

L

，于是(2)计算V带的根数P取3根。P1.23r(F)7).计算单根V带的初拉力的最小值min由《机械设计》表4.1得A型带的单位长度质量所以

kgm

，应使带的实际初拉力

F(F)0min

。8).计算压轴力

F

压轴力的最小值为9).带轮的结构设计小带轮采用实心式，大带轮为辐条式，取单根带宽为13mm取带轮宽为35mm。齿

1)

精度大小齿轮轮角的按简图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。设计故用8级精度。6.1大小钢调质处理，齿面硬度分别为二者为40HBS。

材料均为钢（调质）z24角β

z2

(精心整理(:

K

t

表6.5，取

MPaE图6.19，查得

z2.44H取Zε=0.75～

z0.8

，njL60357.53008.24h

NN

Ni

2.01

N图6。6K

HN

1.08,K

HN

齿面度查

Hlim1

600MPa

Hlim2

560MPa

Hmin

](648/MPaH

计齿轮参dt

2KTuZZZtHu[

)

22.44189.80.991646

)mm

t

精心整理表查得

K1.00A图图

K1.05K处

KKA3)齿轮主要几何尺寸：

a126mm

arccos

m()n11

arccos

(24126

14.484)校核齿根弯曲疲劳强度第

6.9

Flim1

MPa

轮的弯曲强极限

Flim2

220

由《机设计图6.7寿命

0.90

FN

数，应数数K表

2.60Y

2

而t精心整理而t6Sa

1.595YSa2

1.80由于齿轮的模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.71并就近圆整为标准值算出小齿轮齿数

，按接触强度算得的分度圆直径，大齿轮齿数，取

103

。这样设计出的齿轮传动，既满足了齿滚动

面接触疲劳强度满足了齿根弯曲疲劳强度做到结构紧凑，避免浪费。(5).结构设计及绘制齿轮零件图首先考虑大齿轮，因齿轮齿顶圆直径大于160mm而又小于500mm，故以选用腹板式结构为宜。绘制大齿轮零件图如下。其次考虑小齿轮于小齿轮齿顶圆直径较小采用齿轮结构，不宜与轴进行安装故采用齿轮轴结构其零件图见滚动轴承和传动轴的设计部分。(一).轴的设计轴承

Ⅰ.输出轴上的功率P、转速n

和转和传

由

上

可

知

2.56

，

rmin

，动轴的设计

T2.82Ⅱ.求作用在齿轮上的力因已知低速大齿轮的分度圆直径TFd2Ⅲ.初步确定轴的最小直径材料为45钢质处理械设计11.3于是

精心整理

min

Pmm，由于键槽的影响，故d

min

1.05

min

35.63mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直

了使所选的轴直d

与联轴器的孔径相适应故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转K1.5，则：

ca

KT，查《机械设计》表10.1，取按照计算转T

应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用LX3型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为250000。半联轴器的孔径d，故取半联轴器长度Lmm，半联轴器

与

轴

配

合

的

毂

孔LmmⅣ.轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1).为了满足半联轴器的轴向定位要求-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-段的直径d

mm左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔长度Lmm为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故-段的长度应比L

小3，现l

mm2).初步选择滚动轴承因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承按照工作要求并根d

mm查手册

精心整理表6-1选取轴承代号为7009AC的角接触球轴承，其尺寸为d45mm故lmm

；3).取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直d

48轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的跨度为55mm为了使套筒端面可靠地压紧齿轮此轴端应略短于轮毂宽度故取l

齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高d，故取h，径

mm度h，lⅤ

4).轴承端盖的总宽度为10(由减速器及轴承端盖的结构计而定)根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离

lmm，故l

405).齿轮距箱体内壁的距离mm，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离

，取，已知滚动轴承宽度Tmm，大齿轮轮毂长度L55mm，则至此，已初步确定了轴的各段和长度。(2).轴上零件的周向定位齿轮半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接

《机械设计课程设计手册4-1得平键截mm，键槽用键槽铣刀加工，长5mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配额为

H7n

；同样，半联轴器与轴的连接选用平键为mmmm半联轴器H7与轴的配合为动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差。(3).确定轴上圆角和倒角尺寸

精心整理参考《机械设计》表，取轴端倒角为45。Ⅴ.求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图为简支梁的轴的支撑跨距LLmm44.6mm。根据轴的计算3简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的载荷支反力

水平面H

垂直面VF弯M总弯矩扭T

M，MN2危险截面将计算处的截面C处的M

H

V

及M的值列如下：Ⅵ.按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，轴的计算应力前已选定轴的材料为钢，调质处理，由《机械设计》表11.2查[

]MPa因

]

，故安全。Ⅶ.精确校核轴的疲劳强度(1).判断危险截面截面A，Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕确定的所以截面A,,Ⅲ,B均无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看面Ⅳ和Ⅴ处过盈配合引起的应力集中最严重从受载的情况来看截面C上的应

精心整理力最大截面Ⅴ的应力集中的影响和截面Ⅳ的相近但截面Ⅴ不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必做强度校核。截面C上最然应力最大但应力集中不（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面C也不必校核。截面Ⅵ显然更不必校核截面Ⅳ为危险截面截面Ⅳ的左右两侧均需校核。(2).截面Ⅳ左侧抗弯截面系W0.1

3

3

9112.5

3抗扭截面系W318225mmT

截面Ⅳ左侧的弯矩M

：MM

44.644.6

截面Ⅳ上的扭282000截面上的弯曲应力：

W

3.9MPa截面上的扭转切应力：

TW

弯曲正应力为对称循环弯应力

m

0扭转切应力为脉冲循环应变力，

15.47/7.74MPa

MPa,

m

7.74MPa轴的材料为45钢，调质处理，由《机械设计》表11.2得

B

MPa

MPa，

截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系

按《机械设计》附表查取。因

r2.0D48d45

1.07

，可查得

，

1.30又由《机械设计》图2.8并经插值可得轴的材料的敏性系数为q0.82

，q0.85故有效应力集中系数为

精心整理由《机械设计》查2.9，

；由附图3-3的扭转尺寸系

0.76轴按磨削加工，

B

MPa查图2.12轴未经表面强化处理，即

，则综合系数为已知碳钢的特性系数

，

0.1，0.05于是，计算安全系数S值，则故可知其安全。(3).截面Ⅳ右侧抗系数：0.1

3

3

3抗扭截面系数：WT

22118

截面Ⅳ右侧的弯矩M：M

44.644.6

截面Ⅳ上的扭282000截面上的弯曲应力：

3.2MPaW截面上的扭转切应力：

TW

弯曲正应力为对称循环弯应力

m

0扭转切应力为脉冲循环应变力，

12.75/MPa

3.2

MPa过盈配合处的

，由《机械设计》附表.4,取

，用插值法得

，

k

2.74，

精心整理轴按磨削加工，

B

MPa查图2.12故得综合系数为所以轴在截面Ⅳ右侧的安全系数为故该轴在截面Ⅳ右侧的强度也是足够的。Ⅷ.绘制轴的工作图，如下：(二).齿轮轴的设计Ⅰ.输出轴上的功、转n

和转由

上

可

知

P2.67

，

rmin

，T

4

NⅡ.求作用在齿轮上的力因已知低速小齿轮的分度圆直径而

Ft

Td1

2774F

716.4NⅢ.初步确定轴的最小直径材料为45钢调质处理《机械设计取C=120，于是

min

PCⅡ，由于键槽的影响，故Ⅱd

min

1.05d

min

24.6mm输出轴的最小直显然是装带径

，取d

根据带轮结构和尺寸，l

mm。Ⅳ.齿轮轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1).为了满足带轮的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直dⅡ

30；2).初步选择滚动轴承因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承按照工作要求并根d

30查手册

精心整理表6-1选取轴承代号为7007AC的角接触球轴承，其尺寸为dmmmm，故d

mm；l

32。3).由小轮尺寸知，齿的Ⅴ-的径dⅤ

mm，l

mm。轴肩高度h0.07，故取mm，轴环处的直径

d

mm。轴环宽度h，l

l

mm4).轴承端盖的总宽度为15(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右面间距离l，故lⅡ

。5).取齿轮距箱体内壁的距离，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离已知滚动轴承宽mm，，则至此，已初步确定了轴的各段和长度。(2).轴上零件的周向定位

，取带轮与轴的周向定位均采用平键连接。

由《机械设计课程设计手册》表得平键截mmmm，键槽用键槽铣刀加工，长8。滚动承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差。(3).确定轴上圆角和倒角尺寸参考《机械设计》表，取轴端圆角45。(三).滚动轴承的校核轴承的预计寿命L36546720HⅠ.计算输出轴承(1).已知n

87.2r，两轴承的径向反力

513.2N

精心整理由选定的角接触球轴承7009AC，轴承内部的轴向FFSr(2).由输出轴的计算可知F因为FFN轴承ⅡS1S2紧”，

轴

承Ⅰ

被“

放

松”，

得：FF7072(3).A

，

F

2.01查手册可e由于A

F，故X;11A2

,(4).计算当量载荷P、P

由《机械设计》表8.7，取f

，则(5).轴承寿命计算由于PP查表取f角接触球轴承，2t

键联接设计箱

查手册得7009AC型角接触球轴承25.8KN，则r故满足预期寿命。Ⅰ.带轮与输入轴间键的选择轴25mm轮毂长度Lmm查手册，选平键，其尺寸为mmmm，mm(GB/T1095-2003)Ⅱ.输出轴与齿轮间键的选择轴48mm轮毂长度L，查手册，选A型平键，其尺寸为mm，L45Ⅲ.输出轴与联轴器间键的选择轴毂长度Lmm手册A型平键，其尺寸为mmmm，L(GB/T1095-2003)减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保

精心整理体结构的设计

证齿轮佳合质量，H大端盖分机体采用配合.is61.机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2.考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于故采用浸油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H大于为保证机盖与机座连接处密封联接凸缘应有足够的宽度联接表面应精创，其表面粗糙度6.33.机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为8mm圆角半径为R=5。机体外型简单，拔模方便4.附件设计A视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔能看到传动零件齿合区的位置并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固B油螺塞：放油孔位于油池最底处并安在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块机械加工成螺塞头部的支承面加封油圈加以密封。C油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.F吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.减速器机体结构尺寸如下：名称箱座壁厚箱盖壁厚箱盖凸缘厚度

符号

计算公式

结果10812

精心整理箱座凸缘厚度箱座底凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目轴承旁联接螺栓直径机盖与机座联接螺栓直径轴承端盖螺钉直径视孔盖螺钉直径

查手册=2f=0.4~0.53f=4f

1525M164M12M8M8M5定位销直径

0.7~0.8d

2

6，至f12外机壁距离d至凸缘f2边缘距离

查《机械设计课程设计手册》表11-2查机械课程设计手册表11-2

1618142216外机壁至轴承座端面距离

l=C+C11

2

+

48（8~12）大齿轮顶圆与内机壁距离齿轮端面与内机壁距离机座肋厚轴承端盖外径

1>D5~5.5）3

115

1011润

对于单级斜齿圆柱齿轮减速器为传动装置属于