一年级减速器设计说明书附装配图和零件图

一年级减速器设计说明书附装配图和零件图IMBstandardizationoffice【IMB5AB-IMBK08-IMB2C】设计说明书2015-2016学年第1学期学院：专业：学生姓名：课程设计题目：指导教师：机械设计制造及其自动化学号：带式传动机的传动系统设计日期：2015-12-31目录一、设计任务 …………….……………2二、电动机的选择… …………… ...…………2三、分配传动比…….… …………3四、V带设计…………… ………3五、直齿圆柱齿轮传动的设计计算…………… …5六、高速轴的设计计算…… …….……9七、低速轴的设计计算…..… ….…….12八、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计………..…….………14九、轴承的润滑………… ………….…………….16十、减速器的密封………… ……….16十一、齿轮的润滑……………16十二、设计心得…… ………16十二、参考文iJ1献……………… ……………17十三、图…一、设计任务1、设计题目带式输送机的传动系统设计（第一组）：原始数据：滚筒圆周力F=4KN；带速V=s；滚筒直径D=320mm;工作条件：（1）二班制：即每天16小时（2）要求连续工作8年，每年按300天计算（3）工作温度正常，有粉尘（4）单向运转，不均匀载荷，中的冲击，空载启动。2、设计步骤.传动装置总体设计方案.电动机的选择.确定传动装置的总传动比和分配传动比.计算传动装置的运动和动力参数.普通V带设计计算.减速器内部传动设计计算.传动轴的设计.滚动轴承校核.键联接设计.联轴器设计.润滑密封设计.箱体结构的设计计算过程及其说明J计算结果二、电动机的选择1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2、电动机功率选择：1）查简明机械设计手册P7表1-13η：V带传动效率Q1：圆柱齿轮传动效率η2：齿轮传动滚动轴承（一对）效率η4：联轴器效率ηL滚筒轴承q5：（滚筒）平摩擦传动6P输出二FV/1000=6KWη二η∙η∙η∙η∙η∙η=×'××××2= 3 4 5 62）电动机输入功率P输入洎P输出/二工口十上、木3、确定电动机转速：1）滚筒移速n:60v•1000/∏d=90r/min2）电动机转速滚根据表1-14可得 P=6kwη=总P=输入“一n「90r/mini；2~4i减速机〜46i=824总 〜n动=7202160r/minN=720r/mini总=8=3一带C齿轮，.N=270r/minP=P=T=∙mT=∙mP=9kwn电动机=720r/mind=140mmV=sdd2=355mmiV带=2~4i减速机4〜6.∙∙i总=824n=nʌ∙i邙=720~2160r∕min4、电动机合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传

动、减速器传动比，选定电动机型号为选择丫1601-8型号的

电动机。三、分配传动比1）根据Y160L-8型号电机可得n=720r∕min2）实际传动比3）总分就翟动比在满足i ≥iV的前提下取. 3 齿轮带4）计算各轮级转速齿轮轴1转速iV带:n电动机/N1N1=270r∕mιn滚筒轴2转速:齿轮=n∕n2—N=90r∕min=n5）计算各级功翠齿轮轴功率滚筒轴功率1P=P∙η∙η=••=6）计算各级转矩齿轮轴转矩T=9550∙P∕n=9550•270=∙m滚筒轴转矩1T=9550∙P∕n=9550∙90=∙m四、V带设计1、确定计算功率PCaP=KA∙P=×=9kwKa：工作情况系数，见机械设计表8-8n=720r∕min2、电第据V带轮的基准直径系列选择B型V带3、确定带轮的基准直径dd并验算带速V1）查机械设计表8-7和8-9小带轮直径d=140mmdαα∑

Z2）验算带速V=∏d∙n∕60∙1000=s因为5dm∕s≤s≤25m∕s所以带速合适。3计算大带轮的基准直径dd2=iddι=×140=a=670mmLθ=2200aa]aminmaxα=°Z=5F=0F=L=63~84mm

d=35mm

d=701D=355z=4

L=~70mm

L=B=70mm

h==1H=2B=1B=2K=htT=∙mΦ=1Z=HZ=e=°

al=°a2α∑KNHI=IKNH2=[σH]=570MPa[σH]1=583MPad=1tV=Sb二K=AK=VF=6528NKA∕b=K1

K1

dm:K1

YFt1HeH1ι=Ft

,∑-d1根据表8-9,取标准值为dd=355mm4、确定V带的中心距纥和基准长度Ld1)(dd+dJ≤a≤2(dd+d0P d≤a0≤990 0 d1d2取初选的带传动中心距aθ=670mm2)L弋22+兀/23+d)+(d-d)2/4a=’40EI0 IdId2,一 d1d2 0根据课本P146表8-2得L=22003)计算中心距2及其变化范围a≈a+L-L/2=a==mina=a+=5,验算小齿轮上的包角。1αι=180°-(dd-ddi)°/a=°≥120°6、1确定带的雇数号Z=P/P=K/(P+?P)KK=P:‘单根普通V带的基本额定功率P0：单根普通V带额定功率的增量K0：包角修正系数见机械设计表8-6kα:修正系数见机械设计表8-2±z带根齿数取5根7、确定初拉力F、 ， 0F=500)Pca/k2v+qv2V0带单位长度的质量见机械设计表8-3K===α.一一8、计算压力轴FpFp=2zFsinα1/2=9、带轮结构设计(见机械设计图8-14)根据电动机Y1601—8型号可得电动机轴径D=42mm1)小带轮结构 0采用实心式D=d=42L=(~2)d=63~84mmd=35mmd1Γ大带轮结构0采用轮幅式带轮D=355z=4L=~2)d=~70mmb<L=B=70mmh1=2903√(p/nz)=H== a2B==1B==五、直齿圆柱齿轮传动的设计计算Y==Fa1Y==sa1σi=370MPaK==FN1S=[σ]=296MPa[。7=270MPaYFajYSCfL=YFJYSa/"FL=m=d=1V=Sb=h=b/h=Kv=F=9893NKtF/b=KA=FaK=HβK=FβK=Fm=取实际模数m=3d=1z=32z2=97d=96mm1d=291mm2a=b=96mmb=101~106mm取b1=102b2=96σ=hσ=F1σ=F2d=102mmd=297mmd=f1d=l-f2 结果小齿轮 大齿轮1.(1)按图选用直齿圆柱齿轮传动压力角取200(2)参考课本表10—6选用8级精度(3)材料选择：选择小齿轮材料为45钢(调质)，大齿轮材料为5钢(正火)。(4)选择小齿轮齿数1=20大齿轮齿魏二iZ=3∙20=60 2 、2、按齿面接触疲劳强度设计(1)d≥3√[(2k/Φ)•(u+1/u)∙(Z・Z・Z/[σ,)2] htd HEςI二U1)确定公式中的参数值①试选Kht=②转矩T：=∙m③由课本P206表10—7得Φd=1④由课本P203图10—20得ZH=⑤由课本P202表10—5得Z」一 、E一一⑥计算接触疲劳强度重合度系数ZΣα=arccos[Z∙cosα∕(Z+2h)]=arccos[20∙cos20∕(20+2)]=°α=arccos[Z∙cosα∕(Z+2ha*)]=arccos[60∙cos20o∕(20+2)]=°∑=[Z1(tanα1-tanα')+Z2(tanα2-tanα')]∕2∏Z=√[(4-∑)∕3]=⑦由课本P图10—25dc得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为。.=570MPaσi=530MPa由图10—23查去1接触疲劳寿命系数K=1K=取失效獭率为1%安全系数S=1[σH]=K-。=570MPa[σH]1=KNH1∙σLim=583MPa取[σH]N∣口[σH]中的最小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力 2[σH]=[σH]=570MPa2)试计算小齿轮分度圆直径d=[(2∙∙∙1000∕1)∙(3+1)∕3・・・570”](1∕3)=(2t)调整小齿轮分度圆直径1)计算实际载荷前的数据准备①圆周速度VV=∏d1t∙n/(60・1000)=S 33032979629110229710296P=1b=102mmT=∙m45钢（调质）F=tF=rd=35mm1L=70mm1-d取38mm轴承型号为6308d=d=40mm3 6L=43mm3L=276取d=45mm4L=98mm4d=53mm5L=12mm键键14×90GB1096-2003键10×63GB1096-2003②齿宽bb=Φd=2)计算实际载荷系数KH①由机械设计表10—2的K=一.. A②根据V，8级精度的KV=③齿轮圆周力Ft1=2T∕d1t=2××1000/t1 1ɪt二6528NKF∕b=×6528∕=>100N∕mm查查表10—4得8级精度，小齿轮相对支撑对称布置K=He・・・KH=KA・Kv・KHa-KHe=×××=3)、分度圆直径d=d3√(K/K)=×3√=m=d∕z=20=3、按齿根弯曲疲劳强度计算(1)m ≥3 √ [2K ∙T-Y工/(Φ1)嘉定公式中的参数值/'F"①试选K=一 . .Ft 、 . 、 -一②计算弯曲疲劳强度重合度系数Yj+Σa=+③计算Ya∙Ya∕[σF]由机械设计图ιo-ι7得Y== Fal由机械设计图10-18得Y== sa1由机械设计图10-24c得。 =370MPa由机械设计图10-22得K=im1 一… FN1取弯曲疲劳安全系数S=[σF]1=K∙σ ∕S=×370∕=296MPa[σF]2=KFN1・σHim1∕S=×330∕=270MPa・YZT。]=×m296=Fa1・Ysa1∕[σF]1=×270=,了小齿轮的YF2∙y〃01大于大齿轮.•・取Y∙Y∕∣aσ]s= F2)试算模数Fm≥3√(2×××1000∕1×20×20×=(2)调整齿轮模数1)计算实际载荷前的数据准备①圆周速度Vd=mz=×20==∏d1n1∕(60×1000)=∏××270∕(60×1000)=sF=NH1FNVI×55=-3454NF=NV2图1图2F=AF=BM带A=∙mmMV=∙mmM==HM=AM=287279N*mmrT=W=W=T。=AT=。=ca。=-P ,.P==270r∕mιn1d1=96mmb1=102mmT= 11选取45号钢(调质)P==90r∕min2T2=∙md=297b=9645钢(调质)Ft=Fr=di=50mmd=50mm1L=110mm1d=56mm2d=d=55mm轴承6型号为6311L=53mm3L=53mm,L=33mmd=60mm4L=92mm4d=68mm5L=15mm键键14×100GB1096-2003键18×80GB1096-2003图3图4fNH1=fNH2=MHfNV1=fNV2=MV②齿宽bb=Φd=1×=③宽高比b/hh=(2ha*+c*)m=(2×1+)×2×57=tb/h==2)计算实际载荷系数KF①根据v=s8级精度由图10-8的Kv=②F=2T/d=2××1000∕=9893NKFt∕b=××1000∕b=>100由表10-3得K=彳、. ， ∙Fa③由表10-4得K=一* ,一Hβ ,一结合b∕h=查图10-13得K=…，一… Fβ则载荷系数K=K∙K∙Kɑ∙K=F×××vFaFe3)m=m3√(K/K)=×3√=取实际模数Fm=3t按接触疲劳强度算得分度圆直径d=算出小齿轮齿数 1Z=d/m=3=取z1=32则大齿轮齿数z=iz=3×32=96取z=97Z与2z互为质数4：几何尺寸计算(1)计算分度圆直径d=zm=32×3=96mmd=zm=97×3=291mm(2)计算中心距a=(d+d)/2=(96+291)/2=(3)计算齿轮宽度b=Φd=1×96=96mm考虑不可避免的安装误差，一般将小齿轮略为加宽(5~10)mm,即b=101~106mm5.校核(1)齿面接触疲劳强度校核σ=√[2KT/Od3∙(u+1)/u]∙Z∙Z-Zj√[2×义323)×(3+11)/6仅义义 HEς=<570MPa=[σ](2)齿根弯曲疲劳强度校核σ=2∙K∙T∙Y∙Y∙YJΦ∙m3z2=2×××f××1×1300/i×33应2d 1 W=W=tσ=bT=σ'=PA=PB=C=B=<296MPaσ二2∙K∙T∙Y∙Y∙YJΦ∙m3∙z2F2=2XFXXIX×a×1(s00∕1×33×972 1=<270MPa6.齿轮其余尺寸(1)齿顶圆直径为d=m(z+2)=3X34=102mmda1=m(z1+2)=3X99=297mm(22)齿根圆直径为d=m()=3X=fld=m()=3X=_£2 1名称代号计算公式中心距传动比法面模数设计和校核得出端面模数法面压力角齿数Z― _略分度圆直径查表7-6齿顶圆直径齿根圆直径df查表7—6齿轮宽b查表7-6六、高速轴的设计计算1.已求得高速轴传递功率P1转速nj270r∕min小齿轮分度圆直径d1=96mm齿宽b=1102mm转矩T=・m 选材：45调质钢.求作用在齿轮上的力Ft=2T1∕d1=(2××10)∕96二Fr=Ft×tan20°=.轴的结构设计(1)轴段①设计由公式di≥A03√[p/(n(1-B4))]与大带轮内径可得d≤32mm的轴,0有两个键槽时应增大10%~15%取d=35mm带轮的轮毂宽度为63~84mm取L=70mm(2)轴段②设计 1h=(2~3)c=~d取38mm(3)轴段③⑥是轴承安装，考虑齿轮只受轴向力和径向力选用深沟球轴承，轴承型号为6308・二d=40mm轴承宽度为23mm,轴套宽度为12mmL=43mm,L=27(4)轴段④为齿轮位，取d=45mm宽度略小于小齿… 、 4轮齿宽取L=98mm4(5)轴段⑤为轴环，h=(23)c,d5=53mm,宽度等于小齿轮中心到轴套的距离取51=12mm.键连接：大带轮和轴段间采用A型普通平键连接由机械制图附表5-12查得型号为键14×90GB1096-2003键10×63GB1096-2003dbhltt1 r、人.30~3810822~校验(1)FNHI=FNH2=Ft∕2=-Fχ245-FNV1×155+=0FNVp×155=-Fχ245+Frχ80=+×=-3454NFNVLF-F-Fpx=+3454r=②轴承A的总支承反力F=√(F∙F+F∙F)=A NH1NH1NV1NV1③轴承B的总支承反力FB=√(FNH2∙Fnh2+Fnv2∙Fnv2)二④带轮作用在轴承A的弯矩M=F∙L=××=∙mm⑤轴承B作用在高速轴上的弯矩M=F×∙mm⑥在圆蔺方向产生的弯矩M=F•80=×=∙mm⑦合成弯矩M=M带二・mmMA=√w(M2+M2)=287279N∙mmT=×103(2)①齿轮轴与点A处弯矩较大，且轴径较小，故点A处剖面为危险剖面W=π击/32=π∙403/32二②抗弯截面系数为W=∏⅛∕16=∏∙403/16二T③最大弯矩应力σ=M/W==④扭剪应力t=T/W=-1000/=按弯度合成强度进行校核计算，扭转切应力为脉动循环变应力，取折合系数α=,则当量应力为σ=√σ2+4(ασ)2=√+4∙∙2=<[σ-i]A・∙・强度满足要求(3)校验键带轮处键连接的挤压应力连接强度σ=4T/dh=4XX103/X63=<[。]・,・强良足初 。(4)校核轴承的寿命轴承A,B的当量载荷PA=FA=P=F=∙";Pb,故只需校核轴承A轴承在100。C对于球轴承∑=3Fp=C=P∕fj√(60∙nTn/106)=1×3√(60×270X38400/106)=<Cr=轴承满足要求七、低速轴的设计计算.已知条件P2==90r/minT2=∙md2=297b2=96选材452钢(调质).求作用在齿轮上的力Ft=2T2/d2=2XX1000/291=Fr=Ft∙tan20°=初步确定轴的最小直径d≥A∙3√(p/n)=105X3√(90)=瑞上开有俩个键槽应增大7%d=取d=50mm.轴的结构设计(1)轴段①设计联轴器的计算转矩T=KAT3KA查表14-1中等冲击KA=T==X=m查1机械设计简明手册选用弹性柱销联轴器LX4型号(GB/T5014-2003)其公称转矩为2500N/md=50mm,L=112mm,L长度略小于联轴器长度取L=110mm(2)轴段②设计h=(2~3)C取d=56mm(3)轴段③和⑥轴段③及轴段⑥上安装轴承考虑齿轮没有轴向力存在，因此选用深沟球轴承选取轴承型号为6311，轴承宽度为29mm,d=55mm 3轴套的宽度为15mmL=53mm，L=33mm(4)轴段④设计轴段④上安装齿轮，为了方便齿轮安装长度小于大齿轮宽度，取L=92mmd=60mm(5)轴段⑤设计 4 4轴段⑤为轴环，根据h=(2~3)c，取d=68mm 、 . 5L等于大齿轮中心到轴套的距离取L=15mm45键连接联轴器轴段①和轴段④采用A型普通平键连接根据机械制图可得型号为键14×100GB1096-2003键18×80GB1096-2003dbhltt15.44~5014936~校验(1)①FNHI=FNH2=Ft/2=②M=×nh1nh2H③FNVI=FNV2=④M二×V⑤齿轮齿宽中点所在的轴截面弯矩大并且还有转矩，其抗弯截面系数W=πd3/32-bt(d-t)2/2d=⑥抗扭截面系数W=∏d3/16-bt(d-t)2/2d=⑦弯曲应力σ=M/W=215852/=⑧扭剪应力T=t/wt=x103/二。’=√(σ2+4(ατ)2)=<[στ]b强度满足需求.校核键∑p=4t2/d2hl=4××103/50×9×100=<[。]强度足够 P.校验轴承寿命轴承A,B的当量载荷PA=PB=C=PA/ft3√(60∙n∙ln/106)=1×3√(60×270×38400/106)=<Cr=轴承满足要求 八、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计名称符号尺寸关系计算结果箱座壁厚+1≥810箱盖壁厚1+1≥810箱盖凸缘厚b1115箱座凸缘厚b15箱座底凸缘厚b230地脚螺钉直径df+1220地脚螺钉数目na≤250时，n=4a>250〜500,n=6a>500时，n=84轴承旁联接螺栓直径d116盖与座联接螺栓直径d2〜df12联接螺栓d2的间距l150〜200150~200轴承端盖螺钉直径dq3〜df8检查孔盖螺钉直径d4〜df6定位销直径d~d28df、d1、d2至外箱壁距离Ci见表“凸台及凸缘的结构尺寸”262218df、d2至凸缘边缘距离C2见表“凸台及凸缘的结构尺寸”242016轴承旁凸台半径RiC224凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准52外箱壁至轴承座端面距离Iic1+c2+(5〜10)52齿轮顶圆与内箱壁距离1>230齿轮端面与内箱壁距离2>10箱盖、箱座肋厚m1∖m2叫≈1'm2≈12九、轴承的润滑滚动轴承的润滑剂可以是脂润滑、润滑油或固体润滑剂。选择何种润滑方式可以根据齿轮圆周速度判断。由于V齿≤2m∕s，所以均选择脂润滑。采用脂润滑轴承的时候，为避免稀油稀释油脂，需用挡油环将轴承与箱体内部隔开，且轴承与箱体内壁需保持一定的距离。在本箱体设计中滚动轴承距箱体内壁距离故选用通用锂基润滑脂(GB/T7324-1987)，它适用于宽温度范围内各种机械设备的润滑，选用牌号为ZL-1的润滑脂。十、减速器的密封为防止箱体内润滑剂外泄和外部杂质进入箱体内部影响箱体工作，在构成箱体的各零件间，如箱盖与箱座间、及外伸轴的输出、输入轴与轴承盖间，需设置不同形式的密封装置。对于无相对运动的结合面，常用密封胶、耐油橡胶垫圈等；对于旋转零件如外伸轴的密封，则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。本设计中由于密封界面的相对速度较小，故采用接触式密封。输入轴与轴承盖间V<3m/s，输出轴与轴承盖间也为V<3m/s，故均采用半粗羊毛毡封油圈。十一、齿轮的润滑闭式齿轮传动，根据齿轮的圆周速度大小选择润滑方式。圆周速度vW12-15m/s时，常选择将大