减速器设计案例

1、设计任务书一、 设计题目：带式输送机传动装置设计二、 传动机构示意图图0-1 机构运动示意图注：高速轴 低速轴 卷筒轴原始数据项目输送带工作拉力输送带工作速度滚筒直径每日工作时数传动工作 年限参数23001.5400245注：传动不逆转载荷平稳，启动载荷为名义载荷的1.25倍,输送带速度允许误差为5% 前 言机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。 拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。考虑到设计要求输出功率较小，要求不是很高，而带传动成本低廉，制造，安装，维护方便，在传递相同扭矩时，结构尺寸

2、较其他形式简单，传动平稳，能缓冲吸振，噪声小，应用广泛。宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用带传动。第一章 总体方案设计1.1电动机的选型设计1.1.1电动机功率的计算电动机的选型计算是依据工作机,即滚筒的功率所确定的,在计算中,要考虑各传动级的传动效率,诸如滚筒的效率、联轴器的效率、轴承的效率、齿轮传动效率、齿轮搅油效率和带传动效率然后用反推法,最终计算得电动机的功率。按工作要求和条件,选用y型全封闭笼型三相异步电动机:，分别为v带，轴承，齿轮，联轴器，卷筒的效率，即为整个系统总的设计效率。根据相关手册查的效率分别为0.96、0.98

3、、0.95、0.99、1。带的传动比 ，齿轮传动比，总传动比，则 符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min，再根据计算出的容量，由机械设计基础（附录g 电动机）查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。表1-1 三种适用电动机技术参数及传动比方案电动机型号额定功率/kw电动机转速r/min传动装置传动比同步转速满载转速总传动比带减速器1y132m2-65.5100096013.403.24.192y160m2-85.575072010.053.03.50综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比，可知方案1比较适合。因此选定电动

4、机型号为,所选电动机的额定功率，满载转速 ，总传动比适中，传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。表1-2所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸中心高h外形尺寸l(ac/2+ad)hd底脚安装尺寸ab地脚螺栓孔直径 k轴伸尺寸de装键部位尺寸 fgd132121.1.2传动比的分配和各轴运动及动力参数计算（1）分配传动比，由取 (注为带传动比，为齿轮传动比)（2）计算传动装置和动力参数（3）各轴功率分配1轴 2轴 3轴 （4）各轴转矩分配1轴 2轴 3轴（卷筒轴） 各轴的转速，功率及转矩如下表表1-3各轴的转速，功率及转矩参 数轴 名电机轴轴轴轴转速r/min9603007

5、1.671.6功率kw5.284.924.774.77转矩n.m57.71168.01659.39635.86第二章 v带传动设计2.1 v带传动设计计算2.1.1 v带传动设计计算设计步骤如下表表2-1 v带传动设计计算计算项目计算内容计算结果轴的确定计算功率由式 由表6-6取选v型带型号根据和查图6-9 选b型带b型带确定带轮直径由表6-8取小带轮直径 传动比大带轮直径 取验算带速由式 得到 所以合适初定带中心距由0.7（ 初定中心距确定带基准长度查表6-2取小带轮包角实际中心距 合适确定带的根数由 由 由表6-3、6-4得 由表6-8、6-2得 故计算初拉力由公式：查表6-1 计算对轴压

6、力由式2.2.2 v带结构设计（略）第三章 齿轮传动设计3.1 齿轮传动设计计算3.1.1 齿轮传动设计计算齿轮传动是依靠两轮齿之间直接接触的啮合传动，用以传动空间任意两轴间的运动和动力，其传递速度可达300m/s，传递的功率可以从一瓦到十几万千瓦，广泛应用与矿山，冶金，建筑，化工，起重运输等机械中，是现代机械中用的最广泛的一种传动。与其它传动相比，齿轮传动具有一下特点。（1）传动准确可靠。（2）传动效率搞，工作寿命长。（3）结构紧凑，适用的功率和速度范围广。（4）成本较高，不适宜两轴中心距较大的传动。根据设计要求，小齿轮选用45号钢 调质250hbs，大齿轮选用45号钢 正火210hbs 下

7、面将对齿轮进行强度校核的计算计算项目计算内容计算结果轴的按齿面疲劳强度设计取小齿轮 则大齿轮实际传动比 传动比误差确定由表7-16选转矩t前面已经计算出转矩tt确定载荷系数由表7-11取k=1.1由表7-11取k=1.1许用接触应力由式由图7-23查得 由表7-15知（取较高可靠性）故分度圆直径 几何尺寸计算 由表7-1取 取 校核齿根弯曲疲劳强度由式疲劳强度由图 7-2查得 由表7-15查得许用弯曲应力齿形系数和应力集中系数 弯曲疲劳强度校核 满足强度要求齿轮圆周速度由表7-10可知，选9级精度合适。3.1.2 齿轮结构设计计算根据齿轮传动的强度计算，可以得到齿轮的主要参数和尺寸。而齿轮的结

8、构形式和齿轮的轮毂、轮辐、轮缘等部分的尺寸，则由齿轮的结构来确定。小齿轮我们将在第五章，高速轴的结构设计给予详细的介绍。图3-1 低速轴齿轮结构的示意图表3-2齿轮传动的主要参数和尺寸名 称代 号计算公式（依据）结 果模数由齿轮强度定齿数齿数的确定跟传动比有关压力角分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径标准中心距齿 宽一般比小大齿轮采用腹板式结构(见图3.1)，此种齿轮常用锻钢制造，也可采用铸造毛坯，其结构尺寸计算如下表表3-3 大齿轮结构尺寸代号结构尺寸计算公式结果第四章 低速轴的设计计算4.1 低速轴的结构设计4.1.1 低速轴的结构设计设计要求和条件，前面已经计算给出具体为， （1）选材：选用4

9、5号钢，正火处理。查表11-5 取a=113，查表11-1和11-9得（2）估算最小值： 由于轴头有一个键槽的存在，故放大5%，（3）轴的结构设计1)确定轴上零件的布置和固定方式。为了满足轴向零件的定位，应将轴设计成为阶梯轴，按转矩，从手册查用型弹性套柱销联轴器，半联轴器的孔径为，半联轴器长。要满足半联轴器的轴向定位要求，在外伸轴头左端需制出一轴肩，故取靠近右端轴头的轴身直径为，右端有轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径为，因为半联轴器的长度为，而半联轴器与轴头配合部分的长度为，由于是单级齿轮联轴器，因此可将齿轮布置在箱体的中央，轴承对称布置在两侧。齿轮以轴环和套筒实现轴向定位和固定，以平键联接

10、和优先选用的过盈配合实现轴向固定，齿轮轴头有装配锥度。两端轴承分别轴肩和套筒实现轴向定位，以过度配合实现轴向固定。整个轴系（包括轴承）以两端轴承盖实现轴向固定。联轴器以轴肩、平键联接和优先选用的过度配合实现轴向固定和周向固定。轴的结构草图如图4-12）确定轴的各段直径，外伸端直径，联轴器定位轴肩高，通过轴承端盖的轴身直径，按题意,这里选用型轴承，轴颈直径为，查国家标准，轴肩高；所以轴肩和套筒外径为，圆角；取齿轮轴头直径为；定位轴环高度，于是轴环直径为；其余圆角均为。3）确定轴的各段长度。轮毂长为，因此取轴头直径长度为，轴承对称地置于齿轮两侧,查手册轴承的宽度为，轴径长度与轴承宽度相等为。齿轮两

11、端与箱体内壁间的距离各取，以便容纳轴环和套筒,这样就可以定出跨距为。按箱体结构需要,轴身伸出端的长度为，为安装联轴器预留空间位置。半联轴器与轴头配合部分的长度为，但为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不是压在轴的端面上，轴头长度应比半联轴器的配合长度略段，取为联轴器的轴头长度。图4-1 低速轴的结构示意图4.1.2 低速轴的校核计算传动轴的强度校核，主要依据是危险截面上最大扭转切应力不大于许用切应力在计算中按照式初步估算轴的直径。此外轴的直径可凭设计者的经验取。例如，在一般减速器中高速输入轴的直径可按与其相连的电动机的轴的直径d估算；低速轴输出直径可按中心距估算（1）列表计算计算项目计算内容计

12、算结果绘轴的空间受力图从动齿轮上的转矩轴上作用的转矩 从动齿轮上的受力：周向力径向力参见图故作用在轴上的转矩为参见图4-1平面（平面）支座反力平面（平面）支座反力计算平面内的弯矩计算平面内的弯矩计算合成弯矩计算当量弯矩 绘出平面内的弯矩图。由图中看出最大弯矩发生在所在截面上，其值为绘出平面内的弯矩图。由图中看出最大弯矩也发生在所在截面上，其值为绘制合成弯矩图 绘制合成弯矩图如图所示由于在平面和平面内的弯矩图均在所在截面上到达最大，所以将截面左右两侧的弯矩进行合成得到绘制当量弯矩图 绘制当量弯矩图的方法与绘制合成弯矩图的方法相似，省略由绘制的当量弯矩图可知，危险截面处于中点，因此，必须对截面进行

13、验算。由于要求减速器能正常反转，因而可认为转矩是对称循环变化的转矩，所以。由此得到由式（11-43）算得在处有一个键槽，所以要将轴放大，即，此处轴径为，强度足够强度足够表4-1 低速轴的强度校核计算（2）绘制低速轴的受力图、水平面弯矩图、竖直面弯矩图、合成弯矩图，转矩图，当量弯矩图 低速轴的受力图 水平方向受力图 竖直方向受力图 竖直面弯矩图 水平面弯矩图合成弯矩图转矩图当量弯矩图第五章 高速轴设计计算5.1 高速轴的结构设计5.1.1 高速轴的结构设计（1）轴的材料及热处理方法。选用45号钢，调质处理。查表得抗拉强度为；查表11-9得许用弯曲应力（2）按扭转强度估算最小直径。由前面已经算出高

14、速轴齿轮的转矩。查表取，计算得考虑到轴外伸端和联轴器连接，故将轴径放大5%，即。由于轴头连接处为联轴器，为了使所选轴的直径与联轴器的孔相适应，故同时选择联轴器。（3）轴的结构设计 确定轴上零件的布置和固定方式。为了满足轴向零件的定位，应将轴设计成为阶梯轴。按转矩。从手册查用型弹性套柱销联轴器，半径联轴器的孔径为，半联轴器长。要满足半联轴器的轴向定位要求，在外伸轴头左端应再制出一轴肩，并取轴头直径为。故取靠近右端轴头轴身直径为。因为半联轴器的长度为，而半联轴器与轴头配合部分的长度为，为了保证轴端两端只压在半联轴器上，应将轴头长度取短一些，现去该轴头长度为。由于是单级齿轮联轴器，因此，可将齿轮布置

15、在箱体中央，轴承对称布置在两侧。两端轴承以过度配合实现周向固定。确定各段轴的直径。外伸端直径为，联轴器定位轴肩高，靠近轴承端直径取。齿轮轴的最大直径即齿顶圆直径，为。（3）确定轴的各段长度。轮毂长为，因此取轴头直径长度为，轴承对称地置于齿轮两侧,查手册轴承的宽度为，轴径长度与轴承宽度相等为。齿轮两端与箱体内壁间的距离各取，以便容纳轴环和套筒,这样就可以定出跨距为。按箱体结构需要,轴身伸出端的长度为，为安装联轴器预留空间位置。半联轴器与轴头配合部分的长度为，但为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不是压在轴的端面上，轴头长度应比半联轴器的配合长度略段，取为联轴器的轴头长度。图5-1 高速轴的结构示

16、意图5.1.2 高速轴的强度校核计算（略）第6章 箱体结构设计箱体设计的基本原则是：箱体要有足够的刚度 箱体要有可靠的密封和便于传动的润滑 箱体要有良好的结构工艺型为了使结构紧凑，重量较轻，采用整体式箱体，材料为hl150。表6-1 铸铁箱体主要结构尺寸名 称符号尺寸关系箱座壁厚箱盖壁厚箱盖凸缘厚度箱座凸缘厚度箱座底凸缘厚度地角螺钉直径地角螺钉数目盖与座连接螺栓直径连接螺栓d2间距检查孔盖螺钉直径定位销直径df、d2至箱壁距离 df、d2至突边缘距离 轴承旁突台半径 突台高度外箱壁至轴承座端面距离齿顶圆与内箱壁距离齿轮端面与箱壁距离箱盖、箱座筋厚 轴承端盖外径 图6-1 图箱体结构示图6-2

17、减速器总装示意图6-3 箱座吊耳及箱盖 图6-4 箱座吊钩结构示意图第7章 其它零件设计7.1轴承端盖的设计7.1.1 轴承端盖的设计图7-1轴承端盖结构示意图7.1.2 轴承的选用考虑到减速器转速较小，承受的载荷低，整个减速器呈对称布置。而深沟球轴承旋转精度和极限转速较高，不仅能承受较高的径向载荷，而且也能承受一定的轴向载荷。故在该减速器中低速轴选用6212的深沟球轴承。高速轴齿轮采用6011深沟球轴承。图7-2 轴承结构示意图7.1.3 调整环的设计调整环主要用来调整轴在轴向上的位置，根据实际情况进行设计。图7-3 调整环结构示意图7.1.4 挡油环的设计图7-4 挡油环结构示意图结 束

18、语在黄均平和黄达忠老师的精心指导下，通过各个同学的讨论和学习，经过两个星期的课程设计，终于完成了“带式输送机传动装置”的设计工作，画出了一张装配图、一张3d装配轴测图、一张低速轴零件工作图和一张大齿轮零件工作图，并完成了说明书的编写。本设计虽然时间较短，也属于机构和零件的初步设计，但我非常认真地对待了设计的整个过程，做到了勤于思考，认真计算，精心设计。通过不断地向老师提问，查阅机械设计手册和相关资料、标准和规范，使我学到了很多平时课堂上学不到的东西。通过用三维建模的方式完成整个减速器的结构设计，使我更够清楚地了解到整个减速器的结构，并在cad和3d建模等的技能上得到了很大的提高；同时对机械基础这门课也有了更深刻的认识。通过编排设计说明书，掌握了word的录入编排方法。但是应该清楚的看到，我的设计仍存在诸多不足甚至错误，尺寸公差和配合关系也存在一些问题，有的地方也不太符合国家标准。我希望在今后的学习和工作中，进一步加强学习，巩固专业知识和技能，为在今后很好地进行实际工作打下坚实的基础，提高运用设