《单级斜齿圆柱齿轮减速器说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单级斜齿圆柱齿轮减速器说明书（34页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、毕业设计目录l设计任务 .2 电动机的选择计算 .3 传动装置的运动和动力参数计算 .4传动零件的设计计算 .5齿轮的设计计算 .6轴的设计计算 .7减速器高速轴的校核 .8减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.9高速键联接的选择和验算 .10联轴器的选择 .北方民族大学机械设计基础课程设计说明书11润滑与密封 .12 参考文献13 设计体会. .一 设计任务1 总体布置简图1电动机； 2皮带； 3齿轮减速器； 4带式运输机； 5鼓轮； 6联轴器2 工作情况：载荷平稳、单向旋转3 原始数据鼓轮的扭矩 T（N·m）：鼓轮的直径 D（mm）：400运输带速度 V（m/s）：1.5带速允
2、许偏差（）： 5使用年限（年）：10工作制度（班 / 日）：24 设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算；2北方民族大学机械设计基础课程设计说明书2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核；6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写5 设计任务a) 减速器总装配图一张b) 齿轮、轴零件图各一张c) 设计说明书一份6 设计进度1、第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、第二阶段：轴与轴系零件的设计3、第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、电动机的选择计算如图 2-1 所示的胶带运
3、输带的有效拉力F=6500N，工作速度 v=1.5m/s, 传动滚动直径D=400mm,载荷平稳，电源为三相交流，空载启动，室内工作有粉尘, 使用期限 10 年。带速允许误差大于 -5%且小于 5%,试选择电动机。图 2-11. 选择电动机系列3北方民族大学机械设计基础课程设计说明书按工作要求及工作条件选用三相异步电动机 , 封闭自扇冷式结构 , 电压为 380V,Y 系列。 2. 选择电动机功率FV6500 1.5卷筒所需的有效功率： PW =9.75kw10001000传动装置的总效率：V 带传动的效率带=0.95闭式齿轮的传动效率齿轮 =0.97一对滚动轴承的效率轴承 =0.98联轴器的
4、效率联轴器 =0.99传动滚筒效率滚筒 =0.96传动总效率 =0.95 ×0.97 ×0.98 2×0.99 ×0.96=0.841所需电动机功率Pr = Pw =9.7511.59kw0.841由表 9-39（指导书 209 页）可选用 Y 系列三相异步电动机Y180L-6 型，额定功率 P0 =15kw或选用 Y 系列三相异步电动机Y160L-4 型，额定功率 P0 =15kw,均满足 P0 > P r 。3. 选取电动机的转速滚筒转速60nW =71.66r/minD根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为15KW，同步转速分别为1500r/
5、min 和1000r/min 两种型号的电动机。电动机数据及传动比方案号电机型额定功率同步转速 /满载转速总传动号/KW（ r/min ）/(r/min)比1Y160L-4151500146020.374北方民族大学机械设计基础课程设计说明书2Y180L-6 15100097013.54通过比较决定选择第2 种方案，电动机型号为 Y180L-6,同步转速为 1000r/min ，所选电动机的数据和安装尺寸如下表额定功率 P0/kw15电动机外伸轴直径 D/mm38满载转速 n （r/min）970电动机外伸轴长度 E/mm800额定扭矩1.8电动机中心高 H/mm132三、传动装置的运动及动力
6、参数计算1、分配传动比电动机的满载转数 n0=970r/min总传动比i 总 = n 0/n w = 970/71.66=13.54取 i 带 =2.5 则减速器的传动比 i 齿轮 = i 总/i 带=13.54/2.5=5.4162、各轴功率、转速和转矩的计算0 轴：即电机轴P0=Pr =11.59kwn0=970r/minT0=9550×P0/n 0=9550 11.59/970=114.11 N m轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i 带 =2.5 ，带传动效率 带=0.95 ，P1= P0·01= P0·带 =11.59 × 0.95=11.01
7、kwn1= n 0/i01 =970/2.5=388r/minT1=9550×P1/n 1 =9550×11.59/388=285.27 Nm轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为轴承 =0.98闭式齿轮传动的效率为 齿轮 =0.97 则 12=0.97=0.980.97=0.955北方民族大学机械设计基础课程设计说明书P2=P1· =11.01 ×0.95=10.46kw12n 2=n1/i 12 =388/5.416=71.64r/minT 2=9550× P2 /n 2 =9550× 10.46/71.64=1394.
8、31N m轴：即传动滚筒轴 轴承 =0.98 联轴器 =0.99 齿轮 =0.97 23=0.98 0.99 0.97=0.94P3 =P2 × 23=10.46 ×0.94=9.83kwn 3 = n 2 /i 23 =71.64/1=71.64r/minT3=9550×P3 /n 3 =9550×9.83/71.64=1310.71N m各轴运动及动力参数轴序号功率 P/kw转速 n/(r/min)转矩 T/Nm传动型式传动比效率 011.59970114.11V 带传动2.50.95111.01388285.27闭式齿轮传动5.4160.97210
9、.4671.641394.31弹性联轴器1.00.9939.8371.641310.71四、传动零件的设计计算1、V 带传动的设计算(1) 确定设计功率 PC , 载荷有轻度冲击， 2 班制， K A =1.2 （书 218） PC= K A ×P=18kw6北方民族大学机械设计基础课程设计说明书(2) 选取 V带的型号 根据 PC 和 n0，因工作点处于 B 型区，故选 B 型带。（课本图 13-15 ）(3) 确定带轮基准直径 d d 1 、 d d 2选择小带轮直径 d d1由表 10-4 （书 P214页）确定 dd1=140mm验算带速 V（书 P211）V=dd1n0=7
10、.1m/s60 1000在 5m/s25m/s 之间，故合乎要求。（书 P220）确定从动轮基准直径d d 2 ( 书 P211)dd 2 = n1 dd1 (1-)=2.5 ×140(1-0.02)=343mmn2按表 10-5 （书 215 页）取从动轮基准直径为d d 2 =355mm(4) 确定中心距 a 和带的基准长度 Ld 初定中心 a 0 （书 P220）取初定中心距 0. 7(d d1+dd2) a02(d d1+dd2)a 0 =1.8( d d 1 + dd 2 )=1.8(140+355)=891mm确定带的计算基准长度Ld 按式dd12L d 0=2a0(dd
11、2)3551402+ ( d d 1 + d d 2 )+4a0=2 891(140 355)4891=2572.1222由表 10-2 （书 213 页）取标准 L =2500 d确定实际中心距a =a0 + LdLd 0 =891+25002572.12 =855 22(5) 验算包角17北方民族大学机械设计基础课程设计说明书1180°- (dd 2dd 1) × 57.3 ° =180° - 355 140 ×57.3 °=165° 1200a855符合要求(6) 确定带根数 z根据电机的转速n=970 和小带轮直径
12、140mm，由图 10-7 （书 P214页）查得 P 0 =2.2kw ，再由表 13-5 （书 216 页）得P0 =0.3(i=2.5)由表 13-7（书 P217页）查得 K a =0.96由表 13-2（书 P212页）查得 KL =1.03Z=Pc=5.5=2.20 根(P0 P0 ) K a K L(22 0.3) 0.971.03取 Z=3根（7）、计算作用于轴上的载荷F R单根 V 带的初拉力：F0=500 Pc( 2.5 -1) +q 2=50018( 2.51) 0.17 7.12 =686.38NzK a7.1 30.96式中 q 由表 10-1 （指导书 140 页）
13、查得 q=0.17Kg/m。F R =2F0 Z sin1 =2 686.38 3sin 165=4082.25N22（8） 带轮结构设计带速 V30m/s材料用灰铸铁用 HT150或 HT200dd1 <300mm 用腹板式dd 2 >300mm 用轮辐式（9） 带轮轮槽尺寸由表 4-2 （指导书 224 页）得 h c =15mm,ha min =3.5mm,e=19mm,fmin =11.5mm8北方民族大学机械设计基础课程设计说明书Bd=14mm,min =7.5mmB=(z -1)e+2f=(3-1)19+2 11.5=61mm图 4-1小带轮结构图9北方民族大学机械设计
14、基础课程设计说明书图 4-2 大带轮结构图五、齿轮的设计计算：1. 选择齿轮材料精度等级10北方民族大学机械设计基础课程设计说明书齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45 钢，调质处理，小齿轮 45 调质 ,，硬度；B =650MPa, S =360Mpa217255HB大齿轮 45 正火 ,B =580MPa,S =290MPa,硬度 162217HB。齿轮精度等级为8 级.计算循环次数 NN1 =60n1 jLh =60 388 1(10365 16)=1360000000（工作十年，两班制）N2 = N1 =1360000000 =2.5110 8i5.416由表 11-5 （P171
15、页）取载荷系数 S H min =1.0由图 11-1 （书 166 页）查得HLim 1 =600Mpa ，HLim 2 =380MPa计算许用接触应力H1 =H lim 1 = 600 =600MpaSH min1.0H2 =H lim 2= 380 =380MpaSH min1.0因H1 <H2 计算中取 H1 = H 2 =380MPa2. 按齿面接触强度确定中心距小轮轮距 T 1T1 =9.5510 6 P1 =9.55 10 611.01 =270000N mN1388由表 11-3（P169）取得 K=1.8，由表 11-6 （P175）取得a =0.8 ，由表 11-4（
16、P171）取得 Z E =188.92KT1( Z H Z E ) 2 (u 1)3 H =130.25mma tau取中心距 a=130.25mm取小轮齿数 Z1 =2111北方民族大学机械设计基础课程设计说明书则大齿轮数 Z2 =114所以 i实 =114/21=5.428计算得到i =（5.428-5.416 ）/5.416=0.18%i 在正负 5%之间，故合理。模数 m=d1 / Z1 =6.5mm齿宽 b= ad1 =104.2查表 4-1 （P57），取 m=6.5mmd1 =m Z1 =136.5mmd2 =m Z2 =741mm圆周速度 v=3.14136.5388/6010
17、00=2.77m/s对照表 11-2 （P168）可知，选用 8 级精度是合适的。3 验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11-3 得 k A =1.25由图 11-2 （b）（指导书 177 页）按 8 级精度和 vZ1 /100=1.02425/100=0.256m/s得 kv=1.0212北方民族大学机械设计基础课程设计说明书齿宽 baa0.3515554.25mm由图11（ ）（指导书页）按b/d154.25 / 50.987 1.0643 a177考虑到轴的刚度较大和 齿轮相对轴承为非对称 布置，得 k1.18由表11（指导书页）得k1.24178载荷系数 KKAKVKK1
18、.25 1.021.181.2 1.805由表11（指导书页）Z v13326.514178Z1 / cos25 / cos11.2933Z v 2Z 2 / cos127 / cos11.29134.7得1，20.8220.796120.7960.8221.618bsin54.25sin11.291.69mn3.142由图11（指导书页）得Z0.7546180ZH ZEZ Z2KT1 (u1)2.45188.921.805108183(5.08 1)Hbd12u0.754 0.9854.2550.98725.08611MPaH 632.8MPa3 校核齿根弯曲疲劳强度按Z v126.51,
19、Z v2由图11（书页）查得YFa12.9, YFa 22.23134.78173由图11（指导书页）查得Ysa11.58,Ysa21.8211184由表11（书页）查的Yfe1450MPa, Yfe2300MPa, Sf 1.251166由图11（指导书页）查得Flim1290MPa, Flim2 220MPa16(b)187由图11（指导书页）查得YX 1YX 21.0,取YST2.0, SFmin1.418188由图11（指导书页）查得YN 1YN 21.017188F 1=450 =360MPa1.25F 2= 300 =240MPa1.25F 1 =2KT1YFa 1 Ysa1 =2
20、1.82700002.91.58bm mZ11046.56.521=48.27MPa<F 1=360 Mpa，安全YFa 2 Ysa2=2.231.82F 2 =F 148.27，安全YFa 1Ysa12.9=42.76MPaF 2 =240Mpa1.5813北方民族大学机械设计基础课程设计说明书5. 齿轮主要参数及几何尺寸计算z1 =21z2 =114mn =6.5mm u=5.428d 1=136.5mm d 2=741mma =438.75mmhaha*hf c*haha *m165.6.5mmhf(ha *c*)m1.25 6.5 8.125mmda1d12ha149.5mmda
21、 2d22ha754mmd f 1d12hf120.25m md f 2d 22hf724.75mm齿宽 b 2b54.25,b1b2(5 10） 59.24 64.24mm,取 60mm六 轴的设计计算1减速器高速轴的设计计算（1）选择轴的材料轴的材料为 45 号钢，调质处理（2）按扭矩初步估算轴端直径按公式P1d1 A0 3n1其中 A0 =110160，取 A0 =110d1 A0 3P1=110 311.01n1110 0.3 33mm388考虑轴端有一个键槽d1=35mm该段轴长 ll=70mm（3）初选滚动轴承该轴设计为直齿齿轮轴，考虑到强度要求，选用深沟球轴承。根据轴端尺寸，带轮
22、的定位方式和轴承的大概安装位置，初选单列圆锥滚子轴承6210.14北方民族大学机械设计基础课程设计说明书（4）设计轴的结构123d4dddd图 6-1a. 轴的径向（轴径）尺寸的确定根据定位方式和轴承的大概安装位置等初选d1=35mm,d2=42mm,d3=d4=50mm,齿轮轴的分度圆直径 d=137mm。b. 轴的轴向尺寸的确定各轴段如图 6-1 所示 ，根据各轴段上安装的零件宽度等结构确定各段长分别为：d1 段 70mm,d2段 65mm,d3、d4 段均 50mm,轴环均 8mmc 确定轴承的润滑方式与密封方式齿轮轴的最大圆周速度：Vd1n13.14137 3881000602.782
23、m / s601000由于 V>2m/s所以滚动轴承采用油润滑高速轴密封处的圆周速度VVdn3.14423881000600.844m / s601000由于 V<2m/s，所以采用毡圈密封。低速轴密封处的圆周速度 VVdn3.146571.641000600.244m / s601000由于 V<2m/s所以也可以采用毡圈密封。15北方民族大学机械设计基础课程设计说明书七减速器高速轴的校核1. 对轴进行分析，作当量弯矩图。（1）计算作用于齿轮轴上的作用力转矩T9.55106P1270994mmn1N2T2270994圆周力 Ft =3596 Nd137径向力 Fr = Ft
24、3596N轴向力 Fa = Fttan3596 tan 00 （2）. 求支座反力 .a. 铅直面内的支座反力RAY (L1L2 ) Ft L20据MB 0，得RAYFt L2359665L1L2701731N65据Y0，得RBYFtRAY359617311865Nb. 水平面内的支座反力据 MB 0，得dRAZ (L1L2 )Fa 2Fr L20Fr L2Fad3596 650 137RAZ221731NL1L27065据Z0,得RBZFrRAZ3596-1731=1865N16北方民族大学机械设计基础课程设计说明书（3）. 作弯矩图a. 铅直面内弯矩 MY 图在 C 点M CYRAY L1
25、173170121170N mmb. 水平面内弯矩 MZ 图在 C点左边M CZRAZ L11773 70 121170N mm在 C点右边M CZRBZ L21865 65 121225 N mmc. 作合成弯矩图在 C点左边M CM CY2M CZ2(121170) 2(121170)2171334N mm在 C点右边M CM CY2M CZ2(121170) 2(121225) 2172061Nmm（4）. 作转矩图T=270994Nmm（5）. 作当量弯矩图该轴单向工作转矩按脉动循环考虑取=0.6当量弯矩 MV= M 2( T)2在 C点左边M VCM C2( T ) 2(171334
26、)2(0.6270994) 2231537 Nmm 在 C点右边MVCMC2( T)2(172061) 2(0.6 0) 2172061N mm在 D 点M VDT0.6270994162596N mm17北方民族大学机械设计基础课程设计说明书（6）. 按当量弯矩计算轴的直径由 M V 图看出 C点的当量弯矩 M V 最大。 D 点轴的断面尺寸较小。所以该轴的危险断面是 C 点和 D 点。由 45 钢（调制处理）查表13-1 （指导书 218页）得b =650MPa；在查表 13-2 查表得 b 1 =60MPa。按式（ 13-4 ）计算 C 点轴的直径dCM VCmm30.1 b 1考虑键槽
27、影响，有一个键槽，轴径加大5%dC33.78(10.05)35.47mm该值小于原设计该点处轴的直径，安全。D 点轴的直径d DM VDmm30.1b 1考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5%d D30.04(10.05)31.54mm该值小于原设计该点处轴的直径，安全。八减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算已知 :6210 轴承 (50 × 90×20) 。基本额定动载荷C=27KN，基本额定静载荷 C0=19.8KN,e=0.21,Y=2.3.由前面计算得知 :该对轴承的水平支反力分别为：RAZ1731, RBZ1865垂直支反力分别为：RAY1731N，RBY186
28、5N合成支反力：18北方民族大学机械设计基础课程设计说明书RA =RAY2RAZ217132171322422 NRB =RBY2RBZ21865 21865 22637 NSARA2422527N2Y22.3SBRB2637573N2Y22.3SBFA5730573NSA527NAA573N , AB527NAA573e0.21RA0.242422所以取 X A =0.9, YA =0.9轴承承受轻度载荷冲击，支反力A 处有弯矩。所以取 f d =1.2,fm =1.5PA = fd f m ( X A RAYA AA )= 1.21.5(0.9 2422 0.9 527)4777.3NAB
29、527e0.21RB0.202637所以取 X b =1,Y b =0PB = fd f m RB1.21.526374746.6N19北方民族大学机械设计基础课程设计说明书106f t c1061 27000103158930hA（）PA >PB 计算轴承 A的寿命 P =P60 3884777.360n预期寿命满足要求九. 高速轴键联接的选择和验算大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知： V 带带轮材料为钢 ，轴的材料为 45 钢， V 带与轴的配合直径为 35mm，V 带轮毂长为 70mm，传递转矩 T=114.11Nm1. 选择键的材料、类型和尺寸
30、。a. 键的材料选用 45 钢，b. 选择最常用的 A 型普通平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。c. 键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d=35mm由标准中选定，键的长度由轮毂长确定，查表得 b×h=8*7,L=65mm.2. 键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三个零件中较弱零件的压溃。由于带轮材料是钢，许用挤压应力由表9-7 （指导书 135 页）查得。p =100MPa键的计算长度 l=L-b=65-8=57mm4T4114.11103p = dhl35 732.68MPa p =100Mpa安全57十联轴器的选择在减速器低速轴与工作机之间需采用
31、联轴器联接。由于工作机和减速器之间可能产生一定的径向位移和角位移。故选用弹性柱销联轴器。20北方民族大学机械设计基础课程设计说明书由式Tc=K A T=1.5×·n= 71.64r/min1310.71=1966.07 N m由表 2-14-1( 课设指导书 114 页 )LH4联轴器 40× 84 GB/T50142003其公称转矩 Tn=1250 N·m<1966.07 N·m，许用转矩 n =2800r/min>71.64r/min十一 减速器箱体的结构设计参照参考文献机械设计课程设计（修订版）鄂中凯，王金等主编东北工学院出版
32、社1992年第 19 页表 1.5-1 可计算得，箱体的结构尺寸如表8.1 ：表 8.1 箱体的结构尺寸减速器箱体采用 HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计算公式计算结果箱座壁厚度 （0.25 3）160a18 =（56）mm取=8mm箱盖壁厚度 11 （0.8 0.85）8=（6.4608 ）取1=8mm机座凸缘厚度 bb=1.5 =1.5 × 8=12mmb=12mm机盖凸缘厚度 b1b1=1.5 1=1.5 ×8=12mmb1=12mm箱底座凸缘厚度 PP=2.5 =2.5 × 8=20mmP=20mm地脚螺钉直径和数目D =16mm n=4D =
33、16mm n=4ff通气孔直径Df =20mmDf =20mm地脚沉头座直径 D0D =45mmD =45mm00底座凸缘尺寸C1min=25mmC1min=25mm21北方民族大学机械设计基础课程设计说明书C2min=23mmC2min=23mm轴承旁连接螺栓直径 d1d1= 12mmd1=12mm定位销直径d =(0.70.8)9=6.37.2d =7mm箱座盖连接螺栓直径d 2 =(0.50.6)16=89.6mmd 2 =8mm大齿轮顶园与箱内壁距离1 =1.2 × 8 9.6mm1 =10mm上下箱连接螺栓通孔直径 d 22 8 （ 1015）mm2 =10mm轴承盖螺钉直
34、径和数目 n,d 3n=4, d 3=8mmn=4d3 =8mm检查孔盖螺钉直径 d4d4=（0.30.4 ） 16=4.86.4mmd4 =6mm取 D=100mm1轴承端盖外径 D1D1 =(55.5) × 7+62=97100.5（凸缘）箱体外壁至轴承座端面距离 KK= C1+ C2+(58)=32mmK=32mm机盖、机座肋厚 m1, mm1=0.85 1=6.8mm, m=0.85 =6.8mmm1=7mm,m=7mm十二 润滑与密封1 减速器齿轮传动润滑方式和润滑油的选择 a. 减速器齿轮传动润滑方式 : 油润滑；b. 润滑油的选择：工业闭式齿轮油（ GB/T59031995）代号为 100。2 减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择a. 油润滑；b. 润滑剂： 150 号机械油3.减速器密封装置的选择、通气器类型的选择密封装置的选择：高速轴：毡圈45 FZ/T92010 1991低速轴：毡圈53 FZ/T92010 199122北方民族大学机械设计基础课程设计说明书十五 参考文献：1、机械设计基础主编杨可桢程光蕴李仲生2、机械设计课程设计主编孙德志张伟华邓子龙3. 机械设计课程设计主编席光伟杨光李波23
