单级减速器设计说明书.docx
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单级减速器设计说明书
设计计划任务书﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎1
传动方案说明﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎2
电动机的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎3
传动装置的运动和动力参数﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎5
传动件的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎6
轴的设计计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎8
联轴器的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎10
滚动轴承的选择及计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎13
键联接的选择及校核计算﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎14
减速器附件的选择﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎15
润滑与密封﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
设计小结﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
参考资料﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎﹎16
1.拟定传动方案
为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即
v=1.1m/s;D=350mm;
nw=60*1000*v/（∏*D）=60*1000**350）
一般常选用同步转速为１０００r/min或１５００r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为１7或25。
2.选择电动机
１）电动机类型和结构形式
按工作要求和工作条件，选用一般用途的Ｙ（ＩＰ４４）系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
２）电动机容量
（１）卷筒轴的输出功率Ｐｗ
F=2800r/min;
Pw=F*v/1000=2800*1000
（2）电动机输出功率Pd
Pd=Pw/t
传动装置的总效率 t=t1*t2^2*t3*t4*t5
式中，t1,t2,…为从电动机到卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。
由表２－４查得：
弹性联轴器1个
t4=;
滚动轴承2对
t2=;
圆柱齿轮闭式1对
t3=;
V带开式传动1幅
t1=;
卷筒轴滑动轴承润滑良好1对
t5=;
则
t=t1*t2^2*t3*t4*t5=*^2***＝
故
Pd=Pw/t=
（３）电动机额定功率Ped
由第二十章表２０－１选取电动机额定功率ped=4KW。
3）电动机的转速
为了便于选择电动事，先推算电动机转速的可选范围。
由表２－１查得V带传动常用传动比范围2~4，单级圆柱齿轮传动比范围3~6，
可选电动机的最小转速
Nmin=nw*6=*6=min
可选电动机的最大转速
Nmin=nw*24=*24=r/min
同步转速为960r/min
选定电动机型号为Ｙ１32Ｍ1－６。
４）电动机的技术数据和外形、安装尺寸
由表２０－１、表２０－２查出Ｙ１32Ｍ1－６型电动机的方根技术数据和
外形、安装尺寸，并列表刻录备用。
电机型号
额定功率
同步转速
满载转速
电机质量
轴径mm
Y132M1-6
4Kw
1000
960
73
28
大齿轮数比小齿轮数=101/19=
３．计算传动装置总传动比和分配各级传动比
１）传动装置总传动比
nm=960r/min;
i=nm/nw=960/=
２）分配各级传动比
取V带传动比为
i1=3;
则单级圆柱齿轮减速器比为
i2=i/i1=3=
所得i2值符合一般圆柱齿轮和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。
４．计算传动装置的运动和动力参数
１）各轴转速
电动机轴为０轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为
n0=nm;
n1=n0/i1=3=320r/min
n2=n1/i2=320/=min
２）各轴输入功率
按机器的输出功率Pd计算各轴输入功率，即
P0=Ped=4kw
轴I的功率
P1=P0*t1=4*=
轴II功率
P2=P1*t2*t3=**=
３）各轴转矩
T0=9550*P0/n0=9550*4/960=Nm
T1=9550*P1/n1=9550*320=Nm
T2=9550*P2/n2=9550*=Nm
二、设计带轮
1、计算功率
P=Ped=4Kw
一班制，工作８小时，载荷平稳，原动机为笼型交流电动机
查课本表８－１０，得KA=;
计算功率
Pc=KA*P=*4＝
2选择普通Ｖ带型号
n0=960r/min
根据Pc=，n0=960r/min,由图13-15（205页）查得坐标点位于A型
d1=80~100
３、确定带轮基准直径
表８－１１及推荐标准值
小轮直径
d1=100mm;
大轮直径
d2=d1*=100*=350mm
取标准件
d2=355mm;
4、验算带速
验算带速
v=∏*d1*n0/60000=*100*960/60000=5.0265m/s
在5~25m/s范围内
从动轮转速
n22=n0*d1/d2=960*100/355=270.4225m/s
n21=n0/=960/=274.2857m/s
从动轮转速误差=（n22-n21）/n21=
5、V带基准长度和中心距
初定中心距
中心距的范围
amin=*（d1+d2）=*（100+355）=341.2500mm
amax=*（d1+d2）=*（100+355）=364mm
a0=350mm;
初算带长
Lc=2*a0+pi*（d1+d2）/2+（d2-d1）^2/4/a0
Lc=1461.2mm
选定基准长度
表8-7,表8-8查得
Ld=1600mm;
定中心距
a0+（Ld-Lc）/2=/2=419.4206mm
a=420mm;
amin=*Ld=*1600=396mm
amax=a+*Ld=420+*1600=468mm
6、验算小带轮包角
验算包角
＝180-（d2-d1）*a=180-（355-100）*a
>120度故合格
7、求V带根数Z
由式（13-15）得
查得n1=960r/min,d1=120mm
查表13-3P0=
由式13-9得传动比
i=d2/（d1（1+=350/（100*（1+=
查表（13-4）得
由包角度
查表13-5得Ka=
KL=
z=（+**=3
8、作用在带上的压力F
查表13-1得q=
故由13-17得单根V带初拉力
三、轴
初做轴直径：
轴I和轴II选用45#钢c=110
d1=110*（320）^（1/3）=25.096mm
取d1=28mm
d2=110*60）^（1/3）=43.262mm
由于d2与联轴器联接，且联轴器为标准件，由轴II扭矩，查162页表
取YL10YLd10联轴器
Tn=630>轴II直径与联轴器内孔一致
取d2=45mm
四、齿轮
1、齿轮强度
由n2=320r/min,P=,i=3
采用软齿面，小齿轮40MnB调质，齿面硬度为260HBS，大齿轮用ZG35SiMn调质齿面硬度为225HBS。
因
，
SH1=，SH2=
，
，
因：
，
，SF=
所以
2、按齿面接触强度设计
设齿轮按9级精度制造。
取载荷系数K=，齿宽系数
小齿轮上的转矩
按
计算中心距
u=i=
mm
齿数z1=19,则z2=z1*=101
模数m=2a/（z1+z2）=取模数m＝
确定中心矩a=m（z1+z1）/2=150mm
齿宽b=
b1=70mm,b2=60mm
3、验算弯曲强度
齿形系数YF1=，YF2=
按式（11-8）轮齿弯曲强度
4、齿轮圆周速度
按162页表11-2应选9做精度。
与初选一致。
五、轴校核：
圆周力Ft=2T/d1
径向力Fr=Ft*tan
=20度标准压力角
d=mz=*101=252.5mm
Ft=2T/d1=2*=
Fr=*tan20=
1、求垂直面的支承压力Fr1,Fr2
由Fr2*L-Fr*L/2=0
得Fr2=Fr/2=
2、求水平平面的支承力
FH1=FH2=Ft/2=
3、画垂直面弯矩图
L=40/2+40/2+90＋10=140mm
Mav＝Fr2*L/2＝*140/2=
4、画水平面弯矩图
MaH=FH*L/2=*140/2=
5、求合成弯矩图
6、求轴传递转矩
T=Ft*d2/2=**101/2=
7、求危险截面的当量弯矩
从图可见a-a截面是最危险截面，其当量弯矩为
轴的扭切应力是脉动循环应力
取折合系数a=代入上式可得
8、计算危险截面处轴的直径
轴的材料，用45#钢，调质处理，由表14-1查得
由表13-3查得许用弯曲应力
，
所以
考虑到键槽对轴的削弱，将轴的最小危险直径d加4%。
故d=*=26.42mm
由实际最小直径d=40mm,大于危险直径
所以此轴选d=40mm,安全
六、轴承的选择
由于无轴向载荷，所以应选深沟球轴承6000系列
径向载荷Fr=，两个轴承支撑，Fr1=2＝
工作时间Lh＝3*365*8=8760（小时）
因为大修期三年，可更换一次轴承
所以取三年
由公式
式中fp=,P=Fr1=,ft=1（工作环境温度不高）
（深沟球轴承系列）
由附表选6207型轴承
七、键的选择
选普通平键A型
由表10-9按最小直径计算，最薄的齿轮计算
b=14mm,h=9mm,L=80mm,d=40mm
由公式
所以
选变通平键，铸铁键
所以齿轮与轴的联接中可采用此平键。
八、减速器附件的选择
1、通气器：
由于在外界使用，有粉尘，选用通气室采用
2、油面指示器：
选用油标尺，规格M16
3、起吊装置：
采用箱盖吊耳，箱座吊耳
4、放油螺塞：
选用外六角细牙螺塞及垫片
5、窥视孔及视孔盖
选用板结构的视孔盖
九、润滑与密封：
1、齿轮的润滑：
采用浸油润滑，由于低速级大齿轮的速度为：
查《课程设计》P19表3-3大齿轮浸油深度为六分之一大齿轮半径，所以取浸油深度为30mm。
2、滚动轴承的润滑
采用飞溅润滑在箱座凸缘面上开设导油沟，并设挡油盘，以防止轴承旁齿轮啮合时，所挤出的热油溅入轴承内部，增加轴承的阻力。
3、润滑油的选择
齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备选用
L-AN15润滑油
4、密封方式选取：
选用凸缘式端盖，易于调整轴承间隙，采用端盖安装毡圈油封实现密封。
轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承外径决定。
设计小结：
二、课程设计总结
设计中运用了Matlab科学工程计算软件，用notebook命令调用MS—Word来完成设计说明书及设计总结，在设计过程中用了机械设计手册软件版辅助进行设计，翻阅了学过的各种关于力学，制图，公差方面的书籍，综合运用了这些知识，感觉提高许多，当然尤其是在计算机软件CAD方面的运用，深切感到计算机辅助设计给设计人员带来的方便，各种设计，计算，制图全套完成。
由于没有经验，第一次做整个设计工作，在设计过程中出现了一些错误比如线形，制图规格，零件设计中的微小计算错误等都没有更正，设计说明书的排版也比较混乱等等。
对图层，线形不熟悉甚至就不确定自己画出的线，在出图到图纸上时实际上是什么样子都不知道，对于各种线宽度，没有实际的概念。
再比如标注较混乱，还是因为第一次做整个设计工作，没有经验，不熟悉。
这次设计的目的是掌握机械设计规律，综合运用学过的知识，通过设计计算，绘图以及运用技术标准，规范设计手册等有关设计资料进行全面的机械设计技能训练。
目的已经达到，有许多要求、标准心中虽然明确理解掌握但是要全力，全面的应用在实际中，还有待于提高水平。
虽然它可能不是良好、优秀，但是既然教学环节、课程设计目的已经达到，那么这次设计做的就是完全合格的。
当然还受软件的熟悉，运用程度的影响，所有这些必须得参加实践，接触实际工程设计中才能提高。
带轮，齿轮，轴，轴承这些关键的设计计算都达到合格，并且用机械设计手册软件版的验证了。
通过这次课程设计，感到机械设计综合了力学，公差，材料，制图等学科的知识，要好了这些功课，才能做好机械设计。
参考资料：
《工程力学》，《机械设计基础》，《机械设计指导》，《互换性技术与测量》，《机械制图》
Nw=min
Pw=
效率t=
Pd=
Ped=4Kw
i=
i1=3
i2=
n0=960r/min
n1=320r/min
n2=min
P0=4Kw
P1=
P2=
T0=
T1=
T2=
KA=
Pc=
d1=100mm
d2=355mm
初定中心距
a0=350mm
Lc=1461.3mm
Ld=1600mm
中心距
a=420mm
z=3根
预紧力
FQ＝
d1=28mm
d2=45mm
YL10YLd10
T1=
m=
a=150mm
=20度
Ft=
Fr=
FH1=FH2=
Mav=
MaH=
Ma＝
Me=
Fr1=
Lh=8760小时
6207型
b
h
L=14
9
80
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