一级圆柱齿轮减速器设计说明书.docx
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一级圆柱齿轮减速器设计说明书
精密仪器课程设计
设计题目：
一级齿轮减速器
班级：
13030341
学号：
1303034125
姓名：
杨晓建
指导老师：
张红艳
一、电动机的选择---------------------------4
二、传动比的分配--------------------------5
三、传动装置各轴的运动和动力参数---------5
四、V带的设计与计算-----------------------7
五、齿轮的选择----------------------------10
六、轴的设计--------------------------------13
1、Ⅰ轴的设计〔高速轴〕----------------13
2、Ⅱ轴的设计〔低速轴〕-----------------19
七、减速箱的设计-------------------------25
八、润滑的选择---------------------------26
九、参考文献----------------------------27
精密仪器课程设计任务书
1、设计:
带式运输传动系统
2、题目:
要求：
传动装置含有圆柱齿轮减速器
3、原始:
1〕运输带工作拉力：
F=1789N
2〕运输带工作速度V=2m/s
3）运输机卷筒直径D=400mm
4、传动简图
1、V带运动2、运动带3一级圆柱齿轮减速器4、联轴器
5、电动机6、卷筒
5、工作条件:
连续单向运转，载荷平稳，空载起动，380/220V的三相交流电源。
6、技术要求:
使用年限8年，小批量生产，两班制工作，
7、设计任务:
说明书一份，装配图一份
一、电动机的选择
1、确定电动机的类型
按工作要求选择Y系列全封闭直扇冷式笼型三相异步电动机，电压380/220V
2、选择电动机的容量
查?
机械设计课程设计?
按〔2-1〕式电动机所需功率为，按〔2-2〕式工作所需功率为，
传动装置的总效率为
按表2-3确定各局部效率，V带传动效率，滚动轴承传动效率，闭式齿轮传动效率，联轴器，传动滚筒，
所需电动机功率为，
因为载荷平稳电动机额定功率Ped大于Pd即可。
3、确定电动机转速
滚筒工作转速，，
V带传动比常用范围i带=2～4，齿轮传动比常用范围为i齿=3～5，
i总范围为6～20，故电动机转速nd=inw=（6～20）×170.9=（1025.4～3418）r/min,符合这一范围同步转速有1500r/min
由表16-1得电动机数据及计算的总传动比：
〔表一〕
电动机型号
额定功率
满载转速
堵转
转矩
最大
转矩
总传动比i
Y132M-8
3KW
710r/min
2.0
2.0
5.90
Y132S-6
3KW
960r/min
2.0
2.0
8.0
Y100L2-4
3KW
1440r/min
2.2
2.2
11.82
根据表中数据，综合考虑，选用电动机为Y100L2-4，传动比为11.82，易于分配传动比。
二、分配传动比
1、总传动比i总=n电/nw=1440/120.31=8.43
2、分配传动装置上各级传动比
由?
机械设计课程?
中表2-1取V带传动：
比i=2~4，取i带=3那么减速器传动比为
三、传动装置各轴的运动动力参数
1、I轴〔高速轴〕
P1=Poη1=3.041KW
2、Ⅱ轴〔低速轴〕
P2=PO·η01·η2·η3=2.919KW
4、Ⅲ轴〔滚筒轴〕
P3=P2·η2·η4=2.89KW
输出功率或转矩分别为各轴的输出功率或输出转矩乘以轴承效率0.99
各轴运动和动力参数：
〔表二〕
轴名称
功率（KW）
转速（r/min）
转矩（N·mm）
I
3.99
324
20210
II
3.79
96
40800
III
3.041
96
16200
1、选择V带型号
查?
机械设计根底?
表6-5根据工作条件系数KA=1.3,由式〔6-14〕得Pd=KAP,Pd=1.3×2.4=3.12KW,根据Pd和n1查图6-8选A型带
2、确定带轮的基准直径dd1、dd2
（1）选取小带轮的直径dd1，由于Pd-n坐标的交点落在图6-8中A型带区内虚线的上方应选dd1=100mm
〔2〕确定带轮的基准直径
取小带轮直径d1=100mm>=75mm
所以大带轮直径d2=n1/n2*d1=210mm
实际传动轮转速
V===6.6m/s
带速一般应在5～25之间,V=6.6m/s，适宜
3、确定中心距和带的基准长度Ld
（1）初定中心距a0
根据式〔6-16〕0.7〔dd1+dd2〕≤a0≤2（dd1+dd2）,
0.7×（100+210）≤a0≤2×（100+210），所以a0取600mm
（2）确定带的长度Ld
由式〔6-17〕计算Ld
查表取Ld=1500mm,中心距a0=600mm
（4）验证小带轮包角α1
由式〔16-9〕得
因为，，所以适宜
（5）确定V带的根数Z
因为，A型带，i=3,查表6-3得，,ΔP=0.11,查表6-4得，，查表6-2得将各数值代入式〔6-20〕中取Z=3
（6）计算初拉力F0
查表6-1，A型带q=0.10㎏·m由式（6-21）得（7）计算带作用在轴上的力Fr
（8）带轮的结构设计
查?
机械设计根底?
表6-1，小带轮dd1=100mm采用实心轮，大带轮dd2=210mm,采用H型—孔板轮，取轮缘宽度B=〔Z-1〕e+2f=（3-1）×15+2×10=50mm,根据?
机械设计根底?
表6-1，取孔径d=25mm,按表6-1确定结构尺寸，基准宽，bd=11mm,槽顶宽b=13.2mm,基准到槽顶高hmin=2.75mm,基准到槽府深hmin=8.7mm,第一槽到端面距离f=10mm,槽间距e=15mm,最小轮缘厚δ=6mm,轮缘外径da=dd+2ha=300+2×2.75=305.5mm,轮缘内径d2=dd-2（hf+δ）=300-2×（8.7+6）=270.6mm,槽楔角φ=340，腹板厚s=15mm.
五、齿轮的选择
1、确定材料确定许应力
查?
机械设计根底?
，因为传动带为轻冲击载荷，大小齿轮均用40Cr调质处理硬度,H1=H2=48～55计算时取H1=H2=52HRC精度等级8级，根据表8-8,Ra=1.6μm,速度V≤6〔m·s-1〕,σHLin1=σHLim2=1200MPa,查图8-40得，[σH1]=[σH2]=0.96×σHLim=0.96×1200=1080MPa，查图8-42得，[σFLim1]=[σFLim2]=370MPa，单向受力，
[σF1]=[σF2]=1.4×[σFLim1]=518MPa
2、初定主要尺寸
（1）传动比对于一般单级减速器传动i≤7,在前面已经计算出i=2.7
（2）齿数Z一般齿数Z≥17，防止产生根切现象取Z1=25
（3）齿宽系数φd根据?
机械设计根底?
查表8-15φd=0.6，Z2=iZ1=2.7×25=68
（4）齿数比μ=
（5）载荷系数K查表K=1.4，转矩T1=74.61×103N·m
（6）材料弹性系数查表，
（7）节点区域系数查图
ZH=2.5，，
对于传递动力地齿轮，模数不宜小于1.5～2mm，以免模数过小发生意外断齿，根据?
机械设计根底?
表8-2，选m=2.5
3、计算齿轮主要参数
①小齿轮的分度圆直径d
d1=mz1=2.5×25=62.5mm,d2=mz2=2.5×68=170mm
②计算圆周速度
Z1=25，Z2=68，i齿=2.7，m=2.5,d1=mz1=2.5×25=62.5mm,
d2=mz2=2.5×68=170mm,
ha=ha*m=1×2.5=2.5,
hf=（ha*+c*）m=（1+0.25）×2.5=3.13,
h=ha+hf=2.5+.3.13=5.63mm,
P=πm=3.14×2.5=7.85mm,
S=πm/2=7.85/2=3.93mm,
b2=b=φdd1=0.6×62.5=37.5mm,取40mm，
b1=b+（5～10）=（42.5～47.5）mm略大于b2,b1取45mm
dh1=mz1·cosα=2.5×25×0.94=59mm,
dh2=mz2·cosα=2.5×68×0.94=160mm,
da1=d1+2ha=62.5+2×2.5=67.5mm,
da2=d2+2ha=170+2×2.5=175mm,
df1=d1-2hf=62.5-2×3.13=56.24mm,
df2=d2-2hf=170-2×3.13=163.74mm,
中心距=a=m/2（z1+z2）=2.5/2×（25+68）=116.25mm
4、校核齿面接触强度
所以适宜
5、校核齿根弯曲疲劳强度
所以适宜,小齿轮采用齿轮轴的形式，大齿轮采用盘式齿轮.
齿轮图
六、轴的设计
（一）Ⅰ轴的设计
1、Ⅰ轴为高速轴齿轮轴采用45#正火,查?
机械设计根底?
表14-8σb=600MPa,[σb]-1=55MPa
2、按扭转强度初估轴的最小直径
查表14-7，A=118mm,按式〔14-6〕得
查?
机械课程设计?
表13-5，取d1=25mm
3、初定齿轮与轴承的润滑
初定圆周速度
初定齿轮由油浴润滑，轴承采用油润滑。
4、轴系的初步设计
采用直齿圆柱齿轮，无轴向力，选择两端面单向固定右端用轴肩定位，左端用轴端档圈固定，用C型普通键联接带轮，并实现周向定位。
5、定向尺寸确定
轴段d1=25mm,逐段相邻直径d2起定位作用，用定位轴肩h=（0.07～0.1）d,取d2≥d1+2h≥25+2×（0.07～0.1）×25=（28.5～30）mm,该直径处安装密封毡圈，取标准直径d2=30mm,d3与轴承内径配合为便于轴承安装d3＞d2,查?
机械课程设计?
表11-1,d3=35mm,取深沟球轴承6007，
d5为齿轮局部，取d5=da1=67.5mm,,d4取46mm,d6=d4=46mm,因d7处安装轴承，d7=d3=35mm
6、轴向尺寸确实定
与传动零件〔如齿轮、带轮、联轴器等〕相配合的轴段，一般略小于传动零件的轮毂宽度，L1处安装带轮取L1=50-2=48mm。
L5处为齿轮局部，L5=45mm,齿轮距箱壁10～15mm，取10mm,采用油润滑取Δ=3，所以L6=L4=3+10=13mm轴承宽为14mm，L3=L7=14mm,分箱面宽L=47mm,轴承盖螺钉至皮带轮距离Δ1=10～15mm,取短盖e=7.2mm,m=32mm,D=62mm,D4=D-（10～15）=（52～41）mm,取D4=50mm,D0=62+2.5d3=77mm,D2=D0+2.5d3=92mm，
D6=D-（2～4）=60～58mm,取D6=60mm,e1=18mm,端盖处为了便于螺钉装卸留10～15mm，取10mm,L2=32+7.2+4+10=53.2mm,取54mm,轴总L=48+54+14+13+45+13+14=201mm,两轴承中心距L=14+13+45+13=85mm
7、强度校核
（1）齿轮的切向力Ft1=2T/d=2×74.61×103/62.5=2387.5N
齿轮的径向力Fr1=Ft1·tanα=2387.5×tanα20。
=868.98N
（2）带轮的切向力Ft2=0N
带轮的径向力Fr2=960.44N
（3）轴的受力
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