材控专业课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书 精品文档格式.docx
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2
3
4
运输带曳引力P（牛顿）
3200
3000
2800
2600
运输带速度v（米/秒）
1.7
滚筒直径D（毫米）
450
每日工作时数T（小时）
16
传动工作年限（年）
10
注：
传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1.25倍，运输带转速允许误差为±
5%。
设计工作量：
设计说明书1份，减速器装配图1张，减速器零件图1张
一传动装置的总体设计
1、传动方案的确定……………………………………………………1
2、电动机的选择………………………………………………………1
3、传动装置的总传动比的计算和分配………………………………3
4、传动装置的运动和动力参数的确定………………………………3
二传动零件的设计
1、链轮设计……………………………………………………………5
2、齿轮传动设计………………………………………………………7
3、轴的设计……………………………………………………………11
4、滚动轴承的选择与校核计算………………………………………18
5、键联接的选择及其校核计算………………………………………19
6、联轴器的扭矩校核…………………………………………………20
7、减速器基本结构的设计与选择……………………………………21
三箱体尺寸及附件的设计
1、箱体的尺寸设计……………………………………………………23
2、附件的设计…………………………………………………………25
四参考文献………………………………………………………27
五主要设计一览表…………………………………………………29
设计内容：
一、传动装置的总体设计
1、确定传动方案
本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为一级闭式齿轮和链传动，其传动装置见下图。
2、选择电动机
（1）选择电动机的类型
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380V，Y系列。
（2）选择电动机的额定功率
1带式输送机的性能参数：
输送带工作拉力F/N
输送带工作速度v/m·
s-1
卷筒直径D/mm
表一
工作机所需功率为：
2从电动机到工作机的传动总效率为：
其中、、、、分别为链传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和工作机的效率，查取《机械设计》：
的选取：
因为是开式链传动
查表得=0.90~0.93这里取=0.92
选用圆柱直齿齿轮8级精度（稀油润滑）
查表得=0.97
选取深沟球轴承。
查表得=0.99
考虑到轴的转速较高，转矩也不太大，启动频繁，电动机与减速器两轴间一般有一定的相对位移，所以选用弹性套柱销式联轴器。
查表得=0.99~0.995这里取=0.99
故=0.823
3电动机所需功率为
5.784
又因为电动机的额定功率
查《机械设计》，选取电动机的额定功率为7.5kW，满足电动机的额定功率。
（3）确定电动机的转速
传动滚筒轴工作转速：
查《机械设计》，链传动常用传动比为i1=2~3.5，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i2=3~4（8级精度）。
根据传动装置的总传动比i与各级传动比i1、i2、…in之间的关系是i=i1i2…in，可知总传动比合理范围为i=6~14。
又因为，
故电动机的转速可选择范围相应为
符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min两种。
这里选取同步转速为1000r/min的电机。
（4）确定电动机的型号
查《机械设计》，选取电机型号为Y160M-6,得到电动机的主要参数以及安装的有关尺寸（mm），见以下两表：
电动机的技术数据
电动机型号
额定功率
（kw）
同步转速
（r/min）
满载转速
Y160M-6
7.5
1000
970
2.0
表三
电动机的安装及有关尺寸（mm）
中心高
H（mm）
轴伸尺寸
D×
E
键公称尺寸
F×
GD
160
42×
110
12×
8
表四
3、传动装置的总传动比的计算和分配
（1）理论总传动比
（2）分配各级传动比
各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。
根据链传动的传动比范围i1=2~3.5，初选i1＝3.36，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为4，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=3~4（8级精度），且符合了在设计链传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使链传动比小于齿轮传动比，即i带<
i齿。
4、计算传动装置的运动和动力参数
（1）计算各轴输入功率
10轴（电动机轴）的输出功率为：
②1轴（减速器高速轴）的输入功率：
从0轴到1轴，经过一个联轴器，所以：
32轴（减速器低速轴）的输入功率：
从1轴到2轴，经过一对轴承，一对齿轮啮合传动，所以：
43轴（滚筒轴）的输入功率：
从2轴到3轴，经过链传动和一对轴承，，所以：
（2）计算各轴转速
10轴（电动机轴）的转速：
21轴（减速器高速轴）的转速：
32轴（减速器低速轴）的转速：
43轴（滚筒轴）的转速：
（3）计算各轴转矩
1）0轴（电动机轴）的转矩：
2）1轴（减速器高速轴）的转矩：
3）2轴（减速器低速轴）的转矩：
4）3轴（滚筒轴）的转矩：
把上述计算结果列于下表：
参数
轴名
输入功率（kW）
转速（r/min）
输入转矩
（N.m）
传动比
传动效率
轴0（电动机轴）
5.78
56.95
0.99
轴1（高速轴）
5.73
56.41
0.9603
轴2（低速轴）
5.48
242.5
215.81
3.36
0.9108
轴3（滚筒轴）
4.99
72.17
660.31
表五
二、传动零件的设计
1、箱外传动件设计（链设计）
（1）选择链轮齿数和
查《机械基础》表12－4，设v=0.6~3m/s选取=15则取整=51链的实际传动比为=3.4
（2）计算链节数Lp初定中心距=40p则有
=113.82
取整并取偶数Lp=114
（3）计算额定功率
由《机械基础》表12－5查得，=1.0
由表12—7查得=1.0
由于在工作时可能出现链板疲劳破坏，链工作在图12—13所示曲线的左侧，按照表12—6中的公式算的当=15时=0.77
所以=7.07kw
（4）选取链的节距P
小链轮的转速
由《机械基础》图12-13选取链型号为16A,得链节距P=25.40mm。
（5）确定实际中心距a`
由《机械基础》式12-14得计算中心距为
=1018.29mm
中心距可调，实际中心距a`=a-Δa
Δa=（0.002~0.004）a取Δa=0。
004a=4.07mm
实际中心距a`=a-Δa=1018.29-4.07=1014.22mm
取实际中心距a`=1015mm
（6）验算链速
由公式=1.54m/s
与原假设符合
（7）选择润滑方式
按p=25.40mmv=1.54m/s查《机械基础》图12-14得：
该链传动用滴油润滑。
（8）求作用在轴上的载荷
F=1000p/v=3522.86NFq=（1.15-1.2）F=4067.52-4244.37N
（9）链轮的主要尺寸
2、减速器内传动件的设计（齿轮传动设计）
（1）选择齿轮材料、热处理方法及精度等级
①齿轮材料、热处理方法及齿面硬度
考虑到是普通减速器，故采用软齿面齿轮传动，参照《机械设计学基础》表13-1，选小齿轮材料为40Cr调质，硬度为250HWB,大齿轮材料为42SiMn调质，硬度为220HBW，（两者硬度差为30HBW）。
②精度等级初选
减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据《机械设计学基础》，初选8级精度。
（2）按齿面接触疲劳强度设计齿轮
由于本设计中的减速器是软齿面的闭式齿轮传动，齿轮承载能力主要由齿轮接触疲劳强度决定，其设计公式为：
1确定载荷系数K
因为该齿轮传动是软齿面的齿轮，圆周速度也不大，精度也不高，而且齿轮相对轴承是对称布置，根据电动机和载荷的性质查《机械设计学基础》，得K的范围为1.4~1.6，取K＝1.5。
2小齿轮的转矩
3许用接触疲劳许用应力
ⅰ）接触疲劳极限应力
由《机械设计学基础》图13－12中的MQ取值线，根据两齿轮的齿面硬度，查得极限应力为
=670MPa，=620MPa
ⅱ）接触疲劳寿命系数ZN
应力循环次数公式为N=60njth
工作寿命每年按300天，每天工作16小时，故
th=（300×
10×
16）=48000h
N1=60×
466.798×
1×
48000=3.399×
109
查《机械设计学基础》图13－13，且允许齿轮表面有一定的点蚀
ZN1=0.89ZN2=0.92
ⅲ）接触疲劳强度的最小安全系数SHmin
查《机械设计学基础》按一般可靠度要求，得SHmin＝1
ⅳ）计算接触疲劳许用应力。
将以上各数值代入许用接触应力计算公式得
ⅴ）齿数比
因为Z2=iZ1，所以
ⅶ）齿宽系数
由于本设计的齿轮传动中的齿轮为对称布置，且为软齿面传动，查《机械基础》表13－7，得到齿宽系数的范围为0.8～1.1。
取。
ⅵ）计算小齿轮直径d1
由于，故应将代入齿面接触疲劳设计公式，得
对于闭式软齿面齿轮传动，通常z1在20～40之间选取。
先取z1分别得25、28、29三种方案，有下表
方案
Z1
Z2
取标准模数
实际
d1
实际传动比
1
25
100
2.12
2.5
62.5
4
2
28
112
1.894
56
3
32
128
1.658
64
比较的选取方案2，方案1和方案3均无必要的增大了d1,这将导致齿轮的结构尺寸增大。
④圆周速度v
查《机械设计学基础》表13－2
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