单级斜齿圆柱减速器设计说明书Word下载.docx
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运输带的效率：
工作时载荷有轻微冲击；
室内工作，水份和灰份为正常状态，产品生产批量为成批生产，允许总速比误差4％，要求齿轮使用寿命为10年，二班工作制；
轴承使用寿命不小于15000小时。
三、电动机选择
（1）选择电动机类型：
选用Y系列三相异步电动机
（2）选择电动机功率：
:
运输机主轴上所需要的功率：
传动装置的总效率：
，，，，分别是：
V带传动，齿轮传动（闭式，精度等级为8），圆锥滚子轴承（滚子轴承一对），联轴器（刚性联轴器），运输带的效率。
查《课程设计》表2-3，
取：
所以：
电动机所需功率:
，
查《课程设计》表16-1取电动机Y200L1-6的额定功率
（3）选择电动机的转速
取V带传动比范围（表2-2）≤2～4；
单级齿轮减速器传动比＝3～6
滚筒的转速：
电动机的合理同步转速：
查表16-1得电动机得型号和主要数据如下（同步转速符合）
电动机型号额定功率（kW）同步转速（r/min）满载转速nm
（r/min）堵载转矩
额定转矩最大转矩
额定转矩
Y200L1-618.510009701.82.0
查表16-2得电动机得安装及有关尺寸
中心高
H外形尺寸
底脚安装尺寸
地脚螺栓孔直径
轴伸尺寸
键公称尺寸
200775×
（0.5×
400+310）×
310318×
3051955×
11016×
五、计算总传动比及分配各级的传动比
传动装置得总传动比：
取V带传动比：
；
单级圆柱齿轮减速器传动比：
（1）计算各轴得输入功率
电动机轴：
轴Ⅰ（减速器高速轴）:
轴Ⅱ（减速器低速轴）:
（2）计算各轴得转速
电动机轴:
轴Ⅰ:
轴Ⅱ:
（3）计算各轴得转矩
电动机轴
上述数据制表如下：
参数
轴名输入功率
（）
转速
输入转矩
传动比
效率
电动机轴15.136970182.141.68930.95
轴Ⅰ（减速器高速轴）14.379574.20239.1560.97
轴Ⅱ（减速器低速轴）13.66995.701364.07
五、传动零件的设计计算
1.普通V带传动得设计计算
①确定计算功率
则：
，式中，工作情况系数取＝1.3
②根据计算功率与小带轮的转速，查《机械设计基础》图10-10，选择SPA型窄V带。
③确定带轮的基准直径
取小带轮直径:
大带轮直径:
根据国标：
GB/T13575.1-1992取大带轮的直径
④验证带速:
在之间。
故带的速度合适。
⑤确定V带的基准直径和传动中心距
初选传动中心距范围为：
，初定
V带的基准长度：
查《机械设计》表2.3，选取带的基准直径长度
实际中心距：
⑥验算主动轮的最小包角
故主动轮上的包角合适。
⑦计算V带的根数z
由，，
查《机械设计》表2.5a，得，由，查表2.5c，得额定功率的增量:
查表2.8，得，查表2.9，得
，取根。
⑧计算V带的合适初拉力
查《机械设计》表2.2，取
得
⑨计算作用在轴上的载荷:
⑩带轮的结构设计（单位）mm
带轮
尺寸
小带轮
槽型C
基准宽度
11
基准线上槽深
2.75
基准线下槽深
11.0
槽间距
15.00.3
槽边距
9
轮缘厚
10
外径
内径
40
带轮宽度
带轮结构腹板式
V带轮采用铸铁HT150或HT200制造，其允许的最大圆周速度为25m/s.
2.齿轮传动设计计算
（1）择齿轮类型，材料，精度，及参数
①选用斜齿圆柱齿轮传动（外啮合）；
②选择齿轮材料：
由课本附表1.1选大、小齿轮的材料均为45钢，并经调质后表面淬火，齿面硬度为HRC1=HRC2=45；
③选取齿轮为7级的精度（GB10095－88）；
④初选螺旋角
⑤选小齿轮的齿数；
大齿轮的齿数
（2）按齿面接触疲劳强度设计
由设计计算公式进行试算，即
A.确定公式内各个计算数值
①试选载荷系数Kt=1.5
②小齿轮传递的转矩：
③由《机械设计》表12.5得齿宽系数（对硬齿面齿轮，取值偏下极限）
④由《机械设计》表12.4弹性影响系数
⑤节点区域系数
所以，得到=2.4758
⑥端面重合度
＝
代入上式可得：
⑦接触疲劳强度极限σHlim1=σHlim2=1000Mpa（图12.6）
⑧应力循环次数
N1=60nⅠjLh=60x574.20x1x（2x8x300x10）=16.5x108
N2=N1/i2=16.5x108/6=2.75x108
⑨接触疲劳寿命系数根据图12.4
⑩接触疲劳许用应力取
=0.911000/1.2Mpa=758.33MPa
=0.961000/1.2Mpa=800Mpa
因为=779.165MPa<
1.23=984MPa,故取＝779.165Mpa
B.计算
①试算小齿轮分度圆
②计算圆周速度：
=
③计算齿宽：
=157.24=57.24mm
④齿宽与齿高之比：
/（2.25）
⑤计算载荷系数K
根据v=2.28m/s，7级精度，由附图12.1查得动载系数=1.07
由附表12.2查得；
由附表12.1查得.25
参考课本附表12.3中6级精度公式，估计<
1.34,对称
1.313取=1.313
由附图12.2查得径向载荷分布系数=1.26
载荷系数
⑥按实际的载荷系数修正分度圆直径
＝
⑦计算模数
3、按齿根弯曲疲劳强度设计
A.确定公式中的各参数
①载荷系数K：
则
②齿形系数和应力校正系数
当量齿数＝＝21.6252，
＝＝112.2453
③螺旋角影响系数
轴面重合度＝＝0.9385
取＝1得=0.9374
④许用弯曲应力
查课本附图6.5得，取=1.4，则
＝0.86500/1.4Mpa＝307Mpa
=0.88500/1.4Mpa＝314Mpa
⑤确定
=2.731.57/307=0.01396
=2.171.80/314=0.01244
以代入公式计算
B.计算模数mn
比较两种强度计算结果，确定
4、几何尺寸的计算
①中心距＝3（21＋126）/（2cos80）=223mm
取中心距
②修正螺旋角：
③分度圆直径：
④齿宽，取B2=65mm，B1=70mm
⑤齿轮传动的几何尺寸，制表如下：
（详细见零件图）
名称代号计算公式结果
小齿轮大齿轮
中心距
223mm
传动比
6
法面模数
设计和校核得出3
端面模数
3.034
法面压力角
螺旋角
一般为
齿顶高
3mm
齿根高
3.75mm
全齿高
6.75mm
顶隙c
0.75mm
齿数Z
21126
分度圆直径
64.188mm382.262mm
齿顶圆直径
70.188mm388.262mm
齿根圆直径
57.188mm375.262mm
齿轮宽b
70mm65mm
螺旋角方向
左旋右旋
六、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计
查《设计基础》表3-1经验公式，及结果列于下表。
名称代号尺寸计算结果（mm）
底座壁厚
8
箱盖壁厚
底座上部凸圆厚度
12
箱盖凸圆厚度
底座下部凸圆厚度
20
底座加强筋厚度e
底盖加强筋厚度
7
地脚螺栓直径d或表3.4
16
地脚螺栓数目n表3--46
轴承座联接螺栓直径
0.75d12
箱座与箱盖联接螺栓直径
（0.5—0.6）d8
轴承盖固定螺钉直径
（0.4—0.5）d8
视孔盖固定螺钉直径
（0.3—0.4）d5
轴承盖螺钉分布圆直径
155/140
轴承座凸缘端面直径
185/170
螺栓孔凸缘的配置尺寸
表3--222，18，30
地脚螺栓孔凸缘配置尺寸
表3--325，23，45
箱体内壁与齿轮距离
箱体内壁与齿轮端面距离
底座深度H
244
外箱壁至轴承端面距离
45
七、轴的设计计算
1.高速轴的设计
①选择轴的材料：
选取45号钢，调质，HBS＝230
②初步估算轴的最小直径
根据教材公式，取=110，则:
=32.182mm
因为与V带联接处有一键槽,所以直径应增大5%
③轴的结构设计:
考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为:
两轴承支点间的距离：
式中：
―――――小齿轮齿宽，
――――――箱体内壁与小齿轮端面的间隙，
―――――――箱体内壁与轴承端面的距离，
―――――轴承宽度，选取30310圆锥滚子轴承，查表13-1，得到
得到：
带轮对称线到轴承支点的距离
------------轴承盖高度，
t――――轴承盖的凸缘厚度，,故，
―――――螺栓头端面至带轮端面的距离，
―――――轴承盖M8螺栓头的高度，查表可得mm
――――带轮宽度，
2.按弯扭合成应力校核轴的强度。
①计算作用在轴上的力
小齿轮受力分析
圆周力：
径向力：
轴向力：
②计算支反力
水平面：
垂直面：
所以:
③作弯矩图
水平面弯矩：
垂直面弯矩：
合成弯矩：
④作转矩图（见P22页）T1=239.15N•m
当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数，
则：
⑤按弯扭合成应力校核轴的强度
轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限，对称循环变应力时的许用应力。
由弯矩图可以知道，A剖面的计算弯矩最大，该处的计算应力为：
D剖面的轴径最小，该处的计算应力为：
（安全）
⑥轴的结构图见零件图所示
2.低速轴的设计
（1）.选择轴的材料:
选择45号钢,调质,HBS=230
（2）.初步估算轴的最小直径:
取A=110,
两个键，所以mm
考虑联轴器的机构要求和轴的刚度，取装联轴器处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为:
选30214轴承T=26.25
（3）.轴的结构设计,初定轴径及轴向尺寸:
考虑
---螺栓头端面至带轮端面的距离,
k----轴承盖M12螺栓头的高度,查表可得k=7.5mm，选用6个
L---轴联轴器长度,L=125mm
得到:
（4）.按弯曲合成应力校核轴的强度
①计算作用的轴上的力
齿轮受力分析:
圆周力:
N
径向力:
轴向力:
③计算支反力:
水平面:
垂直面:
，
④作转矩图T2=1364.07N•m
当扭转剪力为脉动循环应变力时，取系数,则:
由弯矩图可以知道，C剖面的计算弯矩最大，该处的计算应力为：
（5）轴的结构图见零件图所示：
八、滚动轴承的选择和计算
1.高速轴滚动轴承的选择和寿命计算
①选取的轴承：
型号为30310圆锥滚子轴承（每根轴上安装一对）
②轴承A的径向载荷
轴承B的径向载荷：
对于30310型圆锥滚子轴承，其内部派生轴向力
所以轴承A被“放松”，而轴承B被“压紧”，则
计算当量动载荷
对于轴承1
对于轴承2（根据《机械设计》表9.1）
轴向载荷：
因为,按照轴承A验算寿命
（由表13-1可查C=122kN）
故满足寿命要求
2.低速轴滚动轴承的选择和寿命计算
①选取的轴承：
型号为30214圆锥滚子轴承每根轴上安装一对）
所以轴承A被“压紧”，而轴承B被“放松”，则
计算当量动载荷e=0.42
对于轴承2
因为,按照轴承B验算寿命
（由表13-1知C=125）
九、键联接得选择和强度校核
1.高速轴与V带轮用键联接
①选用单圆头普通平键（C型）
按轴径d=40mm，及带轮宽，查表<
<
课程设计>
>
10-1选择C1290
（GB/T1096-1979）
②强度校核:
查表13—2得键联接的许用应力。
键的材料选为45号钢，，V带轮材料为铸铁，。
键的工作长度,
挤压应力
2.低速轴与齿轮用键联接
①选用圆头普通平键（A型）
轴径d=70mm,及齿轮宽，查表10-1选键2063（GB/T1096-1979）
②强度校核
键材料选用45号钢，齿轮材料为铸钢，查表得许用应力
键的工作长度；
挤压应力：
3.低速轴与联轴器用键联接
①.选用圆头普通平键（A型）
轴径d＝65mm及联轴器宽L=125mm，查表10－1选键18ⅹ110（GB/T1096-1979）
②强度校核
键材料选用45号钢，选用刚性联轴器，查表得许用应力
（安全）
十、联轴器得选择和计算
联轴器得计算转矩，查表取工作系数因在前面已经考虑功率备用系数1.3，故:
根据工作条件，选用刚性联轴器，查表15-4的许用转矩:
许用转速；
配合轴径，配合长度。
十一、减速器的润滑方式,牌号及密封件
1.齿轮传动的圆周速度:
因为，所以采用浸油润滑；
由表14-1，选用L－AN68（GB443-1989）全损耗系统用油,大齿轮浸入油中的深度大约1-2个齿，单不应少于10mm。
2.轴承的润滑，因为dn=698.797*40=0.2795*10000mm.r/min/dn=174.699*60/=0.1048*10000mm.r/min,采用脂润滑，由表14-2选用钙基润滑酯L－XAAMHA2（GB491-1987）,只需要填充轴承空间的1/2~1/3.并在轴承内侧设挡油环，使油池中的油不能浸入轴承稀释润滑酯。
十二、参考文献：
1.黄平，朱文坚主编.《机械设计基础》.广州：
华南理工大学出版社，2003.4；
2.黄平，朱文坚主编.《机械设计课程设计》（第二版）.广州：
华南理工大学出版社，
2004.1；
3.陈锦昌主编.《计算机工程制图》（第三版）.广州：
华南理工大学出版社，2004.8；
4.吴宗宇主编.机械设计实用手册.北京：
化学工业出版社，2003。
十三.设计总结
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