一级减速器设计说明书附装配图和零件图.docx
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一级减速器设计说明书附装配图和零件图
设计说明
2015-2016学年1学
机械设计制造及其自动
学生姓名
课程设计题带式传动机的传动系统设
师
期2015-12-3
一、设计任务..........................................…………….……………………………2
二、电动机的选择….................……………………………..................…………2
三、分配传动比…….…………………..............................................…………3
四、V带设计…………………………….................................................………3
五、直齿圆柱齿轮传动的设计计算……………....................…………………5
六、高速轴的设计计算……………………………………......................…….……9
七、低速轴的设计计算…..…………………....................................….…….12
八、减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计………..…………………….………14
九、轴承的润滑………………………….........………………………….…………….16
十、减速器的密封…………………………..........……………………………………….16
16……………………………………………………………………………十一、齿轮的润滑十二、设计心得……………………………………....………………………………………16
十二、参考文献………………....……………………………………………………………17
十三、图………………....………………………………………………………………………17
一、设计任务
1、设计题目
带式输送机的传动系统设计（第一组）：
原始数据：
滚筒圆周力F=4KN；带速V=1.5m/s；滚筒直径D=320mm；
工作条件：
（1）二班制：
即每天16小时
（2）要求连续工作8年，每年按300天计算
（3）工作温度正常，有粉尘
（4）单向运转，不均匀载荷，中的冲击，空载启动。
2、设计步骤
1.传动装置总体设计方案
2.电动机的选择
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比
4.计算传动装置的运动和动力参数
5.普通V带设计计算
6.减速器内部传动设计计算
7.传动轴的设计
8.滚动轴承校核
9.键联接设计
10.联轴器设计
11.润滑密封设计
12.箱体结构的设计
计算过程及其说明计算结果
二、电动机的选择系列三相异步电动机，Y1、电动机类型和结构的选择：
选择此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。
2、电动机功率选择：
1）查简明机械设计手册P7表1-13η：
V带传动效率1η：
圆柱齿轮传动效率2η：
齿轮传动滚动轴承（一对）效率3η：
联轴器效率4η：
滚筒轴承5η：
（滚筒）平摩擦传动6P输出=FV/1000=6KW
η·η·η·η·η·η=η523416总=0.96×0.98×0.98×0.97×0.98×0.92=0.812）电动机输入功率
P=P/η=7.41kW输出输入3、确定电动机转速：
1）滚筒移速n=60v·1000/πd=90r/min滚
P=6kwη=0.81
总P=7.41kW输入n=90r/min滚
2）电动机转速可得根据表1-14=2~4iV带=4~6
i减速机∴i=8~24总n=n·i=720~2160r/min滚总电动机价格和带传动、重量、4、综合考虑电动机和传动装置的尺寸、型号的电动减速器传动比，选定电动机型号为选择Y160L-8机。
三、分配传动比1）根据Y160L-8型号电机可得
n=720r/min2）实际传动比
i=n/n=8滚筒电动机总3）分配传动比在满足i≥iV的前提下带齿轮取i=2.67i=3带齿轮4）计算各级转速1转速齿轮轴iV=n/N1电动机带N1=270r/min转速滚筒轴2/n=ni21齿轮N=90r/min=n2滚筒计算各级功率5）齿轮轴功率0.96=7.2Kw=7.5Kw··P=Pη11输入滚筒轴功率0.98=6.91Kw·η·P=Pη·=7.2·0.9821326）计算各级转矩齿轮轴转矩·/n·P=95507.2/270=254.67Nm·=9550T111滚筒轴转矩=9550T·Pm6.91/90=733.23N··/n=9550222四、V带设计1、确定计算功率PcaP=KA·P=1.2×7.5kw=9kwcaKA：
工作情况系数，见机械设计表8-8
n=720r/min电动机2、根据V带轮的基准直径系列选择B型V带3、确定带轮的基准直径d并验算带速v
d1）查机械设计表8-7和8-9小带轮直径d=140mmd12）验算带速V=πd·n/60·1000=5.277m/s
d1
i=2~4V带i=4~6减速机i=8~24总n=720~2160r/min电动机
N=720r/min
i=8总i=2.67i=3齿轮带N=270r/min1P=7.2kw1P=6.91kw2T=254.67N·m1T=733.23N·m2
=9kwPcan=720r/min电动机=140mmdd1V=5.277m/s
所以带速合适。
≤25m/s因为5m/s≤5.277m/s3计算大带轮的基准直径140=373.8mmd=id=2.67×d1d2=355mmd8-9，取标准值为根据表d2LV带的中心距a和基准长度4、确定d0）2（d+da1）0.7（d+d）≤≤d2d1d2d10990
688.25≤a0≤=670mm
取初选的带传动中心距a0=2134.788+d/4a）+（d-d）22）L≈2a+π/2（d0d10d0d1d2d2=2200表L8-2得根据课本P146da及其变化范围3）计算中心距2=702.60a-L/≈a+Ld0d0=a-0.015La=669.6minda=a+0.03L=768.6dmaxα5、验算小齿轮上的包角157.3°/a=162.46°≥120°）=180α°-（d-dd21d1Z
6、确定带的根数=4.81
Z=P/P=K/（PK?
P）K+Lca0car0α带的基本额定功率：
单根普通PV0：
单根普通PV带额定功率的增量?
08-6：
包角修正系数K见机械设计表α8-2见机械设计表k：
修正系数L∴根z带根齿数取5、确定初拉力F7022v+qv=500（2.5-KF）Pca/k0αα8-3
见机械设计表V带单位长度的质量F0=283.09Nq=0.170=0.95KαFp
8、计算压力轴2=2796.04N
Fp=2zF1/sinα08-14）、带轮结构设计（见机械设计图9=42mmD8Y1601—型号可得电动机轴径根据电动机0）小带轮结构1D=d=42
采用实心式d=63~84mm（1.5~2）L=d=35mm=70d=（1.8~2d）取112）大带轮结构采用轮幅式带轮=4
z=355DadL=（1.5~2）d=52.5~70mm1.5d﹤bL=B=70mm
）=54.58mmh3√=290（p/nza1=43.66mm=0.8hH21B=0.4h=21.83211=0.86=17.4656B2
d=355mmd2a=670mm0L=2200da=702.60a=669.6mina=768.6maxα=162.46°1Z=5F=283.09N0F=2796.04NpL=63~84mmd=35mmd=701D=355z=4ad2L=52.5~70mmL=B=70mmh==54.58mm1H=43.66mm2B=21.8321B=17.46562
五、直齿圆柱齿轮传动的设计计算o
（1）按图选用直齿圆柱齿轮传动压力角取201.级精度—6选用8
（2）参考课本表10钢（调质），大齿3）材料选择：
选择小齿轮材料为45（钢（正火）。
轮材料为45=20
Z4）选择小齿轮齿数（120=60
·大齿轮齿数Z=iZ=32、按齿面接触疲劳强度设计223]）Z·Z/[σ]·√[（2k/Φ）·（u+1/u）·（Z≥
（1）dHdht1tEΣHI=u1）确定公式中的参数值=1.3
①试选KhtT=254.67N·m②转矩1Φd=1表10—7得③由课本P206=2.5
得ZP203图10—20④由课本H=189.8MPa
得ZP202表10—5⑤由课本E⑥计算接触疲劳强度重合度系数ZΣ/（Z+2h）]α=arccos[Z·cosα1a11acos20/（20+2）]
=arccos[20·°=31.32
*）]α=arccos[Z·cosα/（Z+2ha2a22/（20+2）]
o=arccos[60·cos20°=24.58
π）]/2）+Z2（tanα'α2-tanα'Σ=[Z1（tanα1-tanα=1.6713]=0.881
[（4-Σ）/Z=√Σα得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极25dc—⑦由课本P图10=530MPa
σ限分别为σ=570MPaHlim2Hlim123查去接触疲劳寿命系数由图10—=1.1=1KKNH2NH11%
取失效概率为S=1
安全系数[σH]=K·σ=570MPaNH11Lim·σ=583MPaσ[H]=KLim2NH2中的最小者作为该齿轮副的接触疲劳许用[和σH]取[σH]21应力=570MPaH]H]=[σ[σ212）试计算小齿轮分度圆直径/··（2.5189.80.881·（3+1）/1000/1）254.671.3=[（2d····31t3）（12/=78.0172mm570）]调整小齿轮分度圆直径
（2）1）计算实际载荷前的数据准备
=1.3KhtmT=254.67N·1=1Φd=2.5ZH=189.8MPaZe=31.32°αa1°α=24.58a2=1.671Σα=0.881ZΣ=1.1KK=1NH2NH1[σH]=570MPa1[σH]=583MPa2d=78.0172mm1tV=1.102m/s
v
①圆周速度
π=1.102m/s）（60·1000V=·dn/11tb
②齿宽=78.017mmdb=Φ1tdKH
计算实际载荷系数2）=1.5的K—①由机械设计表102AKv=1.05②根据v，8级精度的=2T/d③齿轮圆周力F1tt111000/78.017×=2×254.67=6528N
100N/mm
×6528/18.017=125.51＞KF/b=1.5t1A8级精度，小齿轮相对支撑对称布置查表10—4得=1.355
KHβ··∴K=KK·KKHHHAVβα1.355=2.351.05×1.1×=1.5×3）、分度圆直径3/1.3）=95.30mm（2.35×=d√（K/K）=78.1073√dHtH11tm=d/z=95.3/20=4.765113、按齿根弯曲疲劳强度计算3]]≥
（1）m·√[2K·TY/（Φ·Y/[σ·z·z）·（YFdFt11t1FasaΣ1）确定公式中的参数值=1.3
①试选KFt②计算弯曲疲劳强度重合度系数aΣY=0.25+0.75/Σ=0.25+0.75/1.67=0.699]
σ·③计算YY/[FsaFa=2.20YY由机械设计图10-17得=2.80Fa2Fa1Y=1.55由机械设计图10-18得Y=1.78sa1sa2=370MPa由机械设计图10-24c得σSlim1=0.9K=0.88K10-22由机械设计图得FN2FN1取弯曲疲劳安全系数S=1.1F]1=K370/1.1=296MPaσ·/S=0.88×σ[Hlim1FN1×/S=0.9σσ[F]2=K·H330/1.1=270MPaFN2lim2/296=0.01471.55=2.8]σ/[·YY×F1Fa1sa1270=0.0145/×=2.2]1.78/[Y·Yσ2Fa2Fsa2]/[Y·Y∵小齿轮的σ大于大齿轮FsaFa]=0.0147/[Y·∴取YσFFasa2）试算模数30.0147）=2.5（2√20m1000/1×254.671.3××××20×≥t2（）调整齿轮模数1）计算实际载荷前的数据准备v
①圆周速度20=51.4mm
=mz=2.57×d1π1000）=0.726m/s270/（60×××1000）=/（60nV=d×π51.411②齿宽b
b=78.017mmK=1.5AK=1.05vF=6528Nt1KA/b=125.51Ft1K=1.355HβK=2.35Hd=95.30mm1m=4.765K=1.3FtY=0.699ΣY=2.80Y=2.20Fa2Fa1Y=1.55Y=1.78sa2sa1σ=370MPaSlim1K=0.88K=0.9FN2FN1S=1.1[σ]=296MPa1F[σ]=270MPa2FY·Y/[σ]=0.01471Fa1sa1FY·Y/[σ]=0.01452sa2Fa2Fm=2.57d=51.4mm1V=0.726m/s
51.4=51.4=1×b=Φd1db/h
③宽高比**57=5.781+0.25）×2×）m=（2h=（2ha×+ctb/h=51.4/5.78=8.89
KF
2）计算实际载荷系数Kv=1.0210-8的v=0.726m/s8级精度由图①根据51.4=9893N1000/=2×254.67×②F=2T/d1t11001000/b=288.7＞9.893KF/b=1.5××t1A=1.1K由表10-3得Fα=1.342③由表10-4得KHβ得K=1.32结合b/h=8.89查图10-13Fβ则载荷系数·K·K·KK=KFvFFAβα1.32×1.02×=1.25×1.1=1.85
33/1.3）=2.89√（1.853）m=m（K√/K）=2.57×FtFtm=3
取实际模数按接触疲劳强度算得分度圆直径d=95.30mm1算出小齿轮齿数=dz/m=95.30/3=31.7611=32
取z1则大齿轮齿数32=96z=iz=3×2=97
取z2互为质数与zz214.几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径3=96mm×=zm=32d113=291mm=zdm=97×22
（2）计算中心距2=193.5mm（2=96+291/））（a=d+d/21）计算齿轮宽度（396=96mm
×=1db=Φ1d）考虑不可避免的安装误差，一般将小齿轮略为加宽（5~10=101~106mm，即mmb15.校核
（1）齿面接触疲劳强度校核
3×T[2K=σ√√=·Z·Z··d/Φ（u+1）/u]Z[2EhH1d1HΣ300.881××（3+1）/×32/（12.35254.67×）3]2.5189.8×]570MPa=[＜=291.74MPaσH（）齿根弯曲疲劳强度校核223Y·Y·zY··T·K·=2mσΦ/F1sa1Fa11Fd1Σ
b=51.4h=5.78b/h=8.89Kv=1.02F=9893Nt1KF/b=288.7t1AK=1.1FαK=1.342HβK=1.32FβK=1.85Fm=2.89取实际模数m=3d=95.30mm1z=321z=972d=96mm1d=291mm2a=193.5mmb=96mmb=101~106mm1取b=102b=9621σ=291.74MPa
h
321000/1×3322.57×254.67×2.8×1.55×0.726×=2×=149.23MPa＜296MPa23Φ·mz·Tσ=2·K··Y·Y·Y/1FF2Fa21sa2dΣ2397×0.726=2×2.57×254.67×2.2×1.78××1000/1×3270MPa＜=134.65MPa齿轮其余尺寸6.齿顶圆直径为
（1）34=102mm）d=m（z+2=3×1a199=297mm+2）=3×d=m（z2a2
（2）齿根圆直径为29.5=88.5mm（z-2.5）=3×d=m1f194.5=289.5mm
）=3×=md（z-2.52f2
σ=149.23MPaF1σ=134.65MPaF2d=102mma1d=297mma2d=88.5mmf1d=289.5mmf2
结果
名称
代号
计算公式
小齿轮
大齿轮
193.5
中心距
a
?
?
mzz?
?
an12?
2cos
3
传动比
i
z?
i1z2
3
法面模数
mn
设计和校核得出
0
端面模数
mt
m?
mn?
cost
20
?
法面压力角n97
32
略Z
齿数96
291
d查表7-6
分度圆直径
102
297
略d齿顶圆直径a88.5
283.5
d查表7-6
齿根圆直径f96
102
b查表7-6
齿轮宽
六、高速轴的设计计算P=7.2kw1=270r/min转速n=7.2kWP1.已求得高速轴传递功率b=102mm
11b=102mm
=96mm小齿轮分度圆直径d齿宽1
转矩T=254.67N·m1选材：
45调质钢求作用在齿轮上的力2.10）/96=5305.625N×Ft=2T1/d1=（2×254.67°=1931.09NFr=Ft×tan203.轴的结构设计）轴段①设计（143√[p/（n（1-β与大带轮内径可得））]由公式d≥A0min％10％~15d≤32mm的轴，有两个键槽时应增大=35mm
d取1=70mmL带轮的轮毂宽度为63~84mm取1）轴段②设计（2c=2.4~3.6）h=（2~3取d38mm23）轴段③⑥是轴承安装，考虑齿轮只受轴向力和径向力（选用深沟球轴承，轴承型号为6308=40mm
d∴312mm，轴套宽度为轴承宽度为23mm=27
=43mmL，L63宽度略小于小齿轮齿）轴段④为齿轮位，取d=45mm（44宽=98mm
L取4dch=（5）轴段⑤为轴环，（2~3），=53mm，5=12mmL宽度等于小齿轮中心到轴套的距离取5型普通平键连接A4.键连接：
大带轮和轴段间采用由机械制图附表5-12查得型号为×键1490GB1096-2003GB1096-2003
10键×63dbhltt130~3810822~1605.03.344~5014936~1605.53.85.校验=F=FF）（1/2=2652.8NtNH2NH177.5=0×245-F155+F-FpxNV1rx=×155F77.5×=80-2796.04+1931.09245+F-F=-3454NpxNV1rx-F=F=1931-2796.04+3454=2589.05N
F-FNV1NV2pr
T=254.67N·m145钢（调质）F=5305.625NtF=1931.09Nrd=35mm1L=70mm1d取38mm2轴承型号为6308d=d=40mm63L=43mm3L=276取d=45mm4L=98mm4d=53mm5L=12mm5键14×90GB1096-2003
键10×63GB1096-2003
F=2652.8NNH1F×55=-3454NNV1F=2589.05NNV2
图1
图2
F=4355.17NA
F=3706.82NB
M=253041.62N·mmA带
M=200651.37N·mmＶ
②轴承A的总支承反力M==205592.775H+F·F）=4355.17N=F√（F·FNV1NV1NH1ANH1的总支承反力③轴承BM=275409.94A）=3706.82N·F（F·F+FF=√M=287279N*mmNV2NH2NH2BNV2r3T=254.67x10④带轮作用在轴承A的弯矩
77.5=253041.62N·mm=FM·L=2796.04×90.05×P带A作用在高速轴上的弯矩⑤轴承B
L=2589.05x77.05=200651.37N·mm＝ＦM×ＮＶ２Ｖ3
W=6283.19mm⑥在圆周方向产生的弯矩
mm·×77.5=205592.775N·=FM80=2652.81NH1H3
=12566.37mm⑦合成弯矩WTmm=275409.94N=MM·A带Aσmm
）=287279N2·2+M（M=√M=40.
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