减速器传动装置总体设计方案.docx
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减速器传动装置总体设计方案
设计原始数据...................................................................................................................................
1
第一章传动装置总体设计方案.....................................................................................................
1
1.1
传动方案............................................................................................................................
1
1.2
该方案的优缺点................................................................................................................
1
第二章
电动机的选择.....................................................................................................................
3
2.1
计算过程............................................................................................................................
3
2.1.1
选择电动机类型.....................................................................................................
3
2.1.2
选择电动机的容量.................................................................................................
3
2.1.3
确定电动机转速.....................................................................................................
3
2.1.4
二级减速器传动比分配.........................................................................................
4
2.1.5
计算各轴转速.........................................................................................................
4
2.1.6
计算各轴输入功率、输出功率.............................................................................
5
2.1.7
计算各轴的输入、输出转矩.................................................................................
5
2.2
计算结果............................................................................................................................
6
第三章
带传动的设计计算.............................................................................................................
7
3.1
已知条件和设计内容........................................................................................................
7
3.2
设计步骤............................................................................................................................
7
3.3
带传动的计算结果............................................................................................................
9
3.4
带轮的结构设计................................................................................................................
9
第四章
齿轮传动的设计计算.......................................................................................................
11
4.1
高速级齿轮传动计算.......................................................................................................
11
4.2
低速级齿轮传动计算.......................................................................................................
14
第五章
轴的结构设计及校核.......................................................................................................
19
5.1
轴的材料选择及最小直径的估算..................................................................................
19
5.2
高速轴的结构设计与计算..............................................................................................
19
5.2.1
高速轴的结构设计...............................................................................................
19
5.2.2
轴强度的校核计算................................................................................................
21
5.2.3
键联接选择与强度的校核计算............................................................................
23
5.3
中间轴的结构设计与计算..............................................................................................
24
5.3.1
中间轴的结构设计...............................................................................................
24
5.3.2
轴强度的校核计算................................................................................................
25
5.3.3
键联接选择与强度的校核计算...........................................................................
29
5.4
低速轴的结构设计与计算..............................................................................................
29
5.4.1
低速轴的结构设计...............................................................................................
29
5.4.2
轴强度的校核计算...............................................................................................
31
5.4.3
键联接选择与强度的校核计算...........................................................................
33
5.5
轴承的选择及校核...........................................................................................................
34
5.5.1
轴承的选择............................................................................................................
34
5.5.2
轴承的校核............................................................................................................
34
5.6
联轴器的选择..................................................................................................................
35
第六章
箱体的结构设计以及润滑密封.......................................................................................
36
6.1
箱体的结构设计..............................................................................................................
36
1
6.2轴承的密封36
6.3减速器润滑方式37
设计小结38
参考文献39
2
设计原始数据
参数
符号
单位
数值
工作机直径
D
mm
450
工作机转速
V
m/s
1.6
工作机拉力
F
N
2500
工作年限
y
年
8
第一章传动装置总体设计方案
1.1传动方案
传动方案已给定，外传动为V带传动，减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。
方案简图如1.1所示。
图1.1传动装置简图
展开式由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿向载荷分布不均，故要
求轴有较大的刚度。
1.2该方案的优缺点
该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振
动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种
简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。
1
减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速，这是两级减速器中应用最广泛的一
种。
齿轮相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。
高速级齿轮常布置在远离
扭矩输入端的一边，以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。
原动
机部分为Y系列三相交流异步电动机。
总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，
此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
2
第二章电动机的选择
2.1计算过程
2.1.1选择电动机类型
按工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为380V，Y型。
2.1.2选择电动机的容量
电动机所需的功率为
pd
pw
Fv
kW
a
a
由电动机到运输带的传动总效率为
3
2
a
1
2
3
4
5
式中
1、
2、
3、4、
5分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒
的传动效率。
取
1
0.96（带传动），2
0.99（轴承），30.97（齿轮效率），
40.99（弹性联轴器），5
0.96（卷筒效率，包含滑动轴承损失效率），则：
3
2
5=0.83
a
1
2
3
4
所以
pd
Fv
=4.80
kW
a
根据机械设计手册可选额定功率为
5.5kW的电动机。
2.1.3确定电动机转速
卷筒轴转速为
n601000v=67.91r/min
D
取V带传动的传动比i12~4，二级圆柱齿轮减速器传动比i28~20，
则从电动机到卷筒轴的总传动比合理范围为ia16~80。
故电动机转速的可选范
围为ndian（16~80）67.91=1086—5432r/min
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，选电动机型号为Y132S-4，将总传动比合理分配给V带传动和减速器，就得到传动比方案，如表2.1所示。
3
表2.1电动机主要技术参数
电动机型额定功电动机转速r/min电动机传动装置的传动比
号率kw满载转速满载电流重量kg总传动比V带减速器
Y132S-45.5144011.6068.0021.212.0010.60
电动机型号为Y132S-4，主要外形尺寸见表2.2。
图2.1电动机安装参数表2.2电动机主要尺寸参数
中心高外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸
HL×HDA×BKD×EF×G
132475×315216×1401238×8010×33
2.1.4二级减速器传动比分配
按展开二级圆柱齿轮减速器推荐高速级传动比i1（1.3~1.5）i2,取i11.4i2，
得
i11.4i3.85
所以
i
2.75
i2
i1
2.1.5计算各轴转速
Ⅰ轴
n1
nm
720.00
r/min
i0
4
Ⅱ轴
n2
n1
186.88
r/min
i1
Ⅲ轴
n3
n2
67.91
r/min
i2
卷筒轴
n4
n367.91
r/min
2.1.6计算各轴输入功率、输出功率
各轴输入功率
Ⅰ轴
P1=Pd
1=4.61KW
Ⅱ轴
P2=P1
2
3=4.43KW
Ⅲ轴
P3=P2
2
3=4.25KW
卷筒轴
P4
P3
24=4.17KW
各轴输出功率
Ⅰ轴
P1
=P1
2=4.56KW
Ⅱ轴
P2=P2
2=4.38KW
Ⅲ轴
P3
=P3
2
=4.21KW
卷筒轴
P4
=P4
2
=4.13KW
2.1.7计算各轴的输入、输出转矩
电动机的输出转矩Td为
Td9.55106pd
31.85Nmm
nm
Ⅰ轴输入转矩T1
9.55
106
p1
61.15
Nmm
n1
Ⅱ轴输入转矩T2
9.55
106
p2
226.23
Nmm
n2
Ⅲ轴输入转矩T3
9.55
106
p3
597.88
Nmm
n3
5
卷筒轴输入转矩T4
9.55106p4
585.98Nmm
n4
各轴的输出转矩分别为各轴的输入转矩乘轴承效率0.99。
2.2计算结果
运动和动力参数计算结果整理后填入表2.3中。
表2.3
运动和动力参数计算结果
轴名
功率P（kw）
转矩T（N·m）
转速n
传动比
效率
输入
输出
输入
输出
r/min
i
η
电动机轴
4.80
31.85
1440.00
2.00
4.61
4.56
61.15
60.54
720.00
0.96
Ⅰ轴
3.85
0.96
Ⅱ轴
4.43
4.38
226.23
223.97
186.88
2.75
0.96
Ⅲ轴
4.25
4.21
597.88
591.90
67.91
4.17
4.13
585.98
580.12
67.91
1.00
0.98
卷筒轴
6
第三章带传动的设计计算
3.1已知条件和设计内容
设计V带传动时的已知条件包括：
带传动的工件条件；传动位置与总体尺寸限制；所需传递的额定功率P；小带轮转速n1；大带轮带轮转速n2与初选传动比
i=2。
3.2设计步骤
（1）确定计算功率pca
查得工作情况系数KA=1.2。
故有：
pca=KAPD5.76kW
（2）选择V带带型
据pca和n选用A带。
（3）确定带轮的基准直径dd并验算带速
1）初选小带轮的基准直径dd，取小带轮直径dd1=100mm。
2）验算带速v，有：
dd1n0
v
601000
=7.54m/s
因为7.54m/s在5m/s—30m/s之间，故带速合适。
3）计算大带轮基准直径dd2
dd2idd1200mm取dd2=200mm（4）确定V带的中心距a和基准长度Ld
1）初定中心距a0=360mm
2）计算带所需的基准长度
7
Ld0
2a0
（dd1
dd2）
（dd1
dd2）2
4a0
2
=1198mm
选取带的基准长度Ld=1120mm
3）计算实际中心距
a
Ld
Ld0
321m
a0
2
中心局变动范围：
amin
a
0.015d
304.20mm
amax
a
0.03d
354.60mm
（5）验算小带轮上的包角
180
（dd2dd1）
57.3
162.15>120
a
（6）计算带的根数z
1）计算单根V带的额定功率Pr
由dd1100mm和n0
1440.00r/min
查得
P
0=1.32KW
据n0=1440.00r/min
，i=2.000
和A型带，查得
P0=0.17KW
查得K=0.95，KL=0.91，于是：
r=（
P0
+
P0
）
K
L
K
P
=1.29KW
2）计算V带根数z
pca
Z4.47
Pr
故取5根。
（7）计算单根V带的初拉力最小值（F0）min
8
查得A型带的单位长质量q=0.1kg/m。
所以
（2.5
K
）Pca
qv
2
（F0）min500
z
v
K
=130.38N
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