单级圆柱齿轮减速器附装配图.docx
《单级圆柱齿轮减速器附装配图.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单级圆柱齿轮减速器附装配图.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
单级圆柱齿轮减速器附装配图
《机械设计根底》
课程设计说明书
题目：
带传动与单级圆柱齿轮减速器的设计
学院：
机械与电子学院
专业：
机械制造与自动化
班级：
机制19-1班
学号：
：
俊
指导教师：
周海
机械与电子学院
2019年11月-12月
一、课程设计任务要求····························3
二、电动机的选择·································4
三、传动比的计算设计·································5
四、各轴总传动比各级传动比·····························6
五、V带传动设计·······································8
六、齿轮传动设计·································11
七、轴的设计·······································19
八、轴和键的校核······························30
九、键的设计·····································32
十、减速器附件的设计·······························34
十一、润滑与密封·····································36
十二、设计小结··········································37
十三、参考资料·······································37
一、课程设计任务要求
1.用CAD设计一减速器装配图〔A0或A1〕并打印出来。
2.轴、齿轮零件图各一，共两零件图。
3.一份课程设计说明书〔电子版〕并印出来
传动系统图如下：
传动简图
输送机传动装置中的一级直齿减速器。
运动简图工作条件冲击载荷，单向传动，室工作。
三班制，使用5年，工作机速度误差±5%。
原始数据如下：
原始数值
数据来源S3-10
输出轴功率P/kw
输出轴转速n/min
55
二、电动机的选择
计算步骤
设计计算与容
设计结果
1、选择电动机的类型。
2、电动机输出功率Pd
3、电动机的转速
4、选定电动机的型号
按照工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇式冷鼠笼型三相异步电动机。
电动机输出功率
η总=η1η2η2η3η4
故电动机输出功率Pd
Pd=P/η总
电动机额定功率Ped
查表20-1，得
由表2-1，得V带传动常用传动比围i1=2~4
单级圆柱齿轮i2=3~6，nw=55r/min
nd =nw·i1·i2=330~1320r/min
在该围电动机的转速有：
750r/min、1000r/min，取电动机同步转速为1000r/min。
根据电动机所需的功率，并考虑电动机转速越高，总传动比越大，减速器的尺寸相应越大，所以选用Y132M2-6.额定功率，满载转速960r/min，额定转矩，最大转矩。
电动机
Y132M2-6
输出功率
Pd=5.23kw
额定功率
η总
三、传动比的计算设计
计算步骤
设计计算与容
1、计算总传动比
2、各级传动比分配
i总=n/nw
n为电动机满载转速，nw为输出轴转速
取V带传动的传动比i1=2，开式齿轮传动的传动比i3=3
如此减速器的传动比i2=i/〔i1*i2〕
四、各轴总传动比各级传动比
计算步骤
设计计算与容
设计结果
1、各轴转速
2、各轴输入功率
3、各轴的转矩
电动机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，低速轴为2轴，输出轴为3轴。
n0=960r/min
n1=n0/i1=480r/min
n2=n1/i2=166r/min
n3=55r/min
P0
P1=P0*n1=5.23*0.96=
P2=P1*n2*n3=5.02*0.99*0.96=KW
P3
T0=9550*P0/n0=·m
T1=·m
T2·m
T3·m
n0=960r/min
n1=480r/min
n2=166r/min
n3=55r/min
P0
P1
P2
P3
T0·m
T1·m
T2·m
T3·m
计算结果汇总如下表，以供参考
相关参数
轴
电动轴0
1轴
2轴
w卷筒轴
功P（KW）
转速n（r/min）
960
480
166
55
转矩T〔〕
传动比i
2
3
效率
五、传动设计
计算步骤
设计计算与容
设计结果
1、确定设计功率PC
2、选择普通V带型号
3、确定带轮基准直径dd1、dd2。
4验证带速V
5、 确定带的基准长度Ld和实际中心距a0。
带长L0
6、 校核小带轮包角α1
7、 确定V带根数Z
8、求初拉力F0与带轮轴上的压力F0
由<<机械设计根底>>表10-7得KA
PC=KA
根据PC=6.6KW,n0=960/min。
由表10-8应选B型V带。
由课本图10-88知，小带轮基准直径的推荐值为112~140mm。
由《机械设计根底》表10-8取dd1=125mm，
dd2=dd1*n1/n2=125*960/480=250mm
按表10-8取标准直径dd2=250mm，如此实际传动比i、带速V分别为：
i1=dd2/dd1=250/125=2
V=πdd1n1/60×1000=〔125×π×960〕/〔60×1000〕
V值在5~25m/s围，带速合格。
〔dd1+dd2〕≤a0≤2〔dd1+dd2〕
〔125+250〕≤a0≤2（125+250）
262.5mm≤a0≤750mm
初取中心距a0=500mm
L0=2a0+（dd1+dd2）π/2+（dd2-dd1）2/4a0
=2×500+〔125+250〕π/2+〔250-125〕2/〔4×500〕
由表10-2选取基准长度Ld=2000mm
实际中心距a为
a≈a0+〔La-L0〕/2
=500+〔〕/2mm=514mm
α1=180o-〔dd1-dd2〕o
=180oo×〔4250-125〕/514
=166o＞120o〔符合要求〕
查表10-4，由线性插值法
P0=1.64+（1.93-1.64）/（1200-950）*（960-950）
查表10-5,10-6，有线性插值法
△P0
Ka
查表10-2，得KL
V带轮的根数Z
Z=Pc/[〔P0+△P0〕*Ka*Ka]
=6.6/[〔〕*0.968*0.98]
〔根〕
圆整得Z=4
由表10-1查得B型普通V带的每米长质量，得单根V带的初拉力为
F0=500×〔〕（Pc/zv）+qv2
=500〔〕〔〕2〕
可得作用在轴上的压力Q为
Q=2×F0Zsin〔a1/2〕
=2×214.6×4×sin〔1660/2〕
=1700N
KA
Pc
dd1=125mm
dd2=250mm
i=2
a0=500
Ld=2000mm
a≈514mm
α1=166o
P0
△P0
Ka
Z=4
F0
Q=1700N
六、齿轮传动设计
根据数据：
传递功率P1=KW电动机驱动，
小齿轮转速n1=480r/min，
大齿轮转速n2=166r/min，传递比i=，单向运转，载荷变化不大，使用期限五年，三班制工作。
设计步骤
计算方法和容
设计结果
1、选择齿轮材料
2、确定材料许用接触应力
3、按齿轮面接触疲劳强度设计
4、几何尺寸计算
5、校核齿根弯曲疲劳强度
6、齿轮其他尺寸计算
7、选择齿轮精度等级
开式齿轮
〔1〕选择齿轮材料和热处理
〔2〕确定材料许用接触应力
〔3〕按齿面接触疲劳强度进展设计
〔4〕几何尺寸计算
〔5〕校核齿根弯曲疲劳强度
3、 主要尺寸计算
〔6〕齿轮其他尺寸计算
〔7〕齿轮精度等级
小齿轮选用45钢，调质处理，硬度为250HBS；大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为220HBS。
两齿轮齿面硬度差为30HBS，符合软齿面传动的设计要求。
查表12-6，两齿轮材料的接触疲劳极限应力分别为
Hlim1=〔HBS1-135〕
=480+0.93*（250-135）=
Hlim2
查表12-7，SHlim
[σH1]=Hlim1/SHlim=
[σH2]=
因两齿轮均为钢质齿轮，可求出d1值。
确定有关参数与系数：
转矩T1=99880N·mm
查表12-3，,取
查表12-4，取弹性系数ZE=
齿宽系数ψd=1
[σH]以较小值[σH2代入
d1=
齿数Z1=30
如此Z2=Z1*u=30*3=90
模数m=d1/Z1
查表5-1，圆整m=2mm
中心距a=m/2〔Z1+Z2〕=120mm
齿宽b2=d1*ψd
取整b2=61mm
b1=b2+〔5~10〕mm
取b1=70mm
查表12-5，两齿轮的齿形系数，应力校正系数分别为
Z1=30时YF1=2.52YS1
Z2=90时YF2=2.20YS2
查表12-6，两试验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为
σFlim1=1〔HBS1-135〕
=190+0.2*〔250-135〕=213MPa
σFlim2=207MPa
查表12-7， SHlim
[σF1]=Flim1/SHlim=213/1=213MPa
[σF2]=207MPa
两齿轮的齿根弯曲疲劳应力为
σF1=2kT1/（bd1m〕*YF1*YS1
=2*1.4*99880/〔61*60.66*2〕
=＜[σF1]
σF2=＜[σF2]
所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度均足够。
分度圆直径
d1=mZ1=2*30=60mm
d2=180mm
齿顶圆直径
da1=d1+2ha=60+2*2=64mm
da2=184mm
齿根圆直径
df1=d1+2hf=60-2*2.5=55mm
df2=175mm
中心距
a=120mm
齿宽
b2=61mmb1=70mm
V1=
查表12-2，选齿轮精度第II公差等级为9级
小齿轮选用45钢，调质处理，硬度为230HBS；大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为230HBS。
两齿轮齿面硬度差相等，符合开式齿轮齿面传动的设计要求。
Hlim1=Hlim2=〔HBS-135〕
=480+0.93（230-135）=
查表12-7，取SHlim=
[σH1]=[σH2]=Hlim/SHlim=
T2=274420N·mm
查表12-3，
查表12-4，ZE
ψd
u=4
[σH
d1=
齿数Z1=20
Z2=Z1*u=80
模数m=d1/Z1
查表5-1，取整m=6mm
中心距a=m〔Z2+Z1〕/2=300mm
齿宽b2=55mmb1=60mm
查表12-5，两齿轮的齿形系数，应力校正系数分别为
Z1=20时YF1=2.80YS1
Z2=80时YF2=2.22YS2
查表12-6，两试验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为
σFlim1=σFlim2=〔HBS-135〕
=190+0.2*〔230-135〕=209MPa
两试验齿轮材料的弯曲疲劳极限应力分别为
[σF1]=[σF2]=209MPa
两齿轮的齿根弯曲疲劳应力为
σF1=2kT1/（bd1m〕*YF1*YS1
=2*1.4*274420/〔55*109.34*6〕
＜[σF1]
σF2＜[σF2]
所以，两齿轮齿根弯曲疲劳强度均足够。
分度圆直径
d1=mZ1=6*20=120mm
d2=480mm
齿顶圆直径
da1=d1+2ha=132mm
da2=492mm
齿根圆直径
df1=d1+2hf=105mm
df2=465mm
中心距a=300mm
齿宽b2=55mmb1=60mm
V1，查表12-2，选齿轮精度第II公差等级为10级。
Hlim1
Hlim2
[σH1
[σH2
u=3
T1=99880N·mm
ZE
ψd=1
d1
Z1=30
Z2=90
m=2mm
a=120mm
b2=61mm
b1=70mm
YF1=2.52YS1
YF2=2.20YS2
σFlim1=213MPa
σFlim2=207MPa
[σF1]=213MPa
[σF2]=207MPa
σF1
σF2
Hlim1=Hlim2
[σH1]=[σH2
T2=274420N·mm
ZE
ψd
u=4
[σH
d1
Z1=20
Z2=80
m=6mm
a=300mm
b2=55mmb1=60mm
σFlim1=σFlim2=209MPa
七、轴的设计
主动抽1轴传动功率P2=KW,
转速n2=166r/min，工作单向转动轴采用深沟球轴承支撑。
设计步骤
计算方法和容
设计结果
1、 选择轴的材料，确定许用应力。
2、 按钮转强度估算轴径。
3、 设计轴的结构并绘制结构草图
〔1〕、确定轴上零件的位置和固定方式
〔2〕、确定各轴段的直径和直径
〔3〕齿轮上的作用力大小
〔4〕校核轴的强度
4、
从动轴设计
〔1〕选取轴的材料和热处理，确定许用应力
〔2〕估算最小直径
〔3〕确定轴上零件的布置和固定
〔4〕确定各轴段的直径和直径
〔5〕齿轮上的作用力
〔6〕校核轴的强度
〔7〕计算当量弯矩
由条件知减速器传递的功率属于中小功率，对材料五特殊要求，应当选用45钢并经正火处理。
查表16-1得强度极限σb=600MPa，在查表16-5得许用弯曲应力[σb]-1=55MPa。
根据表16-2得A=107～118.得：
d≥A×
.
=〔107～118〕×
考虑到轴的最小直径出要安装V带轮，会有键槽存在，故将估算直径加大3%～5%，。
查书表12-4得d1=25mm。
〔1〕、确定轴上零件的布置方案和定位方式，如16-1图所示将齿轮布置在中间，对称于两端轴承。
齿轮用轴肩与轴套作轴向定位，用平键和配合H7/K6作周向定位。
轴的轴向定位是用轴端盖凸缘单向固定外圈来实现的。
轴外伸段半联轴器用轴肩和轴端挡圈作轴向定位的，用平键和配合H7/K6作周定位。
〔2〕、确定轴的各段直径
①、由上述可知轴段1直径最小d1=25mm
查表得L1=50mm
②、轴段2考虑到要对安装在轴段1上的V带轮，进展定位，轴段2上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段2上安装轴承，轴段2必须满足轴承径的标准，至少应满足：
d2=d1+〔1-5〕mm=26-30mm
取轴径d2=28mm
L2=70mm
③、轴段3不考虑对安装在轴2上的零进展定位，只要求有一定圆角即可，至少应满足：
d3
d2
取d3=30mm
L3=33mm〔套筒15mm〕
。
④、轴段4一般要比轴段3的直径大1-5mm，所以有
L4=68mm
⑤、轴环直径d5=30mm
L5=7mm
⑥、为了便于拆卸左轴承，d6=d4+2a，取
L6=8mm
〔7〕、轴段7与轴段3安装一样型号的轴承，所以该轴径为：
d7=30mm
L7=16mm
分度圆直径d=60mm
转矩T=99880N·mm
圆周力Ft=2T/d
=99880*2/60=3329N
径向力Fr=Fttan200=1211N
轴向力Fa=0
水平支座反力
FRAX=FRBX=Ft/2=1665N
水平面弯矩
MCH=70FRAX=116550N·mm
垂直面支座反力
FRAZ=FRBZ=Fr
垂直面弯矩
MCV=70FRAZ=42385N·mm
合成弯矩
Mc=
=124018N·mm
最大当量弯矩
查表得
Medmax=
=1941189N·mm
进展ab面校核
Mea=aT=59928N·mm
da=
由于考虑键槽，
da
da＜d1〔安全〕
db=
由于考虑键槽，
db
db＜d4〔安全〕
选用45钢，正火处理
查表16-1得强度极限σb=600MPa，在查表16-5得许用弯曲应力[σb]-1=55MPa。
根据表16-2得A=107～118.得：
d≥A×
.
=〔107～118〕×
由于考虑键槽，直径增大5%，
确定轴上零件的布置方案和定位方式，如16-1图所示将齿轮布置在中间，对称于两端轴承。
齿轮用轴肩与轴套作轴向定位，用平键和配合H7/K6作周向定位。
轴的轴向定位是用轴端盖凸缘单向固定外圈来实现的。
轴外伸段半联轴器用轴肩和轴端挡圈作轴向定位的，用平键和配合H7/K6作周定位。
1 右起第一段，开式齿轮左边由轴肩，右边用轴端挡圈固定
d7=40mm，L7=60mm
2 右起第二段，d6=45mm
L6=70mm
3 右起第三段，轴承安装段，d5=50mm，L5=37mm
4 右起第四段，齿轮轴段，d4=56mm，L4=59mm
5 右起第五段，d3=60mm，L3=7mm
6 右起第六段，d2=50mm，L2=8mm
7 右起第七段，L1=20mm，d1=50mm
分度圆直径d=180mm
转矩T=274420N·mm
圆周力Ft=2T/d
=274420*2/180=3049N
径向力Fr=Fttan200=1110N
轴向力Fa=0
水平支座反力
FRAX=FRBX=Ft/2=1525N
水平面弯矩
MCH=70FRAX=106750N·mm
垂直面支座反力
FRAZ=FRBZ=Fr/2=555N
垂直面弯矩
MCV=70FRAZ=38850N·mm
合成弯矩
Mc=
=113600N·mm
查表得
Meb=
=2288977N·mm
进展ab面校核
Mea=aT=164652N·mm
da=
由于考虑键槽，
da
da＜d1〔安全〕
db=
由于考虑键槽，
db
db＜d4〔安全〕
d1=25mm
d1=25mm
L1=50mm
d2=28mm
L2=70mm
d3=30mm
L3=33mm
L4=68mm
d5=30mm
L5=7mm
L6=8mm
d7=30mm
L7=16mm
Mc= 124018N·mm
Medmax=1941189N·mm
Mea= 59928N·mm
db
d=35.07mm
d7=40mm，L7=60mm
d6=45mm
L6=70mm
d5=50mm，L5=37mm
d4=56mm，L4=59mm
d3=60mm，L3=7mm
d2=50mm，L2=8mm
L1=20mm，d1=50mm
Ft=3049N
Fr=1110N
Fa=0
MCH= 106750N·mm
MCV= =38850N·mm
Mc= 113600N·mm
Meb= 2288977N·mm
Mea=164652N·mm
八、轴和键的校核
设计步骤
设计计算与容
设计结果
一、
输入轴轴承
1、选用输入轴轴承型号
2、计算轴承寿命
3、由预期寿命求所需c并校核
二、
输出轴轴承
1、选用输出轴的型号
2、轴承预期寿命
3、由预期寿命求所需c并校核
选用比拟廉价的深沟球轴承60200型，轴承径40mm，应当选6206，因为无轴向力，故载荷P=Fr=1023N。
因为该轴承要工作5年且8小时连续工作，所以有
预期寿命L`10h=5*365*8=14600h
查表14-7知：
载荷系数
查表14-8知：
温度系数fT=1
根据选择6208型，并查书附表得该型号轴承的根本额定动载荷
C=
=9196N
C＜Cr〔这对轴承符合使用〕
选用比拟廉价的深沟球轴承60200型，轴承径50mm，应当选6210，因为无轴向力，故载荷P=Fr=1080N。
因为该轴承要工作5年且8小时连续工作，所以有
预期寿命L`10h=5*365*8=14600h
查表14-7知：
载荷系数
查表14-8知：
温度系数fT=1
根据选择6210型，并查书附表得该型号轴承的根本额定动载荷
C=
=6500N
C＜Cr〔这对轴承符合使用〕
P=Fr=1023N
L`10h=14600h
fT=1
C= 9196N
P=Fr=1080N
L`10h=14600h
fT=1
C=6500N
九、键的设计
设计步骤
设计计算与容
设计结果
1、V带轮的键
2、齿轮键
3、开式齿轮的键
此段轴径d1=2
升级会员 