一级减速器课程设计.docx
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一级减速器课程设计
第一部分传动装置总体设计
一、课程设计任务书
设计带式运输机传动装置（简图如下）
数据编号
1
2
3
4
5
6
7
8
运输机工作转矩T（N·m）
8
5
运输机带速V（m/s）
1.4
1.4
1.5
1.5
1.6
1.6
1.7
1.7
卷筒直径D/mm
3
3
原始数据：
工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微振动，两班制工作（16小时/天），
5年大修，运输速度允许误差为。
课程设计内容
1）传动装置的总体设计。
2）传动件及支承的设计计算。
3）减速器装配图及零件工作图。
4）设计计算说明书编写。
每个学生应完成：
1）部件装配图一张（A0）。
2）零件工作图两张（A3）
3）设计说明书一份（6000--8000字）。
本组设计数据：
第8组数据：
运输机工作轴转矩T/（N.m）700
运输机带速V/（m/s）1.70
卷筒直径D/mm300
已给方案：
外传动机构为带传动。
减速器为单级圆柱齿轮减速器。
传动装置总体设计
传动方案（上面已给定）
1）外传动为带传动。
2）减速器为单级圆柱齿轮减速器
3）方案简图如下：
二、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，并且该工作机属于中小功率、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。
减速器为一级圆柱齿轮减速器，原动机部分为Y系列三相交流异步电动机，减速器低速轴与工作机轴连接用的联轴器选用凸缘联轴器，滚动轴承选用深沟球轴承等。
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。
第二部分电动机的选择
一、原动机选择
选用Y系列三相交流异步电动机，同步转速1500r/min，满载转速1460r/min。
传动装置总效率：
=0.97
（见课程设计手册，表1-7）
为Ⅰ轴轴承效率为齿轮传动效率
为Ⅱ轴轴承效率为联轴器效率为卷筒效率
电动机的输出功率：
其中PW为工作机（即输送带）所需功率
（卷筒转速）
工作机的效率=0.96（见课程设计手册，表1-7）
取
选择电动机为Y160M-4型（见课程设计手册，表12-1）
技术数据：
额定功率（）11满载转矩（）1460
额定转矩（）2.2最大转矩（）2.3Y132S-4
二、电动机的外型尺寸（mm）
A：
254B：
210C：
108D：
42E：
110F：
12G：
37H：
160K：
15AB：
330AC：
325AD：
255HD：
385BB：
270L：
600
（参考课程设计手册，表12-4）
第三部分计算减速器总传动比及分配各级的传动比
一、减速器总传动比
（见课程设计手册，表13-2）
二、减速器各级传动比分配
初定：
（带传动）
（单级减速器）
第四部分V带的设计
一、外传动带选为普通V带传动
（1）确定计算功率：
查表13-8得，故
（2）选带型号
根据kW,由图13-15查此坐标点位于窄V带选型区域处，所以选用窄V带SPZ型。
（3）确定大、小带轮基准直径
参考图13-16及表13-9选取小带轮直径
（电机中心高符合要求）
从动带轮直径，取
（4）验算带速
带速在5～25m/s范围内，合适
（5）从动轮带速及传动比
，
（6）确定V带基准长度和中心距
初步选取中心距
所以取
由式（13-2）得带长
查表13-2，对SPZ型带选用：
（7）验算小带轮包角
由式（13-1）得合适
（8）确定SPZ型窄V带根数Z
由式（13-15）得
查表13-4知单根SPZ带的基本额定功率
查表13-6知单根SPZ带的基本额定功率的增量式
由查表13-7用线性插值法求得
查表13-2得，由此可得
取4根
（9）求作用在带轮轴上的压力
查表13-1得q=0.07kg/m,故由式13-17得单根V带的初拉力
作用在轴上的压力
二、确定带轮的结构尺寸，给制带轮零件图
小带轮基准直径采用实心式结构。
大带轮基准直径采用轮辐式结构
大带轮的简图如下：
第五部分各齿轮的设计计算
一、齿轮设计步骤
选用直齿圆柱齿轮，均用软齿面。
齿轮精度用8级，轮齿表面精糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀。
（1）选择材料及确定许用应力
小齿轮采用40MnB调质,齿面硬度为241～286HBS,,（表11-1）,大齿轮用ZG35SiMn调质，齿面硬度为241～269HBS，，（表11-1），由表11-5，取
（2）按齿面接触强度设计
设齿轮按8级精度制造。
取载荷系数K=1.5（表11-3），齿宽系数（表11-6）小齿轮上的转矩
取（表11-4）
齿数取
模数
齿宽
按表4-1取m=3mm,实际的
中心距
（3）验算轮齿弯曲强度
齿形系数
由式（11-5）
（4）齿轮的圆周速度
对照表11-2可知选用8级精度是合适的。
总结:
直齿圆柱齿轮
二、确定齿轮的结构尺寸，给制齿轮零件图
大齿轮示意图
第六部分轴的设计计算及校核计算
一、从动轴设计
1、选择轴的材料确定许用应力
选轴的材料为45号钢，调质处理。
查表14-1知
2、按扭转强度估算轴的最小直径
单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，
从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：
按扭转强度初估轴的直径,查表14-2得c=118～107,取c=112则:
从动轴：
考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，
3、轴的结构设计
轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图
1）、联轴器的选择
可采用弹性柱销联轴器，查[2]表9.4可得联轴器的型号为:
GY7凸缘联轴器GB/T5843-2003
2）、确定轴上零件的位置与固定方式
单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置
在齿轮两边。
轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现
轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴
承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通
过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合
分别实现轴向定位和周向定位。
3）确定各段轴的直径
将估算轴d=55mm作为外伸端直径d1与联轴器相配（如图），
考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=60mm
齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴承处d3应大于d2，取d3=65mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=70mm。
齿轮右端用用套筒固定,左端用轴肩定位,轴肩直径，满足齿轮定位的同时,还应满足左侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取
4）选择轴承型号.由表16-2及表16-4初选深沟球轴承,代号为6213,查机械设计手册可得:
轴承宽度B=23，安装尺寸,选轴肩直径d5=78mm.
5）确定各段轴的长度
Ⅰ段：
d1=55mm长度取L1=100mm
段:
d2=86mm长度取
段直径d3=65mm，此段安装轴承，轴承右端靠套筒定位，轴承左端靠轴承盖定位初选用6213深沟球轴承，其内径为65mm,宽度为23mm，取轴肩挡圈长为10mm
L3=5+10+11.5+11.5=38mm
Ⅳ段直径d4=70mm，此段安装从动齿轮，由上面的设计从动齿轮齿宽b=90mm,
Ⅴ段直径d5=78mm.长度L5=12mm
Ⅵ段直径，长度24mm
由上述轴各段长度可算得轴支承跨距
（11.5+12+45）×2=137mm
4、轴的强度校核
按弯矩复合强度计算
从动齿轮分度圆直径
1）绘制轴受力简图（如图a）
齿轮所受转矩
作用在齿轮上的圆周力：
Ft=2T/d=
径向力：
Fr=Fttan200=4978×tan200=1812N
该轴两轴承对称，所以
2）求垂直面的支承反力
求水平面的支承反力
3）由两边对称，知截面C的弯矩也对称。
截面C在垂直面弯矩为
MC1=FAyL/2=906×68.5×=62N·m
截面C在水平面上弯矩为：
MC2=FAZL/2=2489×68.5×=170.5N·m
4）绘制垂直面弯矩图（如图b）
绘制水平面弯矩图（如图c）
5）绘制合弯矩图（如图d）
MC=（MC12+MC22）1/2=（622+170.52）1/2=181.4N·m
6）绘制扭矩图（如图e）
转矩：
T=9550×（P/n）=896N·m
7）绘制当量弯矩图（如图f）
截面c处最危险，如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，截面C处的当量弯矩：
Mec=[MC2+（αT）2]1/2
=[181.42+（0.6×896）2]1/2=567.4N·m
8）校核危险截面C的强度
轴的材料选用45钢，调制处理，由表14-1查得，由表14-3查得，则
∴该轴强度足够。
图a--f如下图：
二、主动轴的设计
1、选择轴的材料确定许用应力
选轴的材料为45号钢，调质处理。
查表14-1知
2、按扭转强度估算轴的最小直径
初估轴径，按扭转强度初估轴的直径,查表14-2得c=118～107,取c=112则主动轴：
考虑到键槽对轴的削弱，取
3、轴的结构设计
轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图，草图类似从动轴。
确定轴上零件的位置与固定方式
单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置
在齿轮两边。
齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定,靠平键和过盈配
合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向
固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位。
4确定轴的各段直径
初选用6209深沟球轴承，其内径为45mm,
宽度为19mm。
将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1,取第二段直径为d2=40mm
齿轮和右端轴承从右侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴承处d3应大于d2，取d3=45mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=50mm。
齿轮右端用用套筒固定,左端用轴肩定位,轴肩直径，满足齿轮定位的同时,还应满足左侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm.
选择轴承型号.由表16-2及表16-4初选深沟球轴承,代号为6209,查机械设计手册可得:
轴承宽度B=19，安装尺寸,选轴肩直径d5=58mm.
5确定各段轴的长度
Ⅰ段：
d1=35mm长度取L1=75mm
段:
d2=40mm长度取
段直径d3=45mm，此段安装轴承，轴承右端靠套筒定位，轴承左端靠轴承盖定位初选用6209深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm，取轴肩挡圈长为10mm
L3=5+24+19=48mm
Ⅳ段直径d4=50mm，此段安装主动齿轮，由上面的设计从动齿轮齿宽b=95mm,
Ⅴ段直径d
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