机械设计课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器的设计说明书.docx

1、机械设计课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器的设计说明书单位代码：学 号：机械设计课程设计计算说明书题目带式运输机-单级圆柱齿轮减速器设计学院名称XXXX专业名称机械设计制造及其自动化班 级机械XX学生姓名XXXX指导教师XXXX起止时间： XX年03月04日至 XX年03月16日 设计任务书一、传动方案的拟定及电动机的选择2二、V带选择 4三高速级齿轮传动设计6四、轴的设计计算 9五、滚动轴承的选择及计算13六、键联接的选择及校核计算14七、联轴器的选择14八、减速器附件的选择14九、润滑与密封15十、设计小结16十一、参考资料目录16说明书后附有关于减速器的一个附录设计题号：3数据如下:已知带式

2、输送滚筒直径320mm，转矩T=130 Nm，带速 V=1.6m/s，传动装置总效率为=82%。一、拟定传动方案由已知条件计算驱动滚筒的转速n,即r/min一般选用同步转速为1000r/min或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。2.选择电动机1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2）电动机容量（1）滚筒输出功率Pw （2）电动机输出功率P 根据传动装置总效率及查表2-4得：V带传动1=0.945；滚动轴承2 =0.98；圆柱

3、齿轮传动 3 =0.97；弹性联轴器4 =0.99；滚筒轴滑动轴承5 =0.94。（3）电动机额定功率Ped 由表20-1选取电动机额定功率Ped =2.2kw。3）电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查得V带传动常用传动比范围i1 =24,单级圆柱齿轮传动比范围i2 =36，则电动机转速可选范围为nd= ni1i2 =5732292r/min方案电动机型号额定功率（kw）电动机转速（r/min）电动机质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比V带传动单级减速器1Y100L1-42.2150014203414.8734.962Y112M-62.21000

4、940459.842.53.94 由表中数据可知两个方案均可行，方案1相对价格便宜，但方案2的传动比较小，传动装置结构尺寸较小，整体结构更紧凑，价格也可下调，因此采用方案2，选定电动机的型号为Y112M-6。4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表20-1，20-2查出Y112M-6 型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸，并列表记录备用（略）。3.计算传动装置传动比和分配各级传动比1）传动装置传动比2）分配各级传动比取V带传动的传动比i1 =2.5，则单级圆柱齿轮减速器传动比为所得i2值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。4.计算传动装置的运动和动力参数1）各轴转速电动

5、机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，低速轴为轴，各轴转速为 n0=nm=940r/min nI=n0/i1=940/2.5376nII=nI/i2=376/3.9495.5r/min2）各轴输入功率按电动机额定功率Ped 计算各轴输入功率，即 P0=Ped=2.2kw PI=P01=2.2x0.9452.079kwPII=PI2 3 =2.079x0.98x0.971.976kw3）各轴转矩 To=9550x P0/n0=9550x2.2/940=22.35NmTI=9550x PI/nI=9550x2.079/376=52.80NmTII=9550x PII/nII=9550x1.976/95.

6、5=197.6Nm二、V带选择1选择V带的型号根据任务书说明，每天工作8小时，载荷平稳，由精密机械设计的表7-5查得KA =1.0。则Pd=PIKA =1.02.2=2.2kW 根据Pd=2.2和n1=940r/min,由机械设计基础课程设计图7-17确定选取A型普通V带。2确定带轮直径D1，D2。由图7-17可知，A型V带推荐小带轮直径D1=125140mm。考虑到带速不宜过低，否则带的根数将要增多，对传动不利。因此确定小带轮直径D1=125mm。大带轮直径，由公式D2=iD1（1-） (其中取0.02) 由查机械设计基础课程设计表9-1，取 D2=315mm。3检验带速v v=1.6m/s

7、25m/s4确定带的基准长度根据公式729：0.7（D1+D2）a2（D1+D2）初定中心距500mm依据式（7-12）计算带的近似长度L= 1708.9mm由表7-3选取Ld=1800mm，KL=1.015确定实际中心距a=545.6mm6验算小带包角1 =16007计算V带的根数z。由表7-8查得P01.40，由表7-9查得Ka=0.95，由表7-10查得P0=0.11，则V带的根数 =1.52根 取z=28计算带宽BB=（z-1）e+2f由表7-4得：B=35mm三高速级齿轮传动设计1）选择材料、精度及参数小齿轮：45钢，调质，HB1 =240大齿轮：45钢，正火，HB2 =190模数：

8、m=2齿数：z1=24 z2=96齿数比： u=z2/z1=96/24=4精度等级：选8级（GB10095-88）齿宽系数d: d =0.83 （推荐取值：0.81.4）齿轮直径：d1=mz1=48mm d2=mz2=192mm压力角：a=200齿顶高：ha=m=2mm齿根高：hf=1.25m2.5mm全齿高：h=(ha+hf)=4.5mm中心距：a=m(z1+z2)/2=120mm小齿轮宽：b1=dd1=0.8348=39.84mm大齿轮宽：根据机械设计基础课程设计P24,为保证全齿宽接触，通常使小齿轮较大齿轮宽，因此得：b2=40mm1计算齿轮上的作用力设高速轴为1，低速轴为2圆周力：Ft

9、1=2T1/d=2200N Ft2=2T/d=2058.3N径向力：Fr1=F1ttana=800.7N Fr2=F2ttana=749.2N轴向力为几乎为零 2）齿轮许用应力H F 及校验ZH节点齿合系数。对于标准直齿轮，an=20,=0,ZH=1.76ZE弹性系数，。当两轮皆为钢制齿轮（=0.3，E1=E2=2.10x10N/mm2）时，ZE=271；Z重合系数，。对于直齿轮，Z=1。.K载荷集中系数，由精密机械设计图8-38选取，k =1.08Kv动载荷系数，精密机械设计图8-39，kv=1.02计算得 H=465.00 Nmm-2对应于NHO的齿面接触极限应力其值决定于齿轮齿轮材料及热

10、处理条件，精密机械设计表8-10；=2HBS+69=240x2+69=549Nmm-2。SH安全系数。对于正火、调质、整体淬火的齿轮，去SH=1.1；KHL寿命系数。式中NHO：循环基数，查精密机械设计图8-41，NHO=1.5x107；NH：齿轮的应力循环次数，NH=60nt=60x376x60x8=1.08288x107；取KHL =1.06=529.04 Nmm-2H=465.00 Nmm-2=529.04 Nmm-2因此接触强度足够B齿宽，=0.83x48=39.84；许用弯曲应力；查表8-11得=1.8x240=432 Nmm-2，=1.8，=1 （齿轮双面受载时的影响系数，单面取1

11、，双面区0.70.8），（寿命系数）循环基数取4x106 ,循环次数=60nt=60x376x60x8=1.08288x107 KFL =0.8471YF齿形系数。查精密机械设计图8-44，YF=3.73计算得=240 Nmm-2F=113.45 Nmm-2F因此弯曲强度足够四、轴的结构设计1轴的材料选用45钢2估算轴的直径根据精密机械设计P257式(10-2)，查表10-2轴的最小直径取C=110或=30计算得d1min20mmd2min30mm取 d1=20mm，d2=30mm3轴的各段轴径根据机械设计基础课程设计P26，当轴肩用于轴上零件定位和承受内力时，应具有一定高度，轴肩差一般可取6

12、10mm。用作滚动轴承内圈定位时，轴肩的直径应按轴承的安装尺寸取。如果两相邻轴段直径的变化仅是为了轴上零件装拆方便或区分加工表面时两直径略有差值即可，例如取15mm也可以采用相同公称直径而不同的公差数值。按照这些原则高速轴的轴径由小到大分别为：20mm,22mm,25mm,48mm,25mm；低速轴的轴径由小到大分别为：30mm,32mm,35mm,40mm,48mm，35mm。4轴的各段长度设计1) 根据机械设计基础课程设计表3-1，表4-1以及图4-1，得取8mm, 1取8mm, 齿轮顶圆至箱体内壁的距离：1=10mm 齿轮端面至箱体内壁的距离：2=10mm 轴承端面至箱体内壁的距离（轴承

13、用油润滑时）：3=5mm 箱体外壁至轴承座孔端面的距离：L1=+C1+C2+(510)=45mm 轴承端盖凸缘厚度：e=10mm 2) 带轮宽：35mm 联轴器端：60mm1)轴承的厚度B01=15mm,B02=17mm根据上面数据，可以确定各段轴长，由小端到大端依次为：高速轴：35mm,42mm，16mm,12mm,40mm,12mm,16mm低速轴：60mm,40mm,30mm，40mm，10mm,17mm5轴的校核计算（精密机械设计P257P262，机械设计手册）对于高速轴校核：垂直面内支点反力：La:28.5带轮中径到轴承距离，Lb：67.5mm两轴承间距离。校核FrA= Fr+ FrB1065.5N=（749.2+316.3）N类似方法求水平面内支点反力：V带在轴上的载荷可近似地由下式确定： ； F0单根V带的张紧力（N）Pd计算功率Pd=2.079Kw ;ZV带的根数；=6.2 ms-1（为带速）Ka包角修正系数Ka=0.95qV带单位长度质量q=0.10（kgm-1）