《一级直齿圆柱齿轮减速器的设计书》..docx

一级直齿圆柱齿轮减速器的设计书. 机械设计基础课程设计 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器设计 专业班级： 10机械一班 学号： 12022001048 12022001047 设计人：朱意峰钟若斌 指导老师：周艳琼 完成日期： 2022-1-10 1 . 课程设计的内容 带式运输机传动装置设计的内容包括：单级减速器传动零件设计，包括齿轮、轴、轴承、联轴器的设计计算和选择；画出减速器装配图；编写设计计算说明书。 2 . 课程设计进程安排 序 号 设计各阶段内容地点起止日期 1 设计准备： 明确设计任务；准备设计资料和绘图工 具 传动装置的总体设计； 选择电动机；计算传动装置运动和动力 参数； 传动零件设计计算； 齿轮传动主要参数的设计计算 宿舍 2022.12.142022.12.22 2 减速器装配草图设计； 轴系部件的结构设计；轴、轴承、键联 接等的强度计算 图书馆 2022.12.232022.12.27 3 减速器装配图设计宿舍2022.12.272022.12.130 4 整理和编写设计计算说明书宿舍2022.01.032022.12.10 目录 一、传动方案说明 (4) 二、电动机的选择 (4) 三、V带传动的设计计算 (7) 四、齿轮传动的设计计算 (10) 五、轴的设计计算 (13) 六、轴承的校核 (16) 七、联轴器的选择 (18) 八、润滑、密封装置的选择 (19) 九、减速器箱体的设计 (19) 十、减速器装配图 (21) 十一、小结 (22) 十二、参考资料 (22) 一、传动方案说明 第一组：用于胶带输送机转筒的传动装置 1、工作环境：室内，轻度污染环境； 2、原始数据： （1）运输带工作拉力F= 3800 KN； （2）运输带工作速度v= 1.6 m/s； （3）卷筒直径D= 320 mm； （4）使用寿命：8年； （5）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；（6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量； 二、电动机的选择 1、选择电动机类型 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和条件，选用一般用途的Y 系列全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。 2）电动机容量 （1）卷筒轴的输出功率P w 080.61000 6 .138001000=?=Fv P w kw （2）电动机输出功率P r w r P P = 传动装置的总效率 54323 1?= 式中:21,为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4查得： 角接触轴承1=0.99; 圆柱齿轮传动2=0.97; 联轴器3=0.99; 运输卷筒4=0.96 V 带传动;95.05= 则 =0.993×0.97×0.99×0.96×0.950.85 故 kW P P w r 15.785 .0080.6= 滚筒轴的转速是w n =60v/3.14D=60×1.6×1000/(3.14×320)=95.54 r/min ( 3 ) 电动机额定功率P 0 P 0=（11.3）Pr =7.159.295 查手册选取电动机的额定功率为P 0=7.5K w 。 按设计手册推荐的传动机传动比范围，取V 带传动比i 1=24，单级圆柱齿轮传动比i 2=36，则总传动比范围是 i a =（2×3）（4×6）=624 则电动机可选择的转速范围相应为 nd=i a ×w n =（624）×95.5=5732292 r/min kw Pw 080.6= =0.85 kw 15.7Pr = m in /54.95r n w = P 0=7.5K w 根据表2-1查出，电动机同步转速符合这一范围的有750、100、1500 r/min 。综合考虑，选取常用的同步转速为1500 r/min 的Y 系列电动机Y132M-4,其满载转速为n m =1440 r/min 。 2计算传动装置总传动比和分配各级传动比 1）传动装置总传动比 08.155.95/1440= w m n n i 2）分配各级传动比：得 i=i 1*i 2 取V 带传动的传动比31=i ，则圆柱齿轮传动的传动比为 027.53 08 .1512= =i i i 因为单级V 带传动比推荐值为2-4，单级圆柱齿轮传动推荐值为3-5， 所以所取传动比符合V 带传动和圆柱齿轮传动传动比的常用范围。 3计算传动装置的运动和动力参数 1）各轴转速 电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为 min /5.95027.5/480min /4803/1440min /14402/1 0r i n n r i n n r n n m = =I I 2）各轴输入功率 按电动机额定功率0P 计算各轴输入功率，即 kW P P kW P P kW P 842.697.099.0125.7125.795.05.75.7211500=?=?=I 3）各轴转矩 m N n P T ?=?=60.74960 5.795509550 000 i=15.08 i 1=3 i 2=5.027 min /14400r n =m in /480r n I = m in /5.95r n II = KW P 5.70= m N T ?=60.740m N T kw P I I ?=75.141125.7 m N n P T ?=?=I 75.141480 125.795509550 11 m N n P T ?=2.6845 .95842 .695509550 三、V 带传动的设计计算 1、确定计算功率C P A K 为工作情况系数，查课本表13-8可得，A K =1.3 即 C P =A K 0P =1.3×7.5=9.75kw 2、选择V 带的型号 根据计算功率C P =9.75kw ，主动轮转速n 1=1440r/min,由课本图13-15 选择A 型普通V 带。 3、确定带轮基准直径21d d d d 、 由课本表13-9得m in d =75mm 由表13-9现取1d d =90mm>min d 大带轮的基准直径d d2： 因为2 11n n i =3 所以2n =480r/min 3112=d d d i d ×90=270mm 由课本表13-9选取标准值=2d d 265mm ，则实际传动比，从动轮的实际转速分别为： 944.29026512= d d d d i 4803 1440 112=i n n r/min 4、验算带速V m N T kw P II II ?=2.684842.6 C P =9.75kw m in d =75mm 1d d =90mm mm d d 2652= min /48094 .22r n i = s m n d V d /782.61000 601440 901000 601 1=?= ?= 带速在正常工作范围525m/s 内，故合适。 5、确定带的基准长度d L 和实际中心距a 按照结构设计要求初定中心距 0a =1.5（1d d +2d d ）=1.5*(90+265)=532.5 mm 取0a =550mm. 根据课本得验证：0.7(1d d +2d d )0a 2(1d d +2d d ) 得：248.5mm 0a 710mm 符合要求。 由此得： 20=L 0a +0 2 12214)()2a d d d d d d d d -+（ =2×550+2(90+265)+5504)90265(2 ?- =1671.27mm 则由课本表13-2选取得：d L =1800mm 由课本13-16式得实际中心距a 为a 0a +2 L L d -=614.36mm 中心距a 的变动范围为 min a =a-0.015d L =614.36-0.015×1800= 587.36mm m ax a =a+0.03d L =614.36+0.03×1800=668.36mm 由课本13-1式可得：1a = 3.571801 2?- a d d d d V=6.782m/s d L =1800mm a=614.36mm m in a =587.36mm m ax a =668.36mm 67.1631=a = 3.5736 .61490 265180?- = 12067.163> 合适。 7、确定V 带根数Z 由课本式13-15得 l a C K K P P P Z )(00?+ 根据1d d =90mm 、1n =1440r/min,查表13-3，用差值法得 =0P 1.07 kw 由传动比i=3,查表13-5得 0P ?=0.17 由 67.1631=a 查课本表13-7查得查得包角系数a K =0.95,查课本表 13-2带长度修正系数L K =0.96，由课本式13-15得 L a o c k k p p p z )(0?+= 96 .095.0)17.007.1(75 .9?+=z 根 =8.62根 所以取整得z =9根 8、求初拉力0F 及带轮轴上的压力Q F 由课本表13-1查得A 型普通V 带的每米长质量q=0.12 kg/m,根据课本式13-17得单根V 带的初拉力为 20)15.2(21000qv K zv P F a c +-= =? ?+-?2)78.6(12.0)186.05.2(78.69275.91000N =0P 1.07kw 0P ?=0.17kw Z=9根 N F 85.1570= =157.85N 由课本式（13-18）可得作用在轴上的压力Q F 为 Q F =22 sin 1 0a z F =2×157.85×9×2 67.163sin ? N =2823.38N 9、 设计结果 选用9根A 型V 带，中心距a=614.36mm,带轮直径 1d d =90mm,2d d =265mm ，轴上压力Q F =2823.38N 。 四、齿轮传动的设计计算 1、选择齿轮材料及精度等级 根据课本表11.8可得，小齿轮选用45钢调质，硬度为220-250HBS,大齿轮选用45钢正火，硬度为170-210HBS 。因为是普通减速器，选8级精度，要求齿面粗糙度a R 3.26.3m 。 2、按齿面接触疲劳强度设计 由于该减速器为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度HBS 小于350的软齿面，齿面点蚀为主要失效形式。所以应以齿面接触疲劳强度设计，弯曲疲劳强度校核。 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（11.23）求出1d 值。 确定有关参数与系数： 1）转矩1T 1T =9.55×480 125 .71055.910616?=n P N ·mm=1.41×510 N ·mm 2）载荷系数K 查课本表11-3取K=1.1 Q F =2823.38N 1T =1.41×510 N ·mm K=1.1 3）齿数1z ,螺旋角, 弹性系数和齿宽系数d 小齿轮的齿数1z 取为27，则大齿轮齿数2z =i ×1z =2.94×27=79.38。 取整得2z =80 实际齿数比为 u 1333.327 90 12=z z 齿数比的误差为 %18.014.3333 .33275.31=-=-u u u < %5± 初选螺旋角=?15。 因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由表11.19选取d =1。 材料弹性系数Z E :由表11.11查得Z E =189.8 4）许用的接触应力H 由图11.25查得 1lim H = 560 MPa 2lim H =530 Mpa 由表11.9查得H S =1 1N =h njL 60=60×240×1×（5×52×5×24）=4.49×8 10 2N =1N /i=4.49×8 10/3.3275=1.35×8 10 查图11.28得1N Z =1.06，2N Z =1.12。 由式（11.15）可得 1H =MPa MPa S Z H H N 6.5931 560 06.11 lim 1=?= 2H = MPa MPa S Z H H N 6.5931 530 12.12lim 2=?= 故 Z 1=27 Z 2=80 d =1 Z E =189.8 1lim H =560Mp 2lim H =530Mp 1N =4.49×810 2N =1.35×810 1H =593.6MPa 2H =593.6MPa