一级圆柱齿轮减速器设计计算44618.docx

编号： 实训(论论文)说明书题 目：一级圆圆柱齿轮轮减速器器 院 （系）： 管理系系 专 业： 工工业工程程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2010年年7月3日目 录录设计任务书书11传动方案的的拟定及及说明3电动机的选选择6计算传动装装置的运运动和动动力参数数77传动件的设设计计算算77轴的设计计计算11连轴器的选选择133滚动轴承的的选择及及计算14键联接的选选择及校校核计算算119减速器附件件的选择221设计小结22谢辞223参考资料目目录244附录225机械设计课课程设计计任务书书设计题目：带式运运输机的的传动装装置的设设计一  带式式运输机机的工作作原理带式运输机机的传动动示意图图如图1、电动机机2、带传传动3、齿轮轮减速44、轴承5、联轴轴器、6、鼓轮轮7、运输输带二 工作情情况：已已知条件件1      工工作条件：两班制制，连续续单向运运转，载载荷较平平稳，室室内工作作，有灰灰尘，环环境最高高温度35；2         使用用折旧期期；8年；3         检修修间隔期期：四年年一次大大修，两两年一次次中修，半半年一次次小修；4        动力来来源：电电力，三三相交流流电，电电压3880/2220VV；5        运输带带速度容容许误差差：±55%；6        制造条条件及生生产批量量：一般般机械厂厂制造，小小批量生生产。三 原始数数据         题号参数         11         22         33         44         55         66         77         88         99         110运输带工作作拉力FF/N       115000     22200      23300    225000      226000      228000     33300     40000    445000     48800运输带工作作速度vv/(mm/s)      11.1      1.15         1.22      11.255      11. 33     11.355       1.44       1.445       1.5      1.55卷筒直径DD/mmm       2000      2250       3310       4410      2330       3440       3550      4000      4420       5500注注：运输输带与卷卷筒之间间卷筒轴轴承的摩摩擦影响响已经在在F中考虑虑四  传动动方案带单级级直齿轮轮圆柱齿齿轮减速速器   五   设设计内容容1. 电动动机的选选择与运运动参数数计算；2. 直齿齿轮传动动设计计计算3. 轴的的设计4.滚动轴轴承的选选择5.键和连连轴器的的选择与与校核；6.装配图图、零件件图的绘绘制7.设计计计算说明明书的编编写带传动不用用绘制六     设计1.减速器器总装配配图一张张2.齿轮、轴轴零件图图各一张张3.设计说说明书一一份七      设设计进度度1、第一阶阶段：总总体计算算和传动动件参数数计算2、第二阶阶段：轴轴与轴系系零件的的设计3、第三阶阶段：轴轴、轴承承、联轴轴器、键键的校核核及草图图绘制4、第四阶阶段：装装配图、零零件图的的绘制及及计算说说明书的的编写八 评分细细则1、设计任任务说明明书. 300分2、图纸质质量 300分3、进度检检查表(每天进进行一次次进度检检查) 220分4、原始文文稿 202010-3-227传动方案的的拟定及及说明我的题号为为4、4、74-运输带带工作拉拉力F=2500NN4-运输带带工作速速度V=1.225m/s7-卷筒直直径D=3500mm由题目所知知传动机机构类型型为：单单级直齿齿轮圆柱柱齿轮减减速器。故故只要对对本传动动机构进进行分析析论证。总体布置简简图1电动机机；2带传动动；3齿轮减减速器；4轴承；5联轴器器；6鼓轮；7运输带带一、电动机机的选择1. 电动动机类型型和结构构的选择择因为本传动动的工作作状况是是：载荷荷平稳，单单向旋转转，两班制制，连续续单向运运转，室室内工作作，有灰灰尘，环环境最高高温度35所以选选用三相相异步Y1332M11系列的的电动机机，全封封闭自冷冷结构，电电压3800V。2. 电动动机容量量的选择择1）工作机机所需功功率Pww Pw=FVV/10000=(25500kkN×1.255m/ss)/110000=3.1255kW2） 卷筒转速NNwnw=600×10000×v/d=60×110000×1.255/（3.114×350r/miin）=68r/minn3. 电动动机的输输出功率率1）由表1113可得 a.V带带传动效效率1=00.966b.滚动轴轴承的效效率2=00.988 c.闭式式圆柱齿齿轮传动动的效率率3=00.966 d.带式式运输机机的效率率4=00.900 e.联轴轴器的效效率5=00.999则传动装置置的总效效率为：=0.7772）电动机机工作效效率:Pd=Pww/=3.1125kkW/00.777=4.06kW3）根据电电动机的的额定功功率PedPd及工作作情况，查查课本附附表11-1，可选择择三相异异步电动动机Y1332M11。其主主要指标标如下： 电动机型号号额定功率/kw满载转速/(r/minn)堵转转矩/额定转转矩最大转矩/额定转矩Y132MM1-6649602.02.2二、计算传传动的装装置的总总传动比比i并分配配传动比比1.总传动动比 i=Ndd/Nww=14460/68=21.52. 分配配传动比比设V带传动动比i1=4.553则闭式圆柱柱齿轮的的传动比比i2=i/i11=222.388/4.53=44.755三、计算传传动装置置各轴的的运动和和动力参参数1. 电动机输入功率：Pw=4.006kw 转速：14460rr/miin 转矩：9.55××103 ×Pw/n=226.556N·m2. 轴 输入功率率：Pw=4.0025kkw 转速：14460rr/min 转矩：9.55××103 ×Pw/n=226.556N·m3. 轴 输入功率率：I轴输入入功率××1=3.990kww 转速：i11=14460/n=3322rr/miin转矩：9.55××103 ×3.990/322=1155.677N·m4. 轴输入功率：轴输入入功率×2=3.82kkw 转速：i22=轴转速速/n=67.79rr/miin转矩：9.55××103 × 3.882/667.779=5388.155N·m5. 轴输入功率：轴输入入功率××2 2345=3.114kww 转速：i22=轴转速/nn=677.799r/miin转矩：9.55××103 × 3.114/67.79=4422.355N·m各轴计算结结果如下下：轴号输入功率PP/Kww转矩T(NN·m)转速n（rr/miin）传动比电动机轴4.0626.56614601轴4.0626.56614604.53轴3.90115.6673224.75轴3.82538.11567.799轴3.14442.33567.799四、齿轮传传动设计计齿数的选择择A.高速级级齿轮传传动设计计 输入功率小齿轮转速速小齿轮转矩矩载荷系数3.90KKW322r/minn115.666N·m1.41 选选择材料料、精度度及参数数选择小齿轮轮材料为为45钢（调调质），硬硬度为2240HHBS，大大齿轮材材料为445钢（正火火），硬硬度为2200HHBS，二二者材料料硬度差差为400HBSS。1） 精精度等级选选用8级精度度；2） 试试选小齿齿轮齿数数z135，大大齿轮齿齿数z2166；1. 按齿面接触触强度设设计 dt1）确定公公式内的的各计算算数值1载荷系数=1.42标准直齿圆圆柱齿轮轮传动系系数=2.53材料的弹性性影响系系数ZE1889.88Mpaa ( 钢 )表3-54齿宽系数d1表3-75许用接触应应力Hlimm15899MPaaHlimm25544MPaa6小齿轮传递递的转矩矩T1=9.55××106 ×P2/n2=1.166×105 N·mm2. 计算1）小齿轮轮分度圆圆直径d1= =66mmm2）计算圆圆周速度度v=11.111m/ss3）计算齿齿宽b及模数数 MM=d11/z11=666/35=11.899 由由表32取标准准模数，使得模数取2 4几何何尺寸计计算1） 分度圆直径径 dd1=mmz1=2×35=70 dd2=mmz2=2×166=332 2） 中心距的选选择a=(d11+d22)/22=20013） 齿数 z11=355 ，z2=16664） 模数 m=2 5） 齿宽 b=d1××d=700mm b22=b=70mmm b1=700+5110mmm，取78mm6) 顶圆圆直径 da11=d11+2hha=mm(z11+2)=744mm , dda2= d22+2hha=mm(z22+2)=3338mmm7) 根圆圆直径 df11=d11-2hhf=mm(z11-2.5)=65mmm ,df2= d2-2hff=m(z2-2.55)=3327mmm5. 校校核齿根根弯曲疲疲劳强度度A许用齿根根应力极限应力 = 0.77HBSS+2775=4443MMpa = 4155Mpaa安全系数 Sf=1.44许用齿根应应力 =3316MMpa =2996 MMpaB验算齿根根应力复合齿形系系数 Yfs1=4.005 , YYfs22=4.00C齿根应力力 =2KT11/bdd1m××Yfss1=22×1.44×1.166×105×4.005 /（70×70×2）=1344Mpa=×(Yffs2/Yfss1)=1333Mpaa由于 <<, < 故 弯曲曲疲劳强强度足够够结果合合适由此设计有有模数分度圆直径径齿宽顶圆直径根圆直径齿数小齿轮27078746535大齿轮233270338327166单位mm五. 轴的的设计1.计算从从动轴的的转速从动轴转速速n2=n1/i=3322/44.755=67.79rr/miin2.求主，从从动轴的的计算直直径根据轴的材材料并考考虑弯矩矩的影响响由表74 取c=1118主动轴的计计算直径径：d1从动轴的计计算直径径： d2计算键槽的的影响： dd1=11.033×27.09mmm=27.990mmm d22=1.03×45.555mm=46.91mmm4.取标准准直径因d1、dd2分别转转矩的输输入和输输出端直直径均属属有配合合要求的的轴段，由由附表71取标准准直径d1=30mmm,d22=488mm六. 滚动动轴承的的选择（一）1.选轴考虑到主要要承受径径向力，轴轴向也可可承受小小的轴向向载荷。当当量摩擦擦系数最最少。在在高速转转时也可可承受纯纯的轴向向力，工工作中容容许的内内外圈轴轴线偏斜斜量，由于该该轴在减减速器运运作中会会受到一一定的轴轴向力,固保险起起见使用用深沟球球轴承 64407。2.计算当当量动载载荷由于轴承只只承受径径向载荷荷，故当当量动载载荷即为为轴承承承受的径径向载荷荷（轴承承的承反反力）。此此处，两两轴承支支承反力力相等，即即有当量动载荷荷Fp=Ft=2TT2/dd1=22×1155.677×103=33004.886NFr= FFt×tann20°=73993.550N因此Fp=40449.225N3.求轴承承的实际际寿命轴承基本额额定动载载荷 由附表83 CC=5669000温度系数 由表 86 fft=11.0载荷系数 由表 87 fpp=1.1寿命指数 3轴承的实际际寿命LLh=轴承预期寿寿命为Lh0=8×24×3655=7000800h由于LhLh00，故64407轴承可可用。该轴承的基基本参数数：内孔孔直径dd=355mm，外径径D=1100mmm，宽度度B=225mm。4.轴的的设计尺尺寸1. 根据据轴向定定位的要要求确定定轴的各各段直径径a该段安安装带轮轮，最小小直径为为30mmm；b该段安安装轴承承和轴承承端盖，轴轴承类型型为64007，故该该段轴直直径定为为35mmm；c该段为为了固定定齿轮，直直径定为为40mm；该段段轴要安安装轴承承、套筒筒、齿轮轮，轴承承选用6407型，所所以该轴轴上的轴轴承的直直径为35mmm；d该段轴轴要安装装齿轮，直直径定为为45mm；e为了定定位齿轮轮不右移移，定位位轴肩高高度应达达2mm，所以以该段轴轴直径为为49mm；f该段轴轴身直径径定为440mm；g该段轴轴安装轴轴承64007，直径径定为35mmm；2）各段长长度的确确定各段长度的的确定从从左到右右分述如如下：a 该段段安装带带轮，长长度定为为44mmm；b该段轴轴安装轴轴承和轴轴承端盖盖，长度度定为40mmm；c该段安安装套筒筒，长度度定为20mmm；d该段安安装齿轮轮，考虑虑到齿轮轮宽度比比轴头宽宽12mm，长度度为68mm； e该段轴轴肩长度度定为10mmm；f该段轴轴身长度度定为20mmm；g该段轴轴安装轴轴承，长长度定为为25mm。最小直径=30mmm总轴长=2221.0mmm（二）1.选轴考虑到主要要承受径径向力，轴轴向也可可承受小小的轴向向载荷。当当量摩擦擦系数最最少。在在高速转转时也可可承受纯纯的轴向向力，工工作中容容许的内内外圈轴轴线偏斜斜量，由由于该轴轴在减速速器运作作中会受受到一定定的轴向向力,选用深深沟球轴轴承 62110。2.计算当当量动载载荷当量动载荷荷Fp11=Fpp2=齿轮所受的的切向力力；切向力Frr=Ft×tann=32441.886×tann20°=72552.557N因此Fp=39772N3.求轴承承的实际际寿命轴承基本额额定动载载荷 由附表83 CC=3551000温度系数 由表 86 fft=11.0载荷系数 由表 87 ffp=11.1寿命指数 3轴承的实际际寿命Lhh=12774677h轴承预期寿寿命为Lh0=8×24×3655=7000800h由于Lh>>Lh00，故62100轴承可可用。该轴承的基基本参数数：内孔孔直径dd=500mm，外径径D=90mm，宽度度B=200mm。4. 轴的设计计尺寸1、根据轴轴向定位位的要求求确定轴轴的各段段直径a该段轴轴要安装装轴承和和套筒，轴轴承选用用62110型，即即该段直直径定为为50mmm；b该段轴轴要安装装齿轮，考考虑到轴轴肩要有有2mm的圆角，经经标准化化，定为为55mmm；c为了齿齿轮轴向向定位可可靠，定定位轴肩肩高度应达5mm，所以该该段直径径选为60mmm；d该段轴轴身直径径定为55mmm；e该段轴轴要安装装轴承，直直径定为为50mmm；f该段安安装轴承承端盖固固定轴承承，直径径定为49mmm；g由于联联轴器一一端连接接轴，另另一端连连接轴，所所以该段段直径尺尺寸受到到轴外伸伸轴直径径尺寸的的限制，选选为48mmm。2、各段长长度的确确定a 该段段轴安装装轴承，轴轴承宽20mmm，该段段长度定定为20mmm；b该端安安装套筒筒，长度度定为20mmm；c该段安安装齿轮轮，要求求长度要要比轮毂毂短122mm，定为61mmm；d该段为为轴环，宽宽度不小小于7mm，定为10mmm；e该段轴轴身长度度定为30mmm；f该段轴轴安装轴轴承，长长度定为为20mmm；g该段轴轴肩安装装轴承端端盖，长长度定为为40mmm；h该段由由联轴器器孔长决决定长度度定5622mm。最小直径=48mmm总轴长=2253mmm（三）轴的设计计1.总结以以上的数数据功率/Kww转矩/(NN·mm)转速/（rr/miin）3.155.25*10557.3222.初步估估算轴的的最小直直径选取轴的材材料为45号钢根根据表77-4选选取A0=1188。于是是有mm由附表7-1取标准准直径 dd=488mm七. 键和和联轴器器的选择择与校核核一般8以上上的齿轮轮有定心心精度要要求，应应选用平平键联接接。由于于齿轮不不在轴端端，故可可选圆头头普通平平键（A型） （一）键的的选择与与校核1.按要求求对轴上的两两个键进进行选择择及校核核A 对连连接小齿齿轮与轴的键的计算算. 选择择键联接接的类型型和尺寸寸根据d=335mm查得键键的截面面尺寸为为：宽度度b=6mm，高度h=6mm。由轮轮毂宽度度并参照照键的长长度系列列，键长长范围为为L=144700mm，取键键长为332mm。. 校核核键联接接的强度度键、轴和轮轮毂的材材料都是是钢，由由1表6-2查得许许用挤压压应力，取取平均值值，, 工作长长度=500mm。所以所选的的键满足足强度要要求。键键的标记记为：A型：b=6mmm，h=66mm，L=32mmm 键6×32 GGB/TT 10096-79B 对连接接小齿轮轮与轴的键的计算算. 选择择键联接接的类型型和尺寸寸根据d=445mmm查得键键的截面面尺寸为为：宽度度b=122mm，高度h=88mm。由轮轮毂宽度度并参照照键的长长度系列列，键长长范围为为281400mm，取键键长为556mm。. 校核核键联接接的强度度键、轴和轮轮毂的材材料都是是钢，由由1表6-2查得许许用挤压压应力，取取平均值值，, 工作长长度=566mm所以所选的的键满足足强度要要求。键键的标记记为：A型：b=12mmm，h=88mm，L=556mmm 键12×56GBB/T 10996-779C 轴上的两两键为: 键A型b=66mm，h=66mm，L=322mm 键6×32GBB/T 10996-779键A型b=112mmm，h=88mm，L=556mmm 键12×56 GB/T 110966-7992.按要求求对轴上的两两个键进进行选择择及校核核A对连接大大齿轮与与轴的键的计算算. 选择择键联接接的类型型和尺寸寸根据d=555mm查得键键的截面面尺寸为为：宽度度b=112mm，高度h=8mm。由轮毂毂宽度并并参照键键的长度度系列，键键长范围围为L=2881440mm，取键键长为550mm。. 校核核键联接接的强度度键、轴和轮轮毂的材材料都是是钢，由由1表6-2查得许许用挤压压应力，取取平均值值，, 工作长长度=566mm所以所选的的键满足足强度要要求。键键的标记记为：A型：b=12mmm，h=88mm，L=500mm 键12×50 GGB/TT 10096-79B 对连接接小齿轮轮与轴的键的计算算. 选择择键联接接的类型型和尺寸寸根据d=448mmm查得键键的截面面尺寸为为：宽度度b=114mmm，高度h=99mm。由轮轮毂宽度度并参照照键的长长度系列列，键长长范围为为L=3361160mmm，取键键长为554mm。. 校核核键联接接的强度度键、轴和轮轮毂的材材料都是是钢，由由1表6-2查得许许用挤压压应力，取取平均值，, 工作长长度=566mm所以所选的的键满足足强度要要求。键键的标记记为：A型：b=14mmm，h=99mm，L=554mmm 键14×54GB/T 110966-799因此，键A型b=112mmm，h=88mm，L=550mmm 键12×50 GB/T 110966-799键A型b=114mmm，h=9mmm，L=554mmm 键14×54GGB/TT 10096-79（二）联轴轴器的选选择Tc=KTT3=11.5×5388.155Nm=8077.2225Nm根据Tc=8077.2225Nm查表可可得，联联轴器中中LH4型号能能满足传传递转矩矩的要求求。LH4型号号联轴器器的公称称转矩为为12558Nmm,轴空长长度为1122mm七、减速器器附件的的选择1 齿轮轮的润滑滑采用浸油润润滑。2. 滚滚动轴承承的润滑滑由前面计算算小齿轮轮圆周速速度为0.886m/s<22m/ss，油池池中的润润滑油飞飞溅不起起来，可可采用润润滑脂润润滑轴承承。 3润润滑油的的选择 齿轮与与轴承用用同种润润滑油较较为方便便，考虑虑到该装装置用于于小型设设备，选选用L-AAN155润滑油油。4. 密密封方法法的选取取1）选用凸凸缘式端端盖易于于调整，采采用闷盖盖安装骨骨架式旋旋转轴唇唇型密封封圈实现现密封。2）密封圈圈型号按按所装配配轴的直直径确定定为（F）B255-422-7-ACMM，（F）B700-900-100-ACCM。3）轴承盖盖结构尺尺寸按用用其定位位的轴承承的外径径决定。5. 通气气器1）由于在在室内使使用，选选通气器器（一次次过滤），采采用M200×252）油面指指示器选选用游标标尺M1003）起吊装装置采用用箱盖吊吊耳、箱箱座吊耳耳4）放油螺螺塞选用用外六角角油塞及及垫片M200×25参考资料目目录1机机械设计计课程设设计指导导书，高高等教育育出版社社，宋宝宝玉主编编，19995年12月第一一版；2机机械设计计基础（少少学时）第四版，机械工业出版社，天津大学、李秀珍主编，2001年7月第七版；3减减速器选选用手册册，化化学工业业出版社社，周明明衡主编编，20002年6月第一一版；4 机机械制图图（第四四版），高高等教育育出版社社，刘朝朝儒，彭彭福荫，高高治一编编，20001年8月第四四版；5工工程机械械构造图图册，机机械工业业出版社社，刘希希平主编编