一级圆柱齿轮减速器设计计算44456.docx
编号： 实训(论论文)说明书题 目：一级圆柱柱齿轮减速速器 院 （系）： 管理系 专 业： 工业工工程 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1传动方案的的拟定及说说明33电动机的选选择66计算传动装装置的运动动和动力参参数7传动件的设设计计算7轴的设计计计算111连轴器的选选择113滚动轴承的的选择及计计算114键联接的选选择及校核核计算199减速器附件件的选择21设计小结222谢辞23参考资料目目录224附录25机械设计课课程设计任任务书设计题目：带式运输输机的传动动装置的设设计一 带式式运输机的的工作原理理带式运输机机的传动示示意图如图图1、电动机机2、带传动动3、齿轮减减速4、轴承5、联轴器、6、鼓轮7、运输带带二 工作情情况：已知知条件1 工作条件：两两班制，连连续单向运运转，载荷荷较平稳，室室内工作，有有灰尘，环环境最高温温度35；2 使用折旧旧期；8年；3 检修间隔隔期：四年年一次大修修，两年一一次中修，半半年一次小小修；4 动动力来源：电力，三三相交流电电，电压3380/2220V；5 运运输带速度度容许误差差：±5%；6 制制造条件及及生产批量量：一般机机械厂制造造，小批量量生产。三 原始数数据 题题号参数 1 2 33 4 5 6 77 8 9 10运输带工作作拉力F/N 11500 22200 23000 22500 26000 28000 33000 40000 45000 48000运输带工作作速度v/(m/ss) 1.1 1.15 1.22 1.225 1. 3 11.35 1.44 1.45 1.5 1.5卷筒直径DD/mm 2000 2500 3110 4410 2300 3440 3350 4400 4420 500注注：运输带带与卷筒之之间卷筒轴轴承的摩擦擦影响已经经在F中考虑四 传动动方案带单级级直齿轮圆圆柱齿轮减减速器 五 设设计内容1. 电动动机的选择择与运动参参数计算；2. 直齿齿轮传动设设计计算3. 轴的的设计4.滚动轴轴承的选择择5.键和连连轴器的选选择与校核核；6.装配图图、零件图图的绘制7.设计计计算说明书书的编写带传动不用用绘制六 设计1.减速器器总装配图图一张2.齿轮、轴轴零件图各各一张3.设计说说明书一份份七 设计计进度1、第一阶阶段：总体体计算和传传动件参数数计算2、第二阶阶段：轴与与轴系零件件的设计3、第三阶阶段：轴、轴轴承、联轴轴器、键的的校核及草草图绘制4、第四阶阶段：装配配图、零件件图的绘制制及计算说说明书的编编写八 评分细则则1、设计任任务说明书书. 30分2、图纸质质量 330分3、进度检检查表(每天进行一一次进度检检查) 20分4、原始文文稿 2002010-3-277传动方案的的拟定及说说明我的题号为为4、4、74-运输带工工作拉力FF=2500N4-运输带工工作速度VV=1.225m/ss7-卷筒直径径D=3500mm由题目所知知传动机构构类型为：单级直齿齿轮圆柱齿齿轮减速器器。故只要要对本传动动机构进行行分析论证证。总体布置简简图1电动机机；2带传动；3齿轮减速速器；4轴承；5联轴器；6鼓轮；7运输带一、电动机机的选择1. 电动动机类型和和结构的选选择因为本传动动的工作状状况是：载载荷平稳，单单向旋转，两班制，连连续单向运运转，室内内工作，有有灰尘，环环境最高温温度35所以选用用三相异步Y1322M1系列列的电动机机，全封闭闭自冷结构构，电压380V。2. 电动动机容量的的选择1）工作机机所需功率率Pw Pw=FVV/10000=(22500kN×1.25m/ss)/10000=33.1255kW2） 卷筒转速NNwnw=600×1000×v/d=60×11000××1.25/（3.144×350r/minn）=68r/mmin3. 电动动机的输出出功率1）由表1113可得 a.V带带传动效率率1=0.96b.滚动轴轴承的效率率2=0.98 c.闭式式圆柱齿轮轮传动的效效率3=0.96 d.带式式运输机的的效率4=0.90 e.联轴轴器的效率率5=0.99则传动装置置的总效率率为：=0.772）电动机机工作效率率:Pd=Pww/=3.1225kW/0.77=4.06kW3）根据电电动机的额额定功率PedPd及工作情情况，查课课本附表11-1，可选择三相异异步电动机机Y1322M1。其主要要指标如下下： 电动机型号号额定功率/kw满载转速/(r/mmin)堵转转矩/额定转矩矩最大转矩/额定转矩Y132MM1-649602.02.2二、计算传传动的装置置的总传动动比i并分配传传动比1.总传动动比 i=Ndd/Nw=14600/68=21.552. 分配配传动比设V带传动动比i1=4.53则闭式圆柱柱齿轮的传传动比i22=i/i1=222.388/4.553=4.75三、计算传传动装置各各轴的运动动和动力参参数1. 电动机输入功率：Pw=44.06kw 转速：14460r/min 转矩：9.55×103 ×Pw/nn=26.56N·m2. 轴 输入功率率：Pw=44.0255kw 转速：14460r/min 转矩：9.55×103 ×Pw/nn=26.56N·m3. 轴 输入功率率：I轴输入功功率×1=3.900kw 转速：i11=14660/n=322r/min转矩：9.55×103 ×3.900/322=115.67N·m4. 轴输入功率：轴输入功功率×2=3.882kw 转速：i22=轴转速/nn=67.79r/min转矩：9.55×103 × 3.822/67.799=538.15N·m5. 轴输入功率：轴输入功功率×2 2345=3.144kw 转速：i22=轴转速/n=67.779r/minn转矩：9.55×103 × 3.144/67.779=442.35N·m各轴计算结结果如下：轴号输入功率PP/Kw转矩T(NN·m)转速n（rr/minn）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、齿轮传传动设计齿数的选择择A.高速级级齿轮传动动设计 输入功率小齿轮转速速小齿轮转矩矩载荷系数3.90KKW322r/min115.666N·m1.41 选选择材料、精精度及参数数选择小齿轮轮材料为445钢（调调质），硬硬度为2440HBSS，大齿轮轮材料为445钢（正火），硬硬度为2000HBSS，二者材材料硬度差差为40HHBS。1） 精精度等级选用用8级精度；2） 试试选小齿轮轮齿数z1135，大齿齿轮齿数zz2166；1. 按齿面接触触强度设计计 dt1）确定公公式内的各各计算数值值1载荷系数=1.42标准直齿圆圆柱齿轮传传动系数=2.53材料的弹性性影响系数数ZE1889.8MMpa ( 钢 )表3-54齿宽系数d1表3-75许用接触应应力Hlimm1589MPPaHlimm2554MPPa6小齿轮传递递的转矩T1=9.55×106 ×P2/n2=1.166×105 N·mm2. 计算1）小齿轮轮分度圆直直径d1= =66mm2）计算圆圆周速度v=11.11mm/s3）计算齿齿宽b及模数 M=d11/z1=66/35=1.89 由表32取标准模模数，使得得模数取2 4几何何尺寸计算算1） 分度圆直径径 d1=mmz1=22×35=70 dd2=mzz2=2××166=332 2） 中心距的选选择a=(d11+d2)/2=22013） 齿数 z11=35 ，z2=16664） 模数 mm=2 5） 齿宽 b=dd1×d=70mm b2=bb=70mm b1=70+5100mm，取取78mm6) 顶圆圆直径 da1=d1+22ha=mm(z1+2)=774mm , dda2= d2+22ha=mm(z2+2)=3338mm7) 根圆圆直径 dff1=d11-2hff=m(zz1-2.5)=665mm ,df2= d2-22hf=mm(z2-2.5)=3277mm5. 校校核齿根弯弯曲疲劳强强度A许用齿根根应力极限应力 = 0.7HBSS+2755=4433Mpa = 4155Mpa安全系数 SSf=1.4许用齿根应应力 =3316Mppa =2996 MppaB验算齿根根应力复合齿形系系数 Yfs1=4.055 , Yfs22=4.000C齿根应力力 =2KT11/bd11m×Yfs11=2×1.4×1.16×105×4.055 /（70×70×2）=134Mppa=×(Yffs2/YYfs1)=1333Mpa由于 <<, < 故 弯曲曲疲劳强度度足够结果果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.计算从从动轴的转转速从动轴转速速n2=nn1/i=322/4.75=67.779r/mmin2.求主，从从动轴的计计算直径根据轴的材材料并考虑虑弯矩的影影响由表74 取c=1118主动轴的计计算直径：d1从动轴的计计算直径： d2计算键槽的的影响： d11=1.003×27.099mm=27.900mm d2=1.03×45.55mm=46.991mm4.取标准准直径因d1、dd2分别转矩矩的输入和和输出端直直径均属有有配合要求求的轴段，由由附表71取标准直直径d1=300mm,dd2=488mm六. 滚动动轴承的选选择（一）1.选轴考虑到主要要承受径向向力，轴向向也可承受受小的轴向向载荷。当当量摩擦系系数最少。在在高速转时时也可承受受纯的轴向向力，工作作中容许的的内外圈轴轴线偏斜量量，由于该轴轴在减速器器运作中会会受到一定定的轴向力力,固保险起见见使用深沟沟球轴承 64007。2.计算当当量动载荷荷由于轴承只只承受径向向载荷，故故当量动载载荷即为轴轴承承受的的径向载荷荷（轴承的的承反力）。此此处，两轴承支承承反力相等等，即有当量动载荷荷Fp=Ft=2TT2/d11=2×115.67×103=33044.86NNFr= FFt×tan220°=73933.50NN因此Fp=40499.25N3.求轴承承的实际寿寿命轴承基本额额定动载荷荷 由附表83 C=569000温度系数 由表 86 ftt=1.00载荷系数 由表 87 fp=1.1寿命指数 3轴承的实际际寿命Lhh=轴承预期寿寿命为Lh0=8×24×365=700880h由于LhLh0，故故6407轴承可用用。该轴承的基基本参数：内孔直径径d=355mm，外径D=100mmm，宽度B=25mm。4.轴的的设计尺寸寸1. 根据据轴向定位位的要求确确定轴的各各段直径a该段安安装带轮，最最小直径为为30mm；b该段安安装轴承和和轴承端盖盖，轴承类类型为6407，故该段段轴直径定定为35mm；c该段为为了固定齿齿轮，直径径定为400mm；该段轴轴要安装轴轴承、套筒筒、齿轮，轴轴承选用6407型，所以以该轴上的的轴承的直直径为35mm；d该段轴轴要安装齿齿轮，直径径定为455mm；e为了定定位齿轮不不右移，定定位轴肩高高度应达2mm，所以该该段轴直径径为49mm；f该段轴轴身直径定定为40mm；g该段轴轴安装轴承承6407，直径定定为35mm；2）各段长长度的确定定各段长度的的确定从左左到右分述述如下：a 该段段安装带轮轮，长度定定为44mmm；b该段轴轴安装轴承承和轴承端端盖，长度度定为40mm；c该段安安装套筒，长长度定为20mm；d该段安安装齿轮，考考虑到齿轮轮宽度比轴轴头宽12mm，长度为68mm； e该段轴轴肩长度定定为10mm；f该段轴轴身长度定定为20mm；g该段轴轴安装轴承承，长度定定为25mm。最小直径=30mm总轴长=2221.00mm（二）1.选轴考虑到主要要承受径向向力，轴向向也可承受受小的轴向向载荷。当当量摩擦系系数最少。在在高速转时时也可承受受纯的轴向向力，工作作中容许的的内外圈轴轴线偏斜量量，由于该该轴在减速速器运作中中会受到一一定的轴向向力,选用深沟沟球轴承 62100。2.计算当当量动载荷荷当量动载荷荷Fp1=Fp2=齿轮所受的的切向力；切向力Frr=Ft×tan=32411.86××tan220°=72522.57NN因此Fp=39722N3.求轴承承的实际寿寿命轴承基本额额定动载荷荷 由附表83 C=351000温度系数 由表 86 ftt=1.00载荷系数 由表 87 fpp=1.11寿命指数 3轴承的实际际寿命Lh=1274467h轴承预期寿寿命为Lh0=8×24×365=700880h由于Lh>>Lh0，故故6210轴承承可用。该轴承的基基本参数：内孔直径径d=50mm，外径D=90mm，宽度B=20mm。4. 轴的设计尺尺寸1、根据轴轴向定位的的要求确定定轴的各段段直径a该段轴轴要安装轴轴承和套筒筒，轴承选选用6210型，即该段段直径定为为50mm；b该段轴轴要安装齿齿轮，考虑虑到轴肩要要有2mm的圆角，经经标准化，定定为55mm；c为了齿齿轮轴向定定位可靠，定定位轴肩高高度应达5mm，所以该段段直径选为为60mm；d该段轴轴身直径定定为55mm；e该段轴轴要安装轴轴承，直径径定为50mm；f该段安安装轴承端端盖固定轴轴承，直径径定为49mm；g由于联联轴器一端端连接轴，另一一端连接轴，所以以该段直径径尺寸受到到轴外伸轴轴直径尺寸寸的限制，选选为48mm。2、各段长长度的确定定a 该段段轴安装轴轴承，轴承承宽20mm，该段长长度定为20mm；b该端安安装套筒，长长度定为20mm；c该段安安装齿轮，要要求长度要要比轮毂短短12mmm，定为61mm；d该段为为轴环，宽宽度不小于于7mm，定为10mm；e该段轴轴身长度定定为30mm；f该段轴轴安装轴承承，长度定定为20mm；g该段轴轴肩安装轴轴承端盖，长长度定为40mm；h该段由由联轴器孔孔长决定长长度定562mmm。最小直径=48mm总轴长=2253mmm（三）轴的设计1.总结以以上的数据据功率/Kww转矩/(NN·mm)转速/（rr/minn）3.155.25*10557.3222.初步估估算轴的最最小直径选取轴的材材料为45号钢根据据表7-44选取A0=118。于是是有mm由附表7-1取标准直直径 d=48mmm七. 键和和联轴器的的选择与校校核一般8以上上的齿轮有有定心精度度要求，应应选用平键键联接。由由于齿轮不不在轴端，故故可选圆头头普通平键键（A型） （一）键的的选择与校校核1.按要求求对轴上的两个个键进行选选择及校核核A 对连连接小齿轮轮与轴的键的计算. 选择择键联接的的类型和尺尺寸根据d=335mm查得键的的截面尺寸寸为：宽度度b=6mm，高度h=6mm。由轮毂毂宽度并参参照键的长长度系列，键键长范围为为L=1470mm，取键长长为32mm。. 校核核键联接的的强度键、轴和轮轮毂的材料料都是钢，由1表6-2查得许用挤压应力，取平均值，, 工作长度=50mm。所以所选的的键满足强强度要求。键键的标记为为：A型：b=6mm，h=6mmm，L=32mm 键6×32 GBB/T 11096-79B 对连接接小齿轮与与轴的键的计算. 选择择键联接的的类型和尺尺寸根据d=445mm查得键的的截面尺寸寸为：宽度度b=12mmm，高度h=8mmm。由轮毂毂宽度并参参照键的长长度系列，键键长范围为为281140mmm，取键长长为56mm。. 校核核键联接的的强度键、轴和轮轮毂的材料料都是钢，由1表6-2查得许用用挤压应力力，取平均均值，, 工作长度=56mmm所以所选的的键满足强强度要求。键键的标记为为：A型：b=12mmm，h=8mmm，L=566mm 键12×56GB/T 10096-779C 轴上的两键键为: 键A型b=66mm，h=6mmm，L=32mm 键6×32GB/T 10096-779键A型b=112mm，h=8mmm，L=566mm 键12×56 GGB/T 10966-792.按要求求对轴上的两个个键进行选选择及校核核A对连接大大齿轮与轴的键的计算. 选择择键联接的的类型和尺尺寸根据d=555mm查得键的的截面尺寸寸为：宽度度b=12mm，高度h=8mm。由轮毂宽宽度并参照照键的长度度系列，键键长范围为为L=28140mmm，取键长长为50mm。. 校核核键联接的的强度键、轴和轮轮毂的材料料都是钢，由1表6-2查得许用挤压应力，取平均值，, 工作长度=56mm所以所选的的键满足强强度要求。键键的标记为为：A型：b=12mmm，h=8mmm，L=50mm 键12×50 GBB/T 11096-79B 对连接接小齿轮与与轴的键的计算. 选择择键联接的的类型和尺尺寸根据d=448mm查得键的的截面尺寸寸为：宽度度b=144mm，高度h=9mmm。由轮毂毂宽度并参参照键的长长度系列，键键长范围为为L=3661600mm，取键长长为54mm。. 校核核键联接的的强度键、轴和轮轮毂的材料料都是钢，由1表6-2查得许用挤压应力，取平均值，, 工作长度=56mm所以所选的的键满足强强度要求。键键的标记为为：A型：b=14mmm，h=9mmm，L=544mm 键14×54GB/TT 10996-799因此，键A型b=112mm，h=8mmm，L=500mm 键12×50 GGB/T 10966-79键A型b=114mm，h=9mm，L=544mm 键14×54GBB/T 11096-79（二）联轴轴器的选择择Tc=KTT3=1.5×538.15Nmm=8077.2255Nm根据Tc=807.225NNm查表可得得，联轴器器中LH4型号能满满足传递转转矩的要求求。LH4型号号联轴器的的公称转矩矩为12588Nm,轴空长度度为112mmm七、减速器器附件的选选择1 齿轮轮的润滑采用浸油润润滑。2. 滚滚动轴承的的润滑由前面计算算小齿轮圆圆周速度为为0.866m/s<<2m/ss，油池中中的润滑油油飞溅不起起来，可采采用润滑脂脂润滑轴承承。 3润润滑油的选选择 齿轮与轴轴承用同种种润滑油较较为方便，考考虑到该装装置用于小小型设备，选选用L-ANN15润滑油。4. 密密封方法的的选取1）选用凸凸缘式端盖盖易于调整整，采用闷闷盖安装骨骨架式旋转转轴唇型密密封圈实现现密封。2）密封圈圈型号按所所装配轴的的直径确定定为（F）B25-42-77-ACMM，（F）B70-90-110-ACCM。3）轴承盖盖结构尺寸寸按用其定定位的轴承承的外径决决定。5. 通气气器1）由于在在室内使用用，选通气气器（一次次过滤），采采用M20×252）油面指指示器选用用游标尺M103）起吊装装置采用箱箱盖吊耳、箱箱座吊耳4）放油螺螺塞选用外外六角油塞塞及垫片M20×25参考资料目目录1机机械设计课课程设计指指导书，高高等教育出出版社，宋宋宝玉主编编，1995年12月第一版版；2机机械设计基基础（少学学时）第四版，机机械工业出出版社，天天津大学、李李秀珍主编编，2001年7月第七版版；3减减速器选用用手册，化化学工业出出版社，周周明衡主编编，2002年6月第一版版；4 机机械制图（第第四版），高高等教育出出版社，刘刘朝儒，彭彭福荫，高高治一编，2001年8月第四版版；5工工程机械构构造图册，机机械工业出出版社，刘刘希平主编编
