一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书.docx

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1、一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书 设计内容： 一、 传动装置的总体设计 1、 确定传动方案 本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V 带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。 2、 选择电动机 （1） 选择电动机的类型 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V ，Y 系列。 （2） 选择电动机的额定功率 带式输送机的性能参数选用表1的第 6组数据，即： 输送带工作拉力F/N 输送带工作速度v/m s -1 卷筒直径D/mm 1500 1.1 220 表一 工作机所需功率为： kW s m N Fv w 65.11000 /1.115001000P =?=

2、 从电动机到工作机的传动总效率为：2 12345= 其中1、2、3、4、5分别为V 带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套 柱销联轴器和滚筒的效率，查机械设计课程设计手册 选取1=0.95 、2=0.97（8级精度）、3=0.99（球轴承）、4=0.995、5=0.96 故22123450.950.970.990.9950.960.8609664143520.862=?= 电动机所需功率为 W P P d k 9.186 .065 .1w = = 又因为电动机的额定功率ed d P P *k =1.05 选取电动机的额定功率为2.2kW ，满足电动机的额定功率 d ed P P *1.05。 （3

3、） 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速：min /54.95220 1 .1100060100060n w r D v =?=?= 查机械基础P 459附录3， V 带常用传动比为i 1=24，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i 2=36（8级精度）。根据传动装置的总传动比i 与各级传动比i 1、i 2、i n 之间的关系是i=i 1i 2i n ，可知总传动比合理范围为i=624。 故 电动机的转速可选择范围相应为 96.229224.57354.95)246( =?=?=n i n a d 符合这一范围的同步转速有750r/min 、1000r/min 和1500r/min 三种。

4、 （4） 确定电动机的型号 表二 为降低电动机重量和价格，由表二选取同步转速为1500r/min 的Y 系列电动机，型号为Y100L1-4。 查得电动机的主要参数以及安装的有关尺寸(mm)，见以下两表： 电动机的技术数据 3、传动装置的总传动比的计算和分配 （1）总传动比满载转速/滚筒工作转速 （2）分配各级传动比 各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。根据V带的传动比范围i1=2 4 ，初选i13.042，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为4，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=35（8级精度），且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使带传动比小于齿轮传动比，即i

5、带 d dmin .（d d1根据P 295表13-4查得） 2 121 3.042,=80 3.042=243.36mm d d d d i d d = =?所以 由机械基础P 295表13-4查“V 带轮的基准直径”，得2d d =250mm 误差验算传动比： 21250 = 3.157(1)80(11%) d d d i d =-?-误 （为弹性滑动率） 误差11 3.157 3.042 100%100% 3.8%5%3.042 i i i i -= ?=?=误 符合要求 带速 1801420 v= 5.948/601000 601000 d d n m s ?= =? 满足5m/s30

6、0mm ，所以宜选用E 型轮辐式带轮。 22210120()(25080)2()2500(80250)1532.813mm 2424500d d do d d d d L a d d mm a ? -=+=?+=? ? 总之，小带轮选H 型孔板式结构，大带轮选择E 型轮辐式结构。 （7）确定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 （8）计算压轴力 由机械基础P 303表1312查得，Z 型带的初拉力F 055N ，上面已得到1a =161.74o ，z=6，则1a 161.742sin =2655sin N=651.64N 22 o o F zF =? （9）带轮的材

7、料 选用灰铸铁，HT200。 2、 减速器内传动件的设计（齿轮传动设计） （1）选择齿轮材料、热处理方法及精度等级 齿轮材料、热处理方法及齿面硬度 因为载荷中有轻微振动，传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。查机械基础P 322表1410，小齿轮选用45号钢，调质处理，硬度260HBS ；大齿轮选用45号钢，调质处理，硬度为220HBS 。 精度等级初选 减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据机械设计学基础P 145表57，初选8级精度。 （2）按齿面接触疲劳强度设计齿轮 由于本设计中的减速器是软齿面的闭式齿轮传动，齿轮承载能力主要由齿轮接触疲劳

8、强度决定，其设计公式为： 确定各参数 因为该齿轮传动是软齿面的齿轮，圆周速度也不大，精度也不高，而且齿轮相对轴承是对称布置，根据电动机和载荷的性质查机械设计学基础P 147表58，得K 的范围为1.41.6， 取K 1.3。 查机械设计基础教材中表114取： 区域系数 Z H =2.5 弹性系数 Z E =188.0 小齿轮的转矩 m N n P T ?=? =758.4279 .46609 .29550/9550111 接触疲劳许用应力 lim im H N Hm P Z S = ）接触疲劳极限应力 由机械设计学基础P 150图530中的MQ 取值线，根据两齿轮的齿 面硬度，查得45钢的调质

9、处理后的极限应力为 lim1 H =600MPa ， lim 2H =560MPa ）接触疲劳寿命系数Z N 应力循环次数公式为 N=60 n jt h 工作寿命每年按300天，每天工作8小时，故 t h =(300108)=24000h N 1=60466.798124000=6.722108 8 812N 6.72210N = 1.68110i 4 ?=? 查机械设计学基础P 151图531，且允许齿轮表面有一定的点蚀 Z N1=1.02 Z N2=1.15 ) 接触疲劳强度的最小安全系数S Hmin 查机械设计学基础P 151表510，得S Hmin 1 ）计算接触疲劳许用应力HP 。

10、将以上各数值代入许用接触应力计算公式得 lim11 1min 600 1.02 6121H N p H Z MPa MPa S ?= = = lim22 2min 560 1.15 6441 H N p H Z MPa MPa S ?= = = ）齿数比 379.46614202212= n n z z ）齿宽系数 由于本设计的齿轮传动中的齿轮为对称布置，且为软齿面传动，查机械基础P 326表1412，得到齿宽系数的范围为0.81.1。取。 ）计算小齿轮直径d 1 由于21p p ，故应将1p 代入齿面接触疲劳设计公式，得 323 )370 5.20.188(3138.010758.423.1

11、2?+?= =62mm 圆周速度v 11 1466.79845.80 1.12/601000 601000 n d v m s ?= = =? 查机械设计学基础P 145表57，v 16310?和N 2=81.68110?6310?，查机械设计基础得， Y N1=1 , Y N2=1 )弯曲疲劳强度的最小安全系数S Fmin 本传动要求一般的可靠性，查机械设计基础P 171表115，取S Fmin 1.25。 ）弯曲疲劳许用应力 将以上各参数代入弯曲疲劳许用应力公式得 Flim1 FP1N1Fmin 180 = Y = 1MPa=150MPa S 1.2 ? Flim2 FP2N2Fmin 1

12、70 = Y = 1MPa=141.67MPa S 1.2 ? ）齿根弯曲疲劳强度校核 1 23 1211a 175.6021 36.491058.181.2758.425.1221FP Sa F F MPa z bm Y Y KT =?= 21122a 94.5358 .181.276 .124.275.601 2 FP Fa Fa Sa F F F MPa Y Y Y Y =?= 因此，齿轮齿根的抗弯强度是安全的。 3、 轴的设计 （1） 高速轴的设计 选择轴的材料和热处理 采用45钢，并经调质处理，查机械设计P 362表151，得其许用弯曲应力 160MPa -=，118 106A =。103-126 P370 表15-3 初步计算轴的直径 由前计算可知：P 1=2.09KW （2.88）,n 1=466.798r/min （279.88）