单级直齿圆柱齿轮减速器设计书.doc

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1、目录一确定传动方案二选择电动机（1） 选择电动机（2） 计算传动装置的总传动比并分配各级传动比（3） 计算传动装置的运动参数和动力参数三传动零件的设计计算（1） 普通V带传动（2） 圆柱齿轮设计四低速轴的结构设计（1） 轴的结构设计（2） 确定各轴段的尺寸（3） 确定联轴器的型号（4） 按扭转和弯曲组合进行强度校核五高速轴的结构设计六键的选择及强度校核七选择轴承及计算轴承寿命八选择轴承润滑与密封方式九箱体及附件的设计（1） 箱体的选择（2） 选择轴承端盖（3） 确定检查孔与孔盖（4） 通气器（5） 油标装置（6） 螺栓（7） 定位销（8） 起吊装置十设计小结十一参考书目设计项目计算及说明主要结

2、果一确定传动方案机械传动装置一般由原动机传动装置工作机和机架四部分组成。单级圆柱齿轮减速器由带传动和齿轮传动组成，根据各种传动的特点，带传动安排在高速级，齿轮传动放在低速级。传动装置如图A-1所示1）选择电动机类型和结构形式 根据工作要求和条件，选用一般用的Y系列三相异步电动机，结构形式为卧式封闭结构2）确定电动机功率 工作机所需的功率Pw(kw)按下式计算式中，Fw= N,uw= m/s,带式输送机的效率 代入上式得电动机所需功率P0(KW)按下式计算式中， 为电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率，根据传动特点，由表2-4查得：V带传动 一对齿轮传动 ，一对滚动轴承 弹性联轴器 因此总效率即

3、确定电动机额定功率Pm= 查表2-1取3）确定电动机转速 工作机卷筒轴的转速 为根据表2-3推荐的各类传动比的取值范围，取V带传动比 ，一级齿轮减速器 ，传动装置的总传动比 ，故电动机的转速可取范围为 符号此转速的同步转速有 两种，考虑综合因素，查表2-1，选择同步转速为 的Y系列电动机 ，其满载功率转速为 电动机的参数见下表型号额定功率满载转速额定转矩最大转矩1）传动装置的总传动比2）分配各级传动比 为了符号各种传动形式的工作特点和结构紧凑，必须使各级传动比都在各自的合理范围内，且使各自传动件尺寸协调合理匀称，传动装置总体尺寸紧凑，重量最小，齿轮浸油深度合理 本传动装置由带传动和齿轮传动组成

4、，因为使减速器部分设计方便，取齿轮传动比 则带传动的传动比1）各轴功率2）各轴功率3）各轴转矩根据以上计算列出本传动装置的运动参数和动力参数数据表见下图参数轴号电动机轴I轴II轴滚筒轴转速功率转矩传动比效率 本题目高速级采用普通V带传动，应根据已知的减速器参数确定带的型号根数和长度，确定带传动的中心距，初拉力及张紧装置，确定大小带轮的直径材料结构等内容带传动的计算参数见表A-3项目P0参数 根据工作条件，查表5-6取K =1.1由 查教材图9-10，因处于AB的中间区域，可同时选择AB两种带型来计算，最后根据计算结果分析选择查教材 可取：B型带取 ，取滑动率取B型带B带型因没有给定中心距的尺寸

5、范围，按公式计算中心距取B带型计算V带基准长度查教材表 取标准值计算实际中心距考虑安装、调整和补偿张紧力的需要，中心距应有一定的调节范围，调节范围为B型带B型带查教材表 ，单根V带的额定功率 代入公式计算的计算结果见表Z/根B 查普通V带单位长度质量表，B型带Q=已知齿轮传动的参数，见表齿轮相对于轴承为对称布置，单向运转、输送机的工作状态应为中等冲击项目参数 由于该减速器无特殊要求，为制造方便，选用价格便宜、货源充足的优质碳素钢，采用软齿面查教材图 得小齿轮大齿轮接触疲劳极限应力小齿轮大齿轮弯曲疲劳极限应力小齿轮大齿轮安全系数许用接触应力小齿轮大齿轮许用弯曲应力小齿轮大齿轮查教材表 得K=传动

6、比 外啮合时设计公式中的“ ”号；代入设计公式确定齿数对于软齿面闭式传动，取 在 范围内合适确定模数确定中心距初算中心距取a=计算主要几何尺寸齿顶圆尺寸齿宽取大齿轮齿宽 小齿轮齿宽查教材图 得复合齿系数 代入公式 值分别小于各自的许用接触应力值，故安全注：在设计减速器俯视图的过程中，还要用到齿轮的很多尺寸，包括齿轮的结构设计，这里就不在给出具体结构设计和尺寸，可以在减速器零件设计中专门设计齿轮结构，也可以在设计过程中来完善，补充这些尺寸课程设计一般是先设计低速轴，把低速轴设计出来后根据低速轴的长度尺寸就可确定箱体的宽度等尺寸，估先设计低速轴低速轴的参数见表项目参数1）轴上零件的布置 对于单级减

7、速器，低速轴上安装一个齿轮，一个联轴器，齿轮安装在箱体的中间位置；两个轴承安装在你箱体的轴承座孔内，相对于齿轮对称布置；联轴器安装在箱体的外面一侧。为保证齿轮的轴向位置，还应在齿轮和轴承之间加一个套筒2）零件的装拆顺序 轴上的主要零件是齿轮，齿轮的安装可以从左侧装拆，也可以从右侧装拆。本题目从方便加工的角度选轴上的零件从轴的右端装拆，齿轮、套筒、轴承、轴承盖、联轴器依次从轴的具体设计如下轴段安装联轴器，用键周向固定轴段高于轴段形成轴肩，用来定位联轴器轴段高于轴段，方便安装轴承轴段高于轴段，方便安装齿轮；齿轮在轴段上用键周向固定轴段高于轴段行成轴环，用来定位齿轮轴段直径应和轴段直径相同，以使左右

8、两端轴承型号一致。轴段高于轴段形成轴肩，用来定位轴承，轴段高于的部分取决于轴承标准轴段与轴段的高低没有什么直接的影响，只是一般的轴身连接低速轴的结构如图所示1）各轴段的直径因本减速器为一般常规减速器，轴的材料无特殊要求，故选用45钢查教材表 代入设计公式考虑该轴段上有一个键槽，故应将轴径增大 即轴段的直径确定为轴段的直径 应在 的基础上加上两倍的定位轴肩高度。这里取定位轴肩高度 考虑该轴段安装密封圈，故直径 还应符号密封圈的标准，取轴段的直径 应在 的基础上增加两倍的非定位轴肩高度，但因该轴段要安装滚动轴承，故其直径要与滚动轴承内径相符号。这里取 同一根轴上的两个轴承，在一般情况下应取同一型号

9、，故安装滚动轴承处的直径应相同，即轴段上安装齿轮，为安装齿轮方便，取 轴段的直径 是定位轴环的高度，取 即轴段的直径 应根据所用的轴承类型及型号查轴承标准取得，预选该轴段用 轴承（深沟球轴承，轴承数据见附录B）查得2）各轴段的长度 注：课程设计时，在确定出各轴段的直径后，就应该进入画图阶段，要边技术边画图，边画图边计算。一般从图5-2开始画起，确定轴的长度时要先确定箱体的结构。例如，轴段，轴段的长度只有在确定各自的长度。轴段的长度要确定箱体的润滑方式才能确定，轴段的长度由所选的联轴器来确定。这个阶段也就是非标准图设计阶段 为后面进行轴的强度校核方便，本例按常规给出各轴段的长度，确定方法如图所示

10、，具体确定工程。课程设计时一定要先画图，先确定有关箱体结构。润滑方式等。参考例3-1中确定长度的方法确定轴的长度尺寸，并在说明书中详细写出确定依据和不 为了补偿由于制造、安装等的误差及两轴线的偏移，优先考虑弹性套柱销联轴器，根据安装联轴器轴段的直径，查附录F选联轴器型号为TL7，联轴器安装长度因本例转速低，最后确定轴承润滑方式为脂润滑，故此处按脂润滑方式确定轴的长度。取轴承距箱体内壁的距离 为 。课程设计时应根据实际情况确定 根据轴的结构需要，各轴段的长度确定如下： 断轴之间的砂轮越程槽包含在段轴的长度之内 低速轴轴承的支点之间的距离为1）绘制轴的计算简读 为计算轴的强度，应将载荷简化处理，直

11、齿圆柱齿轮，其受力可分解为圆周力 径向力 、两端轴承可简化为一段活动铰链，一段固定铰链，如图所示。为计算方便，选择两个危险截面 危险截面选择安装齿轮的轴段中心位置，位于两个支点的中间，距B支座的距离为 危险截面选择在锻轴和轴段的截面处，距B支座的距离为2）计算轴上的作用力从动轮的转矩齿轮分度圆直径齿轮的径向力3）计算支反力及弯矩计算垂直平面内支反力及弯矩a求支反力：对称布置，只受一个力，故b求垂直平面的弯矩计算水平平面的支反力及弯矩求各截面的合成弯矩计算转矩确定危险截面及校核其强度按弯矩组合计算时，转矩按脉动循环变化考虑，取a= 。按两个危险截面校核查教材 及表 得 故轴的强度满足要求高速轴的

12、设计主要是设计各轴段的直径，为设计俯视图作准备。有些轴段的长度可以根据轴上的零件来确定：有些轴段的长度在确定低速轴处的箱体后，取箱体内壁为一直线就可确定 经设计，高速轴可以做成单独的轴而不是齿轮轴。为使零件定位和固定，高速轴也和低速轴一样设计为七段，各轴直径尺寸为1）选择键的尺寸低速轴上在段轴 和段轴 两处各安装一个键，按一般使用情况选择采用A型普通平键连接，查教材表 选键的参数，见下表 标记为键1键22）校核键的强度轴段 上安装联轴器，联轴器的材料为铸铁，载荷性质为轻微冲击，查教材轴段上安装齿轮，齿轮的材料为钢，载荷性质为轻微冲击静联接校核挤压强度轴段 计算应力 大于许用力，因相差不大，可以

13、用已确定的尺寸，不必修改段轴所选键连接强度满足要求1）轴承型号的选择高速轴选轴承类型为深沟球轴承，型号低速轴选轴承类型为深沟球轴承，型号2）轴承寿命计算高速轴：高速轴的外端安装有带轮，中间安装有齿轮，要计算轴承的寿命，就要先求出轴承支座的支反力，进一步求出轴承的当量动载荷，然后计算轴承的寿命画不告诉轴的受力图并确定支点之间的距离见图 带轮安装的轴上的轮毂宽L 为安装带轮处的轴径，即高速轴的第一段轴径 取第一段轴的长度为 。第2段轴的长度取和低速轴的滴2段轴的长一样的对应关系，但考虑该轴段上的轴承宽度 故去该轴段的长为 ，带轮中心到轴承A支点的距离高速轴两轴承之间的支点距离为低速轴的支点的距离减

14、去两轴承宽度之差，应为 因对称布置，故高速轴上齿轮的受力和低速轴的力大小相等，方向相反，即，注：高速轴上安装有带轮，带对轴的压力 作用在高速轴上，对轴的支反力计算有影响，安装不同，该力对轴的支反力影响不同。在这里又3种情况和该压力引起的支反力相加来确定轴承最后的受力 因齿轮相对于轴承对称布置，A，B支座的支反力数值一样，估计计算一边即可。求轴承A处支反力：水平面垂直平面求合力考虑带的压力对轴承支反力的影响，因方向不定，以最不利因素考虑轴承受到的最大力为正常使用情况，查教材表 和 的 查附录B轴承 的基本额定动载荷C=2假设带对轴的压力作用如图所示，和Fr作用在同一平面，求轴承A处支反力：水平平

15、面垂直平面求轴承B处支反力水平平面垂直平面 比较轴承A处和轴承B处的受力情况，可以看出轴承A处的受力较大，轴承寿命以A处计算即可，抽出的当量动载荷正常使用情况 查附录B轴承 的基本额定动载荷 代入公式3假设带对丑的压力和Ft作用在同一平面，求轴承A处支反力水平平面垂直平面低速轴：正常使用情况，查教材表 和 的 查附录B轴承 的基本额定动载荷 因齿轮相对于轴称对对称布置，轴承的受力一样，可只算一处，计算A处，当量动载荷代入公式从计算结果看，高速轴轴承使用时间较短。按最短时间算，如按每天两班制工作，按每年 天计算，约使用 年，这世上理论计算，时间情况比较复杂，应根据使用情况，注意检查，发现损坏及时

16、跟换。低速轴因转速太低，使用时间太长，时间应用中会有多种因素影响，要注意观察，发现损坏及时更换轴承的润滑方式取决于浸油齿轮圆周速度，即大齿轮的圆周速度，大齿轮圆周速度因轴的转速不高，高速轴轴颈的圆周速度为 故高速轴处选用接触式毡圈密封低速轴轴轴颈的圆周速度为 低速轴处选用接触式毡圈密封一般使用情况下，为制造和加工方便，采用铸造箱体，材料为铸铁。箱体结构采用剖分式，剖分面选择在轴线所在的水面上箱体中心高度取中心高度H取箱体厚度选用凸缘式轴承盖，根据轴承型号设计轴承盖的尺寸高速轴低速轴根据减速器中心距检查孔尺寸检查孔盖尺寸材料 厚度取选用表 中通气器选选用表 中选用表 中定位销洗选用圆锥，查表 可得：销钉公称d按中心距查表 得，箱体毛重 选用吊环螺钉为