一级减速器设计说明书.docx

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一级减速器设计说明书

机械设计课程设计

说明书

设计题目：

一级直齿圆柱齿轮减速器

班级学号：

学生：

指导老师：

完成日期：

设计题目：

一级直齿圆柱齿轮减速器

一、传动方案简图

二、已知条件：

1、有关原始数据：

运输带的有效拉力：

F=1.47KN

运输带速度：

V=1.55m/S

鼓轮直径：

D=310mm

2、工作情况：

使用期限8年，2班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷平稳；

3、工作环境：

灰尘；

4、制造条件及生产批量：

小批量生产；

5、动力来源：

电力，三相交流，电压380／220V。

三、设计任务：

1、传动方案的分析和拟定

2、设计计算容

1）运动参数的计算，电动机的选择；3）带传动的设计计算；

2）齿轮传动的设计计算；4）轴的设计与强度计算；

5）滚动轴承的选择与校核；6）键的选择与强度校核；

7）联轴器的选择。

3、设计绘图：

1）减速器装配图一；

2）减速器零件图二；

一、传动方案的拟定及说明4

二、电机的选择4

1、电动机类型和结构型式4

2、电动机容量4

3、电动机额定功率4

4、电动机的转速4

5、计算传动装置的总传动5

三、计算传动装置的运动和动力参数5

1．各轴转速5

2.各轴输入功率为（）5

3.各轴输入转矩（Nm）5

四、传动件的设计计算6

1、设计带传动的主要参数6

2、齿轮传动设计8

五、轴的设计计算11

1、高速轴的设计11

2、低速轴的设计12

六、轴的疲劳强度校核14

1、高速轴的校核14

2、低速轴的校核14

七、轴承的选择及计算16

1、高速轴轴承的选择及计算16

2、低速轴的轴承选取及计算16

八、键连接的选择及校核17

1、高速轴的键连接17

2、低速轴键的选取17

九、联轴器的选择18

十、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择18

1、铸件减速器机体结构尺寸计算表18

2、减速器附件的选择22

十一、润滑与密封22

1、润滑23

2、密封23

十二、参考文献24

设计计算及说明

结果

1.传动方案的拟定及说明

传动方案初步确定为两级减速（包含带传动减速和一级圆柱齿轮传动减速），说明如下：

为了估计传动装置的总传动比围，以便选择合适的传动机构拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速，即

=95.54r/min

2.电机的选择

1、电动机类型和结构型式

按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列（IP44）三向异步电动机。

它为卧式全封闭结构，具有防止灰尘等其他杂物侵入电机部的特点。

2、电动机容量

1）、工作机所需功率ＰＷ=2.28KW

2）、电动机输出功率

传动装置的总效率

式中，为从电动机至滚筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。

由参考书【1】表3-1查得：

齿轮传动效率为，滚动轴承传动效率为，联轴器传动效率为，带传动效率，工作机效率包含轴承。

则=0.867

故=2.63KW

3、电动机额定功率

由【1】表17-7选取电动机额定功率

4、电动机的转速

为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选围。

由任务书中推荐减速装置（包括V带和一级减速器）传动比围，则

电动机转速可选围为

573.25—1910.83r/min

可见同步转速为1000r/min的电动机均符合。

由【1】表17-7选定电动机的型号为Y132S--6。

主要性能如下表：

电机型号

额定功率

满载转速

堵转转矩

最大转矩

Y132S--6

3KW

960r/min

2.0

2.2

5、计算传动装置的总传动比并分配传动比

1）、总传动比=10.05（符合6<<24）

2）、分配传动比取带传动的传动比2.50，则齿轮的传动比4.02

三、计算传动装置的运动和动力参数

1．各轴转速

减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为：

Ⅰ轴、Ⅱ轴，滚筒轴为Ⅲ轴。

各轴的转速为（r/min）

高速轴Ⅰ的转速384.00

低速轴Ⅱ的转速384.00/4.02=95.54

滚筒轴Ⅲ的转速95.54

2.各轴输入功率为（）

高速轴Ⅰ的输入功率2.52

低速轴Ⅱ的输入功率2.42

滚筒轴Ⅲ的输入功率2.37

3.各轴输入转矩（Nm）

1）、轴Ⅰ的转矩为62.72

2）、轴Ⅱ的转矩为242.06

3）、轴Ⅲ的转矩为237.24

将各数据汇总如下

表1传动参数的数据表

轴Ⅰ

轴Ⅱ

轴Ⅲ

转速n（r∕min）

384.00

95.54

95.54

功率P∕kW

2.52

2.42

2.37

转矩T∕（N·m）

62.72

242.06

237.24

四、传动件的设计计算

1、设计带传动的主要参数

已知带传动的工作条件：

两班制工作，连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定功率p=2.63kw小带轮转速960.00r/min大带轮转速384.00r/min，传动比2.50。

设计容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及结构尺寸、初拉力和压轴力等等（因为之前已经选择了V带传动，所以带的设计按V带传动设计方法进行）

1）、计算功率=1.1×2.63=2.89kw

2）、选择V带型根据、由图8-10《机械设计》p157选择A型带（d1=112—140mm）

3）、确定带轮的基准直径并验算带速v

（1）、初选小带轮的基准直径，由（《机械设计》p155表8-6和p157表8-8，取小带轮基准直径

（2）、验算带速v

6.28m/s

因为5m/s<6.28m/s<30m/s,带轮符合推荐围

（3）、计算大带轮的基准直径根据式8-15

，

初定=315mm

（4）、确定V带的中心距a和基准长度

a、根据式8-20《机械设计》p152

0.7

0.7

308a880

初定中心距=600mm

b、由式8-22计算带所需的基准长度

=2+

=2×600+π×0.5×（125+315）+（315-125）（315-125）/4×600

＝1906mm

由表8-2先带的基准长度=1950mm

c.计算实际中心距

a＝+（-）/2＝600+（1950-1906）/2＝622mm

中心距满足变化围:

308—880mm

（5）.验算小带轮包角

＝180°-（-）/a×57.3°

＝180°-（315-125）/600×57.3°

＝162°>90°包角满足条件

（6）.计算带的根数

单根V带所能传达的功率

根据=960r/min和=125mm表8-4a

用插值法求得=1.37kw

单根v带的传递功率的增量Δ

已知A型v带，小带轮转速=960r/min

转动比i==/=2

查表8-4b得Δ=0.11kw

计算v带的根数

查表8-5得包角修正系数=0.96,表8-2得带长修正系数=0.99

=（+Δ）××=（1.37+0.11）×0.96×0.99=1.41KW

Z==2.89/1.41=2.05故取3根.

（7）、计算单根V带的初拉力和最小值

＝500*+qVV=178.9N

对于新安装的V带,初拉力为:

1.5=268N

对于运转后的V带,初拉力为:

1.3=232.5N

（8）．计算带传动的压轴力

=2Zsin（/2）=1064.8N

（9）.带轮的设计结构

A.带轮的材料为:

HT200

B.V带轮的结构形式为:

腹板式.

C．结构图（略）

2、齿轮传动设计

1）、选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数

（1）、按图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。

（2）、带式机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度（GB10095—88）。

（3）、材料选择。

由表10-1选择小齿轮材料40Cr（调质），硬度280—320HBS,大齿轮材料为45（调质），硬度为250—290HBS。

二者硬度差为40HBS左右。

（4）、选小齿轮齿数，齿轮传动比为i2=4.02，则大齿轮齿数

24×4.02=96.46，取96。

2）、按齿面接触疲劳强度设计

由设计计算公式进行计算，即进行计算。

3）、确定公式的各计算数值

（1）、试选载荷系数

（2）、计算小齿轮传递的转矩。

62.72nm

（3）、由表【2】10-7选取齿宽系数。

（4）、由表10-6差得材料的弹性影响系数,

（5）、由图10-21d按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。

4）、计算应力循环次数。

（1）、由【2】图10-19取接触疲劳寿命系数。

（2）、计算接触疲劳许用应力。

取失效概率为1%，安全系数S=1,则

5）、计算

（1）、试算小齿轮分度圆直径代人中较小的值。

=51.12mm

（2）、计算圆周速度

1.03m/s

6）、计算齿宽。

1×51.12=51.12mm

7）、计算齿宽与齿高之比。

模数51.12/24=2.13mm

齿高2.25×2.13=4.79mm

齿高比51.12/4.79=10.67

8）、计算载荷系数。

根据1.03m/s，9级精度，由【2】图10-8查得动载系数;

直齿轮，。

由【2】表10-2查得使用系数。

由【2】表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承对称布置时，。

由，查【2】图10-13得，故载荷系数

9）、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径

55.99mm

10）、计算模数m。

55.99/24=2.33

11）、按齿根弯曲疲劳校核公式对小齿轮进行设计。

12）、确定公式的各计算值：

（1）、由【2】图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳极限。

（2）、由【2】图10-18取弯曲疲劳寿命系数，。

13）、计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳许用安全系数S=1.4，则

14）、计算载荷系数K。

15）、查取齿形系数。

由【2】表10-5查得。

16）、查取应力校正系数。

由【2】表10-5查得。

17）、计算大、小齿轮的并加以比较。

大齿轮的数值大。

18）、设计计算

1.77mm

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲疲劳强度算得的模数1.77mm，并就近圆整为标准值为m=2.0mm，按接触强度算得的分度圆直径55.99mm，算出小齿轮齿数

55.99/2=28.00，取28

4.02×28=112.54，取112

19）、几何尺寸的计算

（1）、计算分度圆直径

d1=28×2.0=56.0mm

d2=112×2.0=224.0mm

（2）、计算中心距

56.0+224.0/2=140.0mm

20）、计算齿轮宽度

1×56.0=56.0mm

取b2=56mm,b1=61mm。

5、轴的设计计算

选取轴的材料为45钢调质，查【2】表15-1得许用应力为。

为了对轴进行校核，先求作用在轴上的齿轮的啮合力。

第一对和第二对啮合齿轮上的作用力分别