1、一级圆柱齿轮减速器设计计算 编号： 实训(论文)说明书题 目：一级圆柱齿轮减速器 院 （系）： 管理系 专 业： 工业工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2010年7月3日设计任务书1传动方案的拟定及说明3电动机的选择6计算传动装置的运动和动力参数7传动件的设计计算7轴的设计计算11连轴器的选择13滚动轴承的选择及计算14键联接的选择及校核计算19减速器附件的选择21设计小结22谢辞23参考资料目录24附录25机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机的传动装置的设计一带式运输机的工作原理带式运输机的传动示意图如图1、电动机2、带传动3、齿轮减速4、轴承5、联轴器、6、鼓轮7、运输带二 工
2、作情况：已知条件1 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35；2 使用折旧期；8年；3 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；5 运输带速度容许误差：5%；6 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。三 原始数据 题号参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10运输带工作拉力F/N 1500 2200 2300 2500 2600 2800 3300 4000 4500 4800运输带工作速度v/(m/s) 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45
3、 1.5 1.5卷筒直径D/mm 200 250 310 410 230 340 350 400 420 500注：运输带与卷筒之间卷筒轴承的摩擦影响已经在F中考虑四传动方案带单级直齿轮圆柱齿轮减速器 五 设计内容1.电动机的选择与运动参数计算；2.直齿轮传动设计计算3. 轴的设计4.滚动轴承的选择5.键和连轴器的选择与校核；6.装配图、零件图的绘制7.设计计算说明书的编写带传动不用绘制六 设计1.减速器总装配图一张2.齿轮、轴零件图各一张3.设计说明书一份七 设计进度1、第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、第二阶段：轴与轴系零件的设计3、第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、第
4、四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写八 评分细则1、设计任务说明书. 30分2、图纸质量 30分3、进度检查表(每天进行一次进度检查) 20分4、原始文稿 202010-3-27传动方案的拟定及说明我的题号为4、4、74-运输带工作拉力F=2500N4-运输带工作速度V=1.25m/s7-卷筒直径D=350mm由题目所知传动机构类型为：单级直齿轮圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。总体布置简图1电动机；2带传动；3齿轮减速器；4轴承；5联轴器；6鼓轮；7运输带一、电动机的选择1. 电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳，单向旋转，两班制，连续单向运转，室内
5、工作，有灰尘，环境最高温度35所以选用三相异步Y132M1系列的电动机，全封闭自冷结构，电压380V。2. 电动机容量的选择1）工作机所需功率Pw Pw=FV/1000=(2500kN1.25m/s)/1000=3.125kW2）卷筒转速Nwnw=601000v/d=6010001.25/（3.14350r/min）=68r/min3. 电动机的输出功率1）由表113可得 a.V带传动效率1=0.96b.滚动轴承的效率2=0.98 c.闭式圆柱齿轮传动的效率3=0.96 d.带式运输机的效率4=0.90 e.联轴器的效率5=0.99则传动装置的总效率为：=0.772）电动机工作效率:Pd=Pw
6、/=3.125kW/0.77=4.06kW3）根据电动机的额定功率PedPd及工作情况，查课本附表11-1，可选择三相异步电动机Y132M1。其主要指标如下： 电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y132M1-649602.02.2二、计算传动的装置的总传动比i并分配传动比1.总传动比 i=Nd/Nw=1460/68=21.52. 分配传动比设V带传动比i1=4.53则闭式圆柱齿轮的传动比i2=i/i1=22.38/4.53=4.75三、计算传动装置各轴的运动和动力参数1.电动机输入功率：Pw=4.06kw 转速：1460r/min 转矩：9.5
7、5103 Pw/n=26.56Nm2.轴 输入功率：Pw=4.025kw 转速：1460r/min 转矩：9.55103 Pw/n=26.56Nm3.轴 输入功率：I轴输入功率1=3.90kw 转速：i1=1460/n=322r/min转矩：9.55103 3.90/322=115.67Nm4.轴输入功率：轴输入功率2=3.82kw 转速：i2=轴转速/n=67.79r/min转矩：9.55103 3.82/67.79=538.15Nm5.轴输入功率：轴输入功率2 2345=3.14kw 转速：i2=轴转速/n=67.79r/min转矩：9.55103 3.14/67.79=442.35Nm各
8、轴计算结果如下：轴号输入功率P/Kw转矩T(Nm)转速n（r/min）传动比电动机轴4.0626.5614601轴4.0626.5614604.53轴3.90115.673224.75轴3.82538.1567.79轴3.14442.3567.79四、齿轮传动设计齿数的选择A.高速级齿轮传动设计 输入功率小齿轮转速小齿轮转矩载荷系数3.90KW322r/min115.66Nm1.41 选择材料、精度及参数选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢（正火），硬度为200HBS，二者材料硬度差为40HBS。1） 精度等级选用8级精度；2） 试选小齿轮齿数z135，大齿轮
9、齿数z2166；1.按齿面接触强度设计 dt1）确定公式内的各计算数值1载荷系数=1.42标准直齿圆柱齿轮传动系数=2.53材料的弹性影响系数ZE189.8Mpa ( 钢 )表3-54齿宽系数d1表3-75许用接触应力Hlim1589MPaHlim2554MPa6小齿轮传递的转矩T1=9.55106 P2/n2=1.16105 Nmm2.计算1）小齿轮分度圆直径d1= =66mm2）计算圆周速度v=1.11m/s3）计算齿宽b及模数 M=d1/z1=66/35=1.89 由表32取标准模数，使得模数取2 4几何尺寸计算1）分度圆直径 d1=mz1=235=70 d2=mz2=2166=332
10、2）中心距的选择a=(d1+d2)/2=2013）齿数 z1=35 ，z2=1664）模数 m=2 5）齿宽 b=d1d=70mm b2=b=70mm b1=70+510mm，取78mm6) 顶圆直径 da1=d1+2ha=m(z1+2)=74mm , da2= d2+2ha=m(z2+2)=338mm7) 根圆直径 df1=d1-2hf=m(z1-2.5)=65mm ,df2= d2-2hf=m(z2-2.5)=327mm5. 校核齿根弯曲疲劳强度A许用齿根应力极限应力 = 0.7HBS+275=443Mpa = 415Mpa安全系数 Sf=1.4许用齿根应力 =316Mpa =296 Mp
11、aB验算齿根应力复合齿形系数 Yfs1=4.05 , Yfs2=4.00C齿根应力 =2KT1/bd1mYfs1=21.41.161054.05 /（70702）=134Mpa=(Yfs2/Yfs1)=133Mpa由于 , Lh0，故6210轴承可用。该轴承的基本参数：内孔直径d=50mm，外径D=90mm，宽度B=20mm。4. 轴的设计尺寸1、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径a该段轴要安装轴承和套筒，轴承选用6210型，即该段直径定为50mm；b该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有2mm的圆角，经标准化，定为55mm；c为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达5mm，所以该段直径选为60mm；
12、d该段轴身直径定为55mm；e该段轴要安装轴承，直径定为50mm；f该段安装轴承端盖固定轴承，直径定为49mm；g由于联轴器一端连接轴，另一端连接轴，所以该段直径尺寸受到轴外伸轴直径尺寸的限制，选为48mm。2、各段长度的确定a 该段轴安装轴承，轴承宽20mm，该段长度定为20mm；b该端安装套筒，长度定为20mm；c该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短12mm，定为61mm；d该段为轴环，宽度不小于7mm，定为10mm；e该段轴身长度定为30mm；f该段轴安装轴承，长度定为20mm；g该段轴肩安装轴承端盖，长度定为40mm；h该段由联轴器孔长决定长度定562mm。最小直径=48mm总轴长=253
13、mm（三）轴的设计1.总结以上的数据功率/Kw转矩/(Nmm)转速/（r/min）3.155.25*10557.322.初步估算轴的最小直径选取轴的材料为45号钢根据表7-4选取A0=118。于是有mm由附表7-1取标准直径 d=48mm七. 键和联轴器的选择与校核一般8以上的齿轮有定心精度要求，应选用平键联接。由于齿轮不在轴端，故可选圆头普通平键（A型） （一）键的选择与校核1.按要求对轴上的两个键进行选择及校核A 对连接小齿轮与轴的键的计算. 选择键联接的类型和尺寸根据d=35mm查得键的截面尺寸为：宽度b=6mm，高度h=6mm。由轮毂宽度并参照键的长度系列，键长范围为L=1470mm，
14、取键长为32mm。. 校核键联接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由1表6-2查得许用挤压应力，取平均值，, 工作长度=50mm。所以所选的键满足强度要求。键的标记为：A型：b=6mm，h=6mm，L=32mm 键632 GB/T 1096-79B 对连接小齿轮与轴的键的计算. 选择键联接的类型和尺寸根据d=45mm查得键的截面尺寸为：宽度b=12mm，高度h=8mm。由轮毂宽度并参照键的长度系列，键长范围为28140mm，取键长为56mm。. 校核键联接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由1表6-2查得许用挤压应力，取平均值，, 工作长度=56mm所以所选的键满足强度要求。键的标记为：A型：b=
15、12mm，h=8mm，L=56mm 键1256GB/T 1096-79C 轴上的两键为: 键A型b=6mm，h=6mm，L=32mm 键632GB/T 1096-79键A型b=12mm，h=8mm，L=56mm 键1256 GB/T 1096-792.按要求对轴上的两个键进行选择及校核A对连接大齿轮与轴的键的计算. 选择键联接的类型和尺寸根据d=55mm查得键的截面尺寸为：宽度b=12mm，高度h=8mm。由轮毂宽度并参照键的长度系列，键长范围为L=28140mm，取键长为50mm。. 校核键联接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由1表6-2查得许用挤压应力，取平均值，, 工作长度=56mm所以
16、所选的键满足强度要求。键的标记为：A型：b=12mm，h=8mm，L=50mm 键1250 GB/T 1096-79B 对连接小齿轮与轴的键的计算. 选择键联接的类型和尺寸根据d=48mm查得键的截面尺寸为：宽度b=14mm，高度h=9mm。由轮毂宽度并参照键的长度系列，键长范围为L=36160mm，取键长为54mm。. 校核键联接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由1表6-2查得许用挤压应力，取平均值，, 工作长度=56mm所以所选的键满足强度要求。键的标记为：A型：b=14mm，h=9mm，L=54mm 键1454GB/T 1096-79因此，键A型b=12mm，h=8mm，L=50mm 键
17、1250 GB/T 1096-79键A型b=14mm，h=9mm，L=54mm 键1454GB/T 1096-79（二）联轴器的选择Tc=KT3=1.5538.15Nm=807.225Nm根据Tc=807.225Nm查表可得，联轴器中LH4型号能满足传递转矩的要求。LH4型号联轴器的公称转矩为1258Nm,轴空长度为112mm七、减速器附件的选择1 齿轮的润滑采用浸油润滑。2. 滚动轴承的润滑由前面计算小齿轮圆周速度为0.86m/s2m/s，油池中的润滑油飞溅不起来，可采用润滑脂润滑轴承。 3润滑油的选择 齿轮与轴承用同种润滑油较为方便，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。4.
18、密封方法的选取1）选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。2）密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。3）轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。5. 通气器1）由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M20252）油面指示器选用游标尺M103）起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳4）放油螺塞选用外六角油塞及垫片M2025参考资料目录1机械设计课程设计指导书，高等教育出版社，宋宝玉主编，1995年12月第一版；2机械设计基础（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减速器选用手册，化学工业出版社，周明衡主编，2002年6月第一版；4 机械制图（第四版），高等教育出版社，刘朝儒，彭福荫，高治一编，2001年8月第四版；5工程机械构造图册，机械工业出版社，刘希平主编
