一级圆柱齿轮减速器设计报告

精密机械设计基础《课程设计》课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算系别机电工程学院专业班级姓名学号指导老师完成日期第1页目录1.设计任务------------------------------------------------------22.传动方案分析--------------------------------------------------23.电动机的选择计算----------------------------------------------24.传动装置的运动和动力参数的选择和计算--------------------------35.传动零件的设计计算--------------------------------------------36.V带的设计计算------------------------------------------------47.齿轮传动的设计计算--------------------------------------------58.轴的计算------------------------------------------------------79.选择键的尺寸--------------------------------------------------1110.轴承寿命校核-------------------------------------------------1111.联轴器的选择-------------------------------------------------1312.润滑与密封---------------------------------------------------1313.箱体及附件的设计---------------------------------------------1414.设计总结与心得-----------------------------------------------15附件1.减速器装配图(A1号图)1张第2页FV123456计算及说明主要结果1.设计任务设计带式输送机传动系统。要求传动系统中含有带传动及单级圆柱齿轮减速器。2.传动系统(见图09—01)图09—011—电动机；2—带传动；3—单级圆柱齿轮减速器；4—联轴器；5—输送带；6—滚筒本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。原始数据：F（N）—2400；V（m/s）—1.8；D（mm）—450。工作条件：两班工作制，工作载荷平稳，电压为380/220V三相交流电源，减速器寿命5年。3.电动机的选择计算3.1工作机的功率PwwP=FV/1000=4.32kw3.2总效率总1V带传动2单级圆柱齿轮传动3联轴器4轴承5滚筒总=123425=0.86743.3所需电动机功率dP总/wdPP4.98kwwP=4.32kw总=0.8674dP=4.98kw第3页查表得Ped=5.5kw电动机选用Y160M2-8n满=720r/min所选电机参数如下：电机型号额定功率Pe(KW)同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比iY160M2-85.5kw7507209.424.传动装置的运动和动力参数的选择和计算4.1传动装置的总传动比及各级传动比分配工作机的转速n=60×1000v/（D）=76.43r/min传动装置的总传动比为：𝑖总=𝑛满/𝑛=9.42r/min分配各级传动比为使减速器部分设计方便,取𝑖带=3则𝑖齿=𝑖总/𝑖带=3.145.动力运动参数计算5.1各轴的转速计算𝑛0=𝑛满=720r/min𝑛𝐼=𝑛0/𝑖带=240r/min𝑛𝐼𝐼=𝑛𝑖/𝑖齿=76.43r/min𝑛𝐼𝐼𝐼=𝑛𝐼𝐼5.2各轴的输入功率计算𝑝0=𝑝𝑑=4.98kw𝑝1=𝑝0𝜂1=4.7808kw𝑝2=𝑝1𝜂2𝜂4=4.591kw𝑝3=𝑝2𝜂3𝜂4𝜂5=4.32kw5.3各轴的输入转矩计算𝑇𝑑=9550𝑃𝑑𝜂0=66.054X103N·mm𝑇𝐼=𝑇𝑑𝑖带𝜂1=190.236X103N·mm𝑇𝐼𝐼=𝑇𝐼𝜂2𝜂4𝑖齿=573.62X103N·mm𝑇𝐼𝐼𝐼=𝑇𝐼𝐼𝜂3𝜂4𝜂5=539.722X103N·mmPed=5.5kw选Y160M2-8电动机n满=720r/minn=76.43r/min𝑖总=9.42r/min𝑖带=3𝑖齿=3.14𝑛0=720r/min𝑛𝐼=240r/min𝑛𝐼𝐼=76.43r/min𝑛𝐼𝐼𝐼=𝑛𝐼𝐼𝑝0=4.98kw𝑝1=4.7808kw𝑝2=4.591kw𝑝3=4.32kw𝑇𝑑=66.054X103𝑇𝐼=190.236X103𝑇𝐼𝐼=573.62X103𝑇𝐼𝐼𝐼=539.722X103第4页轴号功率/kw转矩/Nmm转速/rmin传动比I4.7808190.236X1032403II4.591573.62X10376.433.14III4.32539.722X1036.V带设计根据工作条件查表得𝐾𝐴=1.1𝑃𝑐=𝐾𝐴•𝑃=6.05kw因处于A、B的中间区域，可同时选择A、B两种带计算。A带取𝑑𝑑1=150mm大带轮基准直径𝑑𝑑2=𝑖带𝑑𝑑1=450mmB带取𝑑𝑑1=140mm大带轮基准直径𝑑𝑑2=420mm取425mm验算带速A带V=π𝑑𝑑1𝑛0/60X1000=5.652m/sB带V=5.2752m/s带速都在5~25m/s.V带的基准长度dL和中心距a计算A带中心范围0.7（𝑑𝑑1+𝑑𝑑2）𝑎02(𝑑𝑑1+𝑑𝑑2)得420𝑎01200取𝑎0=500mm计算B带中心范围392𝑎01120取𝑎0=450mmA带基准长度𝐿0=2𝑎0+𝜋2(𝑑𝑑1+𝑑𝑑2)+(𝑑2−𝑑1)24𝑎0=1987mm取基准准长度𝐿𝑑=2050mmB带基准长度𝐿0=1682.705mm取基准长度𝐿𝑑=1760mm计算实际中心距A带a≈𝑎0+𝐿0+𝐿𝑑2=531.5mmB带a=489mm验算小节轮包角𝑃𝑐=6.05kwA带𝑑𝑑1=150mm𝑑𝑑2=450mmB带𝑑𝑑1=140mm𝑑𝑑2=425mmA带V=5.652m/sB带V=5.2752m/sA带𝑎0=500mmB带𝑎0=450mmA带𝐿0=1987mm𝐿𝑑=2050mmB带𝐿0=1682.705mm𝐿𝑑=1760mmA带a=531.5mmB带a=489A带𝛼1=147.65°B带𝛼1=146.61°第5页A带𝛼1=180°−𝑑2−𝑑1𝑎𝑋57.3°≈147.65°120°，合适。B带𝛼1=146.61°120°，合适。查表可得𝑃0𝛥𝑃0𝐾𝛼A带1.50.090.92B带20.220.92计算V带需要的数量A带Z=𝑃𝑐/（𝑃0+𝛥𝑃0）𝐾𝛼𝐾𝐿=3.97取4B带Z=2.992取3Dd1/mmDd2/mmv/msLd/mma/mmα1ZA1501405.6522050531.5147.65°4B1504255.27521760489146.61°3对照表中数据，A带根数较多，因此选B带。单根V带的初拉力查表可知q=0.17kg/m𝐹0=500𝑃𝑐𝑍𝑉带(2.5𝐾𝛼−1)+𝑞𝑉带2=311.818N作用在轴上的压力𝐹𝑅=2•𝑍𝐹0𝑠𝑖𝑛𝛼2=1811.315N7.齿轮传动的设计计算小齿轮选用40cr，调质处理，236HBS大齿轮选用45号钢，正火处理，190HBS接触疲劳极限应力查表得小齿轮𝐻𝑙𝑖𝑚1=650Mpa大齿轮𝐻𝑙𝑖𝑚2=350Mpa弯度疲劳应力小齿轮𝐹𝐸1=560Mpa大齿轮𝐹𝐸2=340Mpa𝑍𝑁1=𝑍𝑁2=1𝑌𝑁1=𝑌𝑁2=1.1许用接触应力小齿轮[H1]=𝐻𝑙𝑖𝑚1𝑍𝑁1SH𝑙𝑖𝑚=650Mpa大齿轮[H2]=𝐻𝑙𝑖𝑚2𝑍𝑁2SH𝑙𝑖𝑚=340Mpa许用弯曲应力A带Z=4B带=3𝐹0=311.818N𝐹𝑅=1811.315N小齿轮40cr调质大齿轮45钢正火第6页小齿轮[F1]=𝜎𝐹𝐸1𝑌𝑁1SF𝑙𝑖𝑚=616Mpa大齿轮[F2]=𝜎𝐹𝐸2𝑌𝑁2SF𝑙𝑖𝑚=374Mpa传动比u=𝑛1𝑛2=3.14𝑑1=2.32√𝐾𝑇1𝜑𝑑𝑢+1𝑢(𝑍𝐸[𝜎𝐻])2=3121.93≈122mm齿数𝑍1=30.则𝑍2=94.2≈95𝑖实=3.16模数m=𝑑1𝑧1=4.066≈4mm齿宽𝑏1=φd•𝑑1=96.8≈97mm𝑏2=𝑏1+（5~10）=102~107mm取102mm齿顶圆尺寸𝑑1=𝑍1•𝑚=120mm𝑑2=380mm圆周转速及精度507.110006011ndvm/s查表可得齿轮精度为9级精度验算齿根的弯曲疲劳强度查表可得𝑌𝐹1=2.6𝑌𝑆1=1.63𝑌𝐹2=2.21𝑌𝑆2=1.81112111522FFSFMPaZbmYKT2121244FFSFSFFYY1F、1F的值均小于各自的许用接触应力值，故安全齿顶圆直径h∗a=1𝐶∗=0.25𝑑𝑎1=𝑑1+2ℎ𝑎1=(𝑍1+2ℎ∗𝑎)•𝑚=128mm𝑑𝑎2=388mm齿距P=mπ=12.56mm齿根高ℎ𝑓=（h∗a+𝐶∗）•m=5mm齿顶高𝑍1=30𝑍2=95m=4mm𝑏1=97mm𝑏2=102mm𝑑1=120mm𝑑2=380mmV=1.507m/s1F≤[1F]2F≤[2F]𝑑𝑎1=128mm𝑑𝑎2=388mmP=12.56mmℎ𝑓=5mmℎ𝑎=4mm𝑑𝑓1=110mm𝑑𝑓2=370mm第7页ℎ𝑎=h∗am=4mm齿根圆直径𝑑𝑓1=𝑑1−2ℎ𝑓=110mm𝑑𝑓2=370mm8.轴的计算轴的结构设计轴段①安装联轴器，用键周向固定。轴段②高于轴段①形成轴肩，用来定位联轴器。轴段③高于轴段②，方便安装轴承。轴段④高于轴段③，方便安装齿轮；齿轮在轴段④上用键周向固定。轴段⑤高于轴段④形成轴环，用来定位齿轮。轴段⑦直径应和轴段③直径相同，以使左右两端轴承型号一致。轴段⑥高于轴段⑦形成轴肩，用来定位轴承。轴段⑥高于轴段⑦的部分取决于轴承标准。轴段⑤与轴段⑥的高低没有什么直接的影响，只是一般的轴身连接。低速轴的结构如图因本减速器为一般常用减速器，轴的材料无特殊要求，故选45钢查表得：103~126AmmnPAd52.39~3.483考虑到该轴段上有一个键槽，故应将轴径增大5%，mmd5.41~71.50)05.1()52.39~3.48(轴段①的直径mmd501轴段②的直径定位轴肩高度mmdh5)1.0~07.0(11212122hdd60mm.考虑到加密封圈,𝑑2=61mm.轴段③的直径与滚筒轴承内径相符合mmd653轴段④上安装齿轮，为方便安装，mmd68取4mmd501𝑑2=61mmmmd653mmd684mmd825mmd746联轴器型号为TL8L=84mm第8页轴段⑤的直径45452hddmmhh7取,是定位轴环高度4545mmd825轴段⑥的直径6d应根据所用的轴承类型及型号查轴承标准所得，预选该段用6213轴承，查得mmd746各轴段的长度根据安装联轴器轴段的直径，查表得联轴器型号为TL8，联轴器安装长度mmL84轴承润滑方式为脂润滑，故此处按润滑方式确定轴的长度。取轴承距箱体内壁距离mm103。mm