单级(一级)斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书

第1页共19页单级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计说明书目录1.电动机的选择计算............................................22.传动装置的运动和动力参数计算...............................33.传动零件的设计计算..........................................44.齿轮的设计计算.............................................75.轴的设计计算...............................................106.减速器高速轴的校核.........................................137.减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.....................158.高速键联接的选择和验算.....................................169.减速箱箱体的设计...........................................1710.润滑与密封.................................................19一、电动机的选择计算第2页共19页如图2-1所示的带式运输机的传动系统中传送带卷筒转速130r/min，减速器输出轴功率5.5KW。该传动设备两班制连续工作，单向回转，有轻微振动，卷筒转速允许误差为±5%，使用期限10年。试选择电动机。图2-11.选择电动机系列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,电压为380V,Y系列。2.选择电动机功率传动装置的总效率：V带传动的效率η带=0.96闭式齿轮的传动效率η齿轮=0.97一对滚动轴承的效率η轴承=0.99传动总效率η=0.96×0.97×0.992=0.9127；所需电动机功率Pr=Pw=5.50.9127=6.6026KW第3页共19页可选用Y系列三相异步电动机Y160M-6型，额定功率P0=7.5kw,满足P0Pr。3.选取电动机的转速卷筒转速Wn=130r/min根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为7.5KW，同步转速为1000r/min型号的电动机。电动机数据及传动比电机型号额定功率/KW同步转速/（r/min）满载转速/(r/min)总传动比Y160M-67.510009707.6二、传动装置的运动及动力参数计算1、分配传动比电动机的满载转数n0=970r/min总传动比i总=n0/nw=970/130=7.46取i带=2，则减速器的传动比i齿轮=i总/i带=7.46/2=3.732、各轴功率、转速和转矩的计算0轴：即电机轴Pr=7.5kwnw=970r/minTr=9550×Pr/nw=95507.5/970=59.27N·m第4页共19页Ⅰ轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带=2，带传动效率η带=0.96，P1=P0·η01=P0·η带=7.5×0.96=5.78kwn1=n0/i01=970/2=485r/minT1=9550×P1/n1=9550×5.78/485=113.81mNⅡ轴：即减速器的低速轴，一对滚动轴承的传动比效率为η轴承=0.99闭式齿轮传动的效率为η齿轮=0.97则η12=0.990.97=0.96P2=P1·η12=5.78×0.96=5.55kwn2=n1/i12=485/3.73=130.03r/minT2=9550×P2/n2=9550×5.55/130.03=407.62mN各轴运动及动力参数轴功率P/kw转速n/(r/min)转矩T/Nm传动型式传动比效率η电动机7.597059.27V带传动20.96高速轴5.78485113.81闭式齿轮传动3.730.97低速轴5.55130.03407.62三、传动零件的设计计算1、V带传动的设计算(1)确定设计功率PC,载荷有轻度冲击，2班制，AK=1.2PC=AK×P=7.22kw第5页共19页(2)选取V带的型号根据PC和n0，因工作点处于B型区，故选B型带。(3)确定带轮基准直径1dd、2dd①选择小带轮直径1dd确定1dd=125mm②验算带速VV=10601000ddn=6.35m/s在5m/s—25m/s之间，故合乎要求。③确定从动轮基准直径2dd(书P211)2dd=21nn1dd(1-)=2×125(1-0.02)=245mm取从动轮基准直径为2dd=250mm(4)确定中心距a和带的基准长度Ld①初定中心a0（书P220）取初定中心距0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)a0=400mm②确定带的计算基准长度Ld按式L0d=2a0+2(1dd+2dd)+20214()ddadd=23.142501252400(125250)()24400=1388.83mm③取标准Ld=1400㎜④确定实际中心距第6页共19页a=0a+02ddLL=400+14001388.832=405.59㎜(5)验算包角11≈180°-21()dddda×57.3°=180°-250125405.59×57.3°=162.34°＞1200符合要求(6)确定带根数z根据电机的转速n=970和小带轮直径125mm，查得P0=1.67kw，P0=0.30(i=2)，Ka=0.95，KL=0.90Z=00()caLPPPKK=7.22(1.670.03)0.950.90=4.29根取Z=5根（7）、计算作用于轴上的载荷FR单根V带的初拉力：F0=500zPc(aK5.2-1)+q2=50027.222.5(1)0.176.356.3550.95=192.37N式中q查得q=0.17Kg/m。FR=2F0Z1sin2=1900.90N（8）带轮结构设计1dd300mm用实心式e=190.4mfmin=11.5mm取f=12mm轮宽L1=（1.5~2）P0=63~84mm，取L1=90mm。轮缘宽B=(z-1)e+2f=（5-1）×19+2×12=100mm第7页共19页总宽L1+B=190mm2dd300mm用孔板式轮缘与小轮相同，轮毂与轴同时设计。四、齿轮的设计计算：1.选择齿轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械，小齿轮材料选用45钢，调质处理，小齿轮45钢调质,硬度210～220HB，取220HBS；大齿轮45钢正火,硬度170～210HB，取200HBS。计算循环次数NN1=60n1jhL=604851(1036516)=1.27×109N2=1Ni=3.42108取载荷系数SminH=1.1由图11-1（书166页）查得lim1H=500Mpa，lim2H=460MPa计算许用接触应力1H=min1limHHS=454.55Mpa2H=min2limHHS=418.18Mpa取[]H=420MPa2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距T1第8页共19页T1=9.5510611PN=9.551065.78485=1.14×105Nm取得K=1.4，得a=1，a321305(1)()[]HaKTuu=133.66mm取中心距a=140mm取小轮齿数1Z=20则大齿轮数2Z=75所以实i=75/20=3.75计算得到i=（3.75-3.72）/3.72=0.8%i在正负5%之间，故合理。模数mn=122cosaZZ=2.87mm,取m=3mma=12()2mZZ=142.5mm齿宽b=a1d=60mm分度圆直径：1d=m1Z=60mm2d=m2Z=225mm圆周速度v=3.1460485/601000=1.52m/s应选用9级精度。3．验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11-3得kA=1.25由图11-2（b）按9级精度和vZ1/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.02第9页共19页MPaMPaubduKTZZZZZmZZZZKKKKdmmaHEHHnVA8.632][61108.5987.5025.54)108.5(108183805.1298.0754.09.18845.2)1(2754.018061169.1214.329.11sin25.54sinb618.1822.0796.0822.0796.07.13429.11/127/51.2629.11/25/178411805.12.118.102.125.1K2.1k17841118.1k064.1987.50/25.54b/177a31125.5415535.0b221121213322v3311v1acoscoscoscos页）得（指导书由图，得页）（指导书由表载荷系数页）得（指导书由表布置，得齿轮相对轴承为非对称考虑到轴的刚度较大和页）按）（指导书（由图齿宽4校核齿根弯曲疲劳强度0.118817114.1,0.2,0.11881811a220,290187)(16111.25Sfa,300Yfe2a,450116611182.1,58.1184111123.2,9.21738117.134,51.2621min21Flim2Flim12sa1sa21a2v1vNNFSTXXFaFYYSYYYMPMPabMPMPYfeYYYYZZ页）查得（指导书由图取页）查得（指导书由图页）查得（指导书由图页）查的（书由表页）查得（指导书由图页）查得（书由图按1F==25.1450=360MPa2F==25.1300=240MPa1F=112mZbmKT1FaY1saY=58.19.2215.65.61042700008.12=48.27MPa1F=360Mpa，安全第10页共19页2F=1F1122saFasaFaYYYY=58.19.282.123.227.48=42.76MPa〈2F=240Mpa，安全5.齿轮主要参数及几何尺寸计算1z=212z=114mn=6.5mmu=5.428d1=136.5mmd2=741mma=438.75mmhaha*hfc*mm60,24.64~24.5910~5(,25.54b75.724hf225.120hf275425.1492125.85.61.25c*)m*(hahf5.6.651m*haha21222112211取）齿宽mmbbbmmddmmddmmhddmmhddmmmmffaaaa五、轴的设计计算1．减速器高速轴的设计计算高速轴传递的功率P1=5.78KW，转速n1=485r/min，分度圆直径d1=60mm，齿宽b=60，转矩T1=113.81N·m,轴的材料为45号钢，调质处理。C=120，d1≥C3Pn=27.41mm因键槽要扩大3%~5%d1=27.41×（1.03~1.05）=28.23~28.78mm，取d1=28.5mm；带轮轮毂宽度（1.5~2.0）d1=42.75~57mm，取50mm；1L略小于毂孔1L=48mm轴肩高h=（0.07~0.1）d1=1.995~2.85mm轴颈2d=d1+2h=32.49~34.2mm，取2d=35mm用球轴承6008内径d=40mm，外径D=68mm，宽度B=15mm，ad=46mm，aD=62mm则3d=40mm。第11页共19页挡油环1B=2mm，Δ=14mm则3L=B+Δ+1B=31mm7d=3d=40mm，7L=3L=31mmδ≈0.025×1a+3=7.16mm，取δ=8mm上箱