單級(一級)斜齒圓柱齒輪減速器課程設計說明書

1、<p>　　單級斜齒圓柱齒輪減速器課程設計說明書 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　電動機的選擇計算................................ ............2</p><p>　　傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算....................... .

2、 . ......3</p><p>　　傳動零件的設計計算....................................... ...4</p><p>　　齒輪的設計計算.............................. . . .............7</p><p>　　軸的設計計算..........................

3、.....................10</p><p>　　減速器高速軸的校核.........................................13</p><p>　　減速器高速軸滾動軸承的選擇及其壽命計算.....................15</p><p>　　高速鍵聯(lián)接的選擇和驗算.......................

4、..............16</p><p>　　減速箱箱體的設計...........................................17</p><p>　　潤滑與密封.................................................19</p><p>　　一、電動機的選擇計算</p><

5、p>　　如圖2-1所示的帶式運輸機的傳動系統(tǒng)中傳送帶卷筒轉速130r/min，減速器輸出軸功率5.5KW。該傳動設備兩班制連續(xù)工作，單向回轉，有輕微振動，卷筒轉速允許誤差為±5%，使用期限10年。試選擇電動機。</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p><b>　　1.選擇電動機系列</b></p>

6、<p>　　按工作要求及工作條件選用三相異步電動機,封閉自扇冷式結構,電壓為380V,Y系列。 </p><p><b>　　2.選擇電動機功率</b></p><p><b>　　傳動裝置的總效率：</b></p><p>　　V帶傳動的效率 η帶=0.96</p><p&

7、gt;　　閉式齒輪的傳動效率 η齒輪=0.97</p><p>　　一對滾動軸承的效率 η軸承=0.99</p><p><b>　　傳動總效率</b></p><p>　　η=0.96×0.97×0.992=0.9127；</p><p><b>　　所需電動機功率 </

8、b></p><p>　　===6.6026KW</p><p>　　可選用Y系列三相異步電動機Y160M-6型，額定功率P0 =7.5kw,滿足P0 > Pr。</p><p>　　3.選取電動機的轉速</p><p><b>　　卷筒轉速 </b></p><p><b>

9、;　　=130r/min</b></p><p>　　根據(jù)滾筒所需的功率和轉速，可選擇功率為7.5KW，同步轉速為1000r/min型號的電動機。</p><p><b>　　電動機數(shù)據(jù)及傳動比</b></p><p>　　二、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算</p><p><b>　　1、分配傳動比

10、</b></p><p>　　電動機的滿載轉數(shù)n0=970r/min</p><p><b>　　總傳動比 </b></p><p>　　i總 = n0/nw = 970/130=7.46</p><p>　　取i帶 =2，則減速器的傳動比 i齒輪= i總/i帶=7.46/2=3.73</p>

11、<p>　　2、各軸功率、轉速和轉矩的計算</p><p><b>　　0軸：即電機軸</b></p><p><b>　　Pr=7.5kw</b></p><p>　　nw=970r/min</p><p>　　Tr =9550×Pr/nw=95507.5/970=59.27

12、N·m</p><p>　　Ⅰ軸：即減速器高速軸采用帶聯(lián)接傳動比i帶 =2，帶傳動效率η帶=0.96，</p><p>　　P1= P0·η01= P0·η帶 =7.5×0.96=5.78kw</p><p>　　n1= n0/i 01=970/2=485r/min</p><p>　　T1=9550&

13、#215;P1/n1=9550×5.78/485=113.81</p><p>　　Ⅱ軸：即減速器的低速軸，一對滾動軸承的傳動比效率為η軸承=0.99</p><p>　　閉式齒輪傳動的效率為η齒輪=0.97則η12=0.990.97=0.96</p><p>　　P=P·η12=5.78×0.96=5.55kw</p>

14、<p>　　n=n/i=485/3.73=130.03r/min</p><p>　　T=9550×P/n=9550×5.55/130.03=407.62</p><p><b>　　各軸運動及動力參數(shù)</b></p><p>　　三、傳動零件的設計計算</p><p>　　1、V帶傳動的設

15、計算</p><p>　　(1)確定設計功率PC , 載荷有輕度沖擊， 2班制， =1.2</p><p>　　PC=×P=7.22kw</p><p>　　(2)選取V帶的型號 根據(jù)PC和n0，因工作點處于B型區(qū)，故選B型帶。</p><p>　　(3)確定帶輪基準直徑、</p><p><b>

16、　　①選擇小帶輪直徑</b></p><p><b>　　確定=125mm</b></p><p><b>　?、隍炈銕賄</b></p><p>　　V==6.35m/s</p><p>　　在5m/s—25m/s之間，故合乎要求。</p><p>　?、鄞_定

17、從動輪基準直徑(書P211)</p><p>　　=(1-)=2×125(1-0.02)=245mm</p><p>　　取從動輪基準直徑為=250mm </p><p>　　(4)確定中心距a和帶的基準長度Ld</p><p>　　①初定中心a（書P220）</p><p>　　取初定中心距0.7(dd1+

18、dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)</p><p><b>　　a0=400mm</b></p><p>　?、诖_定帶的計算基準長度Ld按式</p><p>　　L=2a+( +)+==1388.83mm</p><p>　?、廴藴蔐d =1400㎜</p><p><b>　　④確

19、定實際中心距</b></p><p>　　=+=400+=405.59㎜</p><p><b>　　(5)驗算包角</b></p><p>　　≈180°-×57.3°=180°-×57.3°=162.34°＞1200 </p><p>

20、<b>　　符合要求</b></p><p><b>　　(6)確定帶根數(shù)z</b></p><p>　　根據(jù)電機的轉速n=970和小帶輪直徑125mm，</p><p>　　查得 P=1.67kw ， P=0.30 (i=2)，K=0.95，K=0.90 </p><p><b>　　Z

21、===4.29根</b></p><p><b>　　取Z=5根</b></p><p>　?。?）、計算作用于軸上的載荷F</p><p><b>　　單根V帶的初拉力：</b></p><p>　　F0=500(-1)+q=500=192.37N</p><p&g

22、t;　　式中q查得q=0.17Kg/m。</p><p>　　F=2FZ=1900.90N</p><p>　?。?） 帶輪結構設計</p><p>　　<300mm 用實心式</p><p>　　e=190.4m f=11.5mm 取f=12mm</p><p>　　輪寬L=（1.5~2）P=63~84mm

23、，取L=90mm。</p><p>　　輪緣寬B=(z-1)e+2f=（5-1）×19+2×12=100mm</p><p>　　總寬L+B=190mm</p><p>　　>300mm 用孔板式</p><p>　　輪緣與小輪相同，輪轂與軸同時設計。</p><p>　　四、齒輪的設計計算

24、：</p><p>　　1.選擇齒輪材料精度等級</p><p>　　齒輪減速器為一般機械，小齒輪材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理， </p><p>　　小齒輪45鋼調(diào)質(zhì),硬度210～220HB，取220HBS； </p><p>　　大齒輪45鋼正火,硬度170～210HB，取200HBS。</p><p><b&g

25、t;　　計算循環(huán)次數(shù)N</b></p><p>　　N=60nj=604851(1036516)=1.27×10</p><p><b>　　N==3.4210</b></p><p>　　取載荷系數(shù)S=1.1</p><p>　　由圖11-1（書166頁）查得 =500Mpa ， =460MPa

26、</p><p><b>　　計算許用接觸應力</b></p><p>　　= =454.55Mpa</p><p>　　= =418.18Mpa</p><p><b>　　取=420MPa</b></p><p>　　2.按齒面接觸強度確定中心距</p>&

27、lt;p><b>　　小輪輪距 T</b></p><p>　　T=9.5510=9.5510=1.14×10Nm</p><p>　　取得K=1.4，得=1，</p><p>　　a =133.66mm</p><p>　　取中心距a=140mm</p><p><b&

28、gt;　　取小輪齒數(shù)=20</b></p><p><b>　　則大齒輪數(shù)=75</b></p><p>　　所以=75/20=3.75</p><p>　　計算得到=（3.75-3.72）/3.72=0.8%</p><p>　　在正負5%之間，故合理。</p><p>　　模數(shù)m=

29、=2.87mm,取m=3mm</p><p>　　a==142.5mm</p><p><b>　　齒寬b==60mm</b></p><p><b>　　分度圓直徑：</b></p><p><b>　　=m=60mm</b></p><p><

30、b>　　=m=225mm</b></p><p>　　圓周速度v=3.1460485/601000=1.52m/s</p><p><b>　　應選用9級精度。</b></p><p>　　3．驗算齒面接觸疲勞強度</p><p>　　按電機驅(qū)動載荷輕度沖擊由表11-3得k=1.25</p>

31、<p>　　由圖11-2（b）按9級精度和vZ/100=1.02425/100=0.256m/s得kv=1.02</p><p>　　4 校核齒根彎曲疲勞強度</p><p><b>　　===360MPa</b></p><p><b>　　===240MPa</b></p><p>

32、;<b>　　==</b></p><p>　　=48.27MPa<=360 Mpa，安全</p><p>　　===42.76MPa〈=240Mpa，安全</p><p>　　5.齒輪主要參數(shù)及幾何尺寸計算</p><p>　　=21 =114 m=6.5mm u=5.428 d1=136.

33、5mm d2=741mm</p><p>　　a =438.75mm ha ha* hf c*</p><p><b>　　五、 軸的設計計算</b></p><p>　　1．減速器高速軸的設計計算</p><p>　　高速軸傳遞的功率P=5.78KW，轉速n=485r/min，分度圓直徑d=60mm

34、，齒寬b=60，轉矩T=113.81N·m,軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　C=120，d≥C=27.41mm 因鍵槽要擴大3%~5%</p><p>　　d=27.41×（1.03~1.05）=28.23~28.78mm，取d=28.5mm；</p><p>　　帶輪輪轂寬度（1.5~2.0）d=42.75~57mm，取50

35、mm；</p><p>　　略小于轂孔=48mm</p><p>　　軸肩高h=（0.07~0.1）d=1.995~2.85mm</p><p>　　軸頸= d+2h=32.49~34.2mm，取=35mm</p><p><b>　　用球軸承6008</b></p><p>　　內(nèi)徑d=40mm

36、，外徑D=68mm，寬度B=15mm，=46mm，=62mm</p><p><b>　　則=40mm。</b></p><p>　　擋油環(huán) =2mm，Δ=14mm</p><p>　　則=B+Δ+=31mm</p><p>　　==40mm，==31mm</p><p>　　δ≈0.025

37、15;+3=7.16mm，取δ=8mm</p><p>　　上箱壁厚≈0.98δ=7.2mm，取=8mm</p><p>　　=166.25mm＜300mm</p><p>　　軸承旁螺栓直徑M12，=20mm，=16mm</p><p>　　箱體凸緣連接螺栓直徑M10，地腳螺栓主直徑M16，軸承蓋連接螺栓直徑M8</p>&l

38、t;p>　　取M8×25，端蓋厚e=1.2×=1.2×8=9.6mm，取e=10mm。</p><p>　　軸承座寬度為L=δ+++（5~8）=49~52mm，取L=50mm。</p><p>　　調(diào)整墊片的厚度Δt=2mm；K=28mm</p><p>　　則=L+e+K+Δt-Δ-B=61mm</p><p

39、>　　==50mm，=10mm，==-=8mm</p><p>　　==65mm；=2+=85mm；a=B/2=7.5mm</p><p>　　=50/2++a=93.5mm，==++/2-a=64mm</p><p><b>　　鍵選8×7×28</b></p><p>　　L=+++++=2

40、21mm</p><p>　　2. 低速軸的設計計算</p><p>　　=5.55KW，=130.03r/min，=407.62N·m，=225mm，=60mm。軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p><b>　　取C=110</b></p><p>　　d≥C=38.44mm</p>

41、<p>　　增大3%~5%，d=38.44（1.03~1.05）=39.59~40.36mm</p><p><b>　　取=40mm</b></p><p>　　=1.5，T==611.43N·m，軸段略小于轂孔的長度=82mm</p><p>　　軸肩h=（0.07~0.1）=2.8~4mm</p><

42、;p>　　=+2h=45.6~48mm，取=45mm</p><p>　　選取深溝球軸承6010 d=50mm D=80mm B=16mm =56mm =74mm</p><p><b>　　則==50mm</b></p><p>　　=55mm =60mm =58mm，K=13mm</p><p>　　= L+e

43、+K+Δt-Δ-B=45mm</p><p>　　h=（0.07~0.1）=3.85~5.5mm</p><p>　　取h=5mm，則=65mm</p><p><b>　　=+=12.5mm</b></p><p>　　=2.5mm；=-=10mm</p><p>　　=B+Δ+=32.5mm&

44、lt;/p><p>　　=32mm =-++Δ+B=44.5mm</p><p><b>　　=44mm</b></p><p>　　L=+++++=271mm</p><p><b>　　（4）設計軸的結構</b></p><p>　　六、減速器高速軸的校核</p>

45、<p>　　1.對軸進行分析，作當量彎矩圖。</p><p>　　（1）．計算作用于齒輪軸上的作用力</p><p><b>　　轉矩</b></p><p><b>　　圓周力=</b></p><p><b>　　徑向力==</b></p>&l

46、t;p><b>　　軸向力=．</b></p><p>　　（2）.求支座反力. </p><p>　　a.鉛直面內(nèi)的支座反力 </p><p>　　b.水平面內(nèi)的支座反力</p><p><b>　　據(jù)，得</b></p><p>　　3596-1731=1865N

47、</p><p><b>　?。?）.作彎矩圖</b></p><p>　　a.鉛直面內(nèi)彎矩M圖</p><p><b>　　在C點 </b></p><p>　　b.水平面內(nèi)彎矩M圖</p><p><b>　　在C點左邊 </b></p&

48、gt;<p><b>　　在C點右邊 </b></p><p><b>　　c.作合成彎矩圖</b></p><p><b>　　在C點左邊 </b></p><p><b>　　在C點右邊 </b></p><p>　?。?）.作轉矩

49、圖 </p><p>　　T=270994Nmm</p><p>　?。?）.作當量彎矩圖</p><p>　　該軸單向工作轉矩按脈動循環(huán)考慮 取=0.6</p><p><b>　　當量彎矩 =</b></p><p>　　在C點左邊 在C點右邊 </p><p>

50、<b>　　在D點</b></p><p>　?。?）.按當量彎矩計算軸的直徑</p><p>　　由圖看出C點的當量彎矩最大。D點軸的斷面尺寸較小。所以該軸的危險斷面是C點和D點。由45鋼（調(diào)制處理）查表13-1（指導書218頁）得=650MPa；在查表13-2查表得=60MPa。</p><p>　　按式（13-4）計算C點軸的直徑<

51、/p><p>　　考慮鍵槽影響，有一個鍵槽，軸徑加大5%</p><p>　　該值小于原設計該點處軸的直徑，安全。</p><p><b>　　D點軸的直徑</b></p><p>　　考慮鍵槽影響，有一個鍵槽，軸徑加大5%</p><p>　　該值小于原設計該點處軸的直徑，安全。</p>

52、<p>　　七、減速器高速軸滾動軸承的選擇及其壽命計算</p><p>　　已知:6210軸承(50×90×20)?；绢~定動載荷C=27KN，基本額</p><p>　　定靜載荷C0=19.8KN,e=0.21,Y=2.3.</p><p><b>　　由前面計算得知:</b></p><

53、p>　　該對軸承的水平支反力分別為： </p><p><b>　　垂直支反力分別為：</b></p><p><b>　　合成支反力：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p>

54、<p>　　所以取=0.9, =0.9</p><p>　　軸承承受輕度載荷沖擊，支反力A處有彎矩。所以取=1.2, =1.5</p><p><b>　　=()=</b></p><p>　　所以取 X=1,Y=0</p><p><b>　　=</b></p><

55、p>　　> 計算軸承A的壽命PA= </p><p><b>　　預期壽命滿足要求</b></p><p>　　八、高速軸鍵聯(lián)接的選擇和驗算</p><p>　　大帶輪裝在高速軸軸端，需用鍵進行周向定位和傳遞轉矩。由前面設</p><p>　　計計算得知：V帶帶輪材料為鋼 ，軸的材料為45鋼，V帶與軸的配&

56、lt;/p><p>　　合直徑為35mm，V帶輪轂長為70mm，傳遞轉矩T=114.11Nm</p><p>　　1.選擇鍵的材料、類型和尺寸。</p><p>　　a.鍵的材料選用45鋼，</p><p>　　b.選擇最常用的A型普通平鍵，因為它具有結構簡單，對中性好，</p><p><b>　　裝拆方便等優(yōu)

57、點。</b></p><p>　　c.鍵的截面尺寸由鍵所在軸段的直徑 d=35mm由標準中選定，</p><p>　　鍵的長度由輪轂長確定，查表得b×h=8*7,L=65mm.</p><p>　　2.鍵聯(lián)接的強度計算</p><p>　　普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸和輪轂三個零件中較弱零件的壓潰。</p>

58、<p>　　由于帶輪材料是鋼，許用擠壓應力由表9-7（指導書135頁）查得=100MPa。鍵的計算長度l=L-b=65-8=57mm </p><p>　　=[]=100Mpa安全</p><p>　　九、減速器箱體的結構設計</p><p>　　參照參考文獻〈〈機械設計課程設計》（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學院出版社 1992年第1

59、9頁表1.5-1可計算得，箱體的結構尺寸如</p><p>　　表8.1箱體的結構尺寸</p><p>　　減速器箱體采用HT200鑄造，必須進行去應力處理。</p><p><b>　　十、潤滑與密封</b></p><p>　　1減速器齒輪傳動潤滑方式和潤滑油的選擇</p><p>　　a.減

60、速器齒輪傳動潤滑方式:油潤滑；</p><p>　　b.潤滑油的選擇：工業(yè)閉式齒輪油（GB/T5903—1995）代號為100。</p><p>　　2減速器軸承潤滑方式和潤滑劑的選擇</p><p><b>　　a.油潤滑；</b></p><p>　　b.潤滑劑：150號機械油</p><p>