一级圆柱齿轮减速器设计说明书F2500V1.1D400

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1、. 带式输送机传动装置设计 计算说明书 姓 名： 陈开民 院 别： 机械学院 专 业： 机械设计及其自动化 学 号： 201501132084 指导教师： 高立营 2015年6月 精品 . 目 录 一 .题目及设计总体分析............................3 二 .

2、选择电动机....................................4 三 .传动装置的总传动比及分配各级传动比............5 四 .计算传动装置的运动和动力参数..................6 五 .V型带及带轮的设计和计算.......................7 六 .齿轮传动设计计算..............................9 七 .轴的设计计算 1.高速轴...................................15 2.低速轴（含连轴器的选择和验算）...........19 八 .滚动轴承的选择和

3、验算.........................23 九 .键的强度校核.................................24 十 .减速器的润滑.................................25 十一 .减速器箱体结构尺...........................26 十二 .总结.......................................28 十三 .参考资料...................................28 十四 .附件................................

4、.......29 精品 . 一、题目及设计总体分析 （1） 设计数据：滚筒直径为400mm，输送带速1.1m/s, 运输带工作压力为2500N。 （2） 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35摄氏度；使用折旧期8年；动力来源：电力。 （3）如下图为带式输送机传动简图。 1、电动机 2、V带轮 3、箱体 4、低速齿轮 5、高速齿轮 6、联轴器 7、滚筒 Ⅰ、电动机轴 Ⅱ、输入轴 Ⅲ、输出轴 精品 . 二. 选择电动机 1． 选择电动机 按工作要求和条件，选用Y

5、系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。 2． 电动机的容量 电动机所需的工作效率为： 工作机所需要功率为： 2.75KW 传动装置的总效率为： 按设计手册表1-5确定各部分效率： V带传动效率， 滚动轴承传动效率， 闭式齿轮传动效率， 联轴器效率， 传动滚筒效率， 则 所需电动机功率为： 电动机的额定功率要略大于P， 由Y系列三相异步电动机技术数据 选择电动机额定为4KW。 3． 电动机转速 滚筒轴工作转速： 52.55r/min 结果 选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机

6、。 =4kw 精品 . V带传动的传动比常用范围， 单级圆柱齿轮减速器传动比范围， 则传动装置总传动比的合理范围为， 故电动机转速的可选范围为： 212.2～840.76 选用同步转速750r/min， 满载转速720r/min的Y160M1-8型电动机。 其主要技术参数如下： 电动机 型 号 额定功率P（KW） 同步转速（r/min） 满载转速（r/min） Y160M1-8 4 750

7、 720 2 2 电动机的相关尺寸： 中心高H 外形尺寸 底角安 装尺寸 AB 地脚螺 栓孔直 径 K 轴 伸 尺 寸 DE 键公称 尺 寸 Fh 160 600417.5385 254210 15 42110 12160 三.传动装置的总传动比及分配各级传动比 1.总传动比为： 13.70 2.分配传动装置各级传动比 根据 取V带传动的传动比 则减速器的传动比i为 3.91 结果 选用 Y160M1-8 型电动机。

8、 i=3.91 结果 精品 . 四.计算传动装置的运动和动力参数 1. 0轴（电机轴）： 功率 转速 转矩 2. 1轴（高速轴）： 功率； 转速； 转矩 ； 3. 2轴(低速轴)： 功率 转速 转矩 4． 3轴（滚筒轴）： 功率 转速 转矩 将上述计算得到的运动和动力参数列于下表 轴 名 参数 0轴 1轴 2轴 3轴 转速n(r/min) 720 205.71 52.

9、61 52.61 功率P（kw） 3.20 3.07 2.95 2.89 转矩T(N.m) 42.44 142.52 535.50 524.61 传动比I 3.5 3.91 1 效率 0.96 0.96 0.98 结果 精品 . 五．V型带及带轮的设计和计算 1.工作情况系数 由以上计算可知P=4kw，选工作情况系数， 2.确定计算功率

10、 由 则 3.选定V带带型 由、查课本图8－11，选用B型普通V带。 4.确定带轮基准直径、 取主动轮基准直径 从动轮基准直径， 根据表8-9，取 。 则实际的传动比为 带的速度， 合适。 5.确定V带的基准长度和传动中心距 根据 有， 初选 计算带所需的基准长度 ： 选取带的基准长度 则 6.验算小带轮轮上的包角 ，合适。 7.包角修正系数 8.带长修正系数 9.计算V带的根数 z 实际

11、 结果 精品 . 由， 查表8－4和表8－5 得 ， ， 单根传递功率 所以： 取z =3 10.计算V带单根对轴的拉力 查课本表8-3 11.计算作用在轴上的压轴力 12.确定带轮的结构尺寸 由，采用腹板式结构， ，采用轮辐式。 由V带设计可知 z=3根， 则由课本表8-11可得 e=19mm,f=12mm,=3.5mm 则带轮的宽度为 小带轮的外径 大带轮的外径

12、 六.齿轮传动设计计算 结果 精品 . 1） 根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 2） 运输机为一般工作机器，速度不高， 故选用7级精度。 3） 材料选择。小齿轮选用40，调质处理， 齿面硬度280HBS（7级）， 大齿轮选用45钢，调质处理， 齿面硬度240HBS（7级）。 4） 选小齿轮齿数， 则大齿轮齿数， 取 5）

13、按齿面接触强度设计 根据设计计算公式 （1） 确定公式内的各计算数值 a) 试选载荷系数 b) 小齿轮传递的转矩 由上面的计算得 c) 由表10-7（课本 ） 选取齿宽系数 d) 由表10-5(课本 ) 查得 材料的弹性影响系数 e) 由图10-25d（课本 ） 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极限 ， 大齿轮的接触疲劳强度极限 f) 由式10-15（课本 ） 结果

14、 精品 . 计算应力循环次数 g) 由图10-23(课本 ) 查得接触疲劳寿命系数 ， 。 h) 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%，安全系数S=1。 由式(10-14)(课本 )， 得 （2） 计算 由式10-11 （课本 ） a) 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值 b) 计算圆周速度v c) 计算齿宽b d) 计算齿宽与齿高之比b/h 模数 齿高 e) 计算载荷系数 根据v=0.77m/s，7级精度， 由图10-8（课本） 查得动载荷系数 ；

15、 结果 精品 . 直齿轮，假设. 由表10-3(课本) 查得 ； 由表10-2(课本) 查得使用系数 ； 由表10-4(课本) 查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时， 由b/h=10.68,, 查图10-13(课本) 得 ； 故载荷系数 f) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径, 由式10-12 (课本)得 g) 计算模数m 6） 按齿根弯曲强度设计 由式（10-7）（课本 ） 得弯曲强度设计

16、公式为 （1） 确定公式内的各计算数值 a) 由图10-24c（课本 ） 查得 小齿轮的弯曲疲劳强度极限， 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 b) 由图10-22（课本） 查得弯曲疲劳寿命 K=1.7892 结果 精品 . ， c) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4， 由式（10-14）（课本） 得 ， d) 计算载荷系数 K e) 查取齿形系数 由图10-1

17、7（课本 ）查得 ， f) 查取应力校正系数 由图10-18（课本）可查得 ， g) 计算大、小齿轮的并加以比较 ， 大齿轮的数值大 （2）设计计算 （模数越大，齿轮越安全） 对比计算结果， 由齿面接触疲劳强度计算的模数 大于由齿根弯曲强度设计的模数， 由于齿轮模数的大小 主要取决于弯曲疲劳所决定的承载能力， 而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力， 结果

18、 精品 . 仅与齿轮直径（即m*z）有关， 可取弯曲强度算得的模数1.447， 并就近圆整为标准值m=2.5mm， 按接触疲劳强度算得的分度圆， 算出小齿轮齿数 ， 大齿轮齿数， 取。 这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳强度， 又满足了齿根弯曲强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 则实际的传动比为。 自此，实际的总传动比为， 实际的滚筒转速为， 误差绝对值为， 合符要求。 7） 几何尺寸计算 （1） 计算分度圆直径 ， （2） 计算中心距 （3） 计算齿轮宽度 取， 8）验算 ， 合适

19、9）重合度计算 实际 i=3.90625 结果 精品 . 则 合适 10）.高速齿轮传动的相关数值 模数 m 2.5 分度圆直径 齿顶高 齿根高 全齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距 齿宽 齿顶圆压力角 重合度 基圆直径 齿厚 齿槽宽 齿距

20、 顶隙 结果 精品 . 七、轴的设计计算 1. 高速轴的设计 1）已知： ，， ， 2）作用在齿轮上的力 由齿轮计算过程得 3)初步确定轴的最小直径， 先按式（15-2）（课本）初步估算轴的最小直径。 轴为齿轮轴，45钢，调质处理。 由表15－3(课本)取, 则 轴的最小直径显然是与带轮的配合处的直

21、径， 为了使所选的轴直径与带轮的孔相适应， 故取。 4)轴的结构设计。 （1）拟定轴的基本结构 结果 精品 . 结果 精品 . （2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

22、 a）为了满足带轮的轴向定位要求， Ⅰ-Ⅱ轴段右端需制出一 轴肩， 故取Ⅱ-Ⅲ段直径； 左端用轴端挡圈定位， 按轴端直径取挡圈直径。 带轮与轴配合的毂孔长度， 为了保证轴端挡圈只压在带轮上 而不压在轴的端面上， 故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比略短一些， 现取。 b)初步选择滚动轴承。

23、 因轴承仅受径向力的作用， 故选用深沟球轴承（GB276-1994）6308， 其尺寸为， 故取， 而。 右端轴承采用轴肩进行轴向定位， 由手册上查得6308型轴承的定位轴肩高h=6mm, 因此取。 c)取小齿轮处的直径。 齿轮左端与轴承之间采用套筒定位。 已知齿轮轮毂的宽度为85mm， 为了使套筒端面可靠地压紧齿轮， 此轴段应略短与轮毂宽度， 故取。 齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，

24、 取h=6mm， 则轴环处的直径=58mm。 轴环宽度， 取，则。 d)取轴承端盖的总厚度为20mm， 端盖的外端面与大V带轮右端面的距离为30mm， 故mm。 e)取轴承距箱体内壁距离s=8mm, 选用深沟 球轴承 （GB276-1994） 6308 mm 结果 =52mm =14mm 精品 .

25、齿轮距箱体内壁距离a=16mm， 已知轴承宽度B=23mm， 则 至此，已初步确定了高速轴的各段直径和长度。 5)求轴上的载荷 在计算简图中，作为简支梁的轴的支撑跨距 (其中B=23mm) 。 由计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图，如上图所示。 从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出 截面C是轴的危险截面。 现将计算出的截面C的、及M的值列于下表 载荷 水平面H 垂直面V 支反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T 6)按弯扭合成应力校核轴的强度 根据式（15－5）及上表中的数值， 取， 轴的计算应力 前已选定轴的

26、材料为45钢，调质处理， 由课本表15－1查得 结果 精品 . ，因此，故安全 2.低速轴的设计 1）已知：，， ， 2）求作用在齿轮上的力 , 3）初步确定轴的最小直径 轴为齿轮轴，45钢，调质处理， 由课本表15－3取, 则 轴的最小直径显然是与半联轴器的配合处， 选取联轴器的型号。 联轴器的计算转矩 ， 查课本表14－1查得， 则, 应小于联轴器公称转矩，

27、 查标准GB5014－2003，选用LX3型弹性柱销联轴器， 其公称转矩为1250000。 半联轴器的孔径， 故取。 半联轴器长度L=112mm， 半联轴器与轴配合的毂孔长度 4）轴的结构设计。 1.拟定轴的基本结构 选用LX3型 弹性柱销 联轴器 结果 精品 . 2.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

28、 结果 选用深沟 球轴承 （GB276-1994） 精品 . a) 为了满足半联轴器的轴向定位要求， Ⅶ-Ⅷ段左端需制出一轴肩， 故取Ⅵ-Ⅶ段直径； 右端用轴端挡圈定位， 按轴端直径取挡圈直径mm。 半联轴器与轴配合的毂孔长度mm， 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上 而不压在轴的端面上， 故Ⅶ-Ⅷ段长度应比略短一些， 取mm。 b) 初步选择滚动轴承。 因轴仅承受径向力的作用， 故选用深沟球轴承（GB276-1994）6308

29、， 其尺寸为， 故取。而。 右端轴承采用轴肩进行轴向定位。 取定位轴肩高度h =6mm， 因此，取mm。 c) 取安装齿轮轴段Ⅱ-Ⅲ的直径mm； 齿轮左端与轴承之间采用套筒定位。 已知齿轮轮毂的宽度为80mm， 为了使套筒端面可靠地压紧齿轮， 此轴段应略短与轮毂宽度，故取， 齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度h=6mm， 则 ,轴环宽度， 取。 d) 取轴承端盖的总厚度为20mm。 取端盖的外端面与半联轴器左端面间

30、的距离l=30mm， 故取。 e) 取轴承距箱体内壁距离s=8mm, 齿轮距箱体内壁距离a=16mm， 已知轴承宽度B=23mm， 则 至此，已初步确定了低速轴的各段直径和长度。 6308 mm mm =12 结果 精品 . 5）求轴上的载荷 在计算简图中，作为简支梁的轴的支撑跨距 (其中B=23mm) 由计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图，如上图所示。 从轴的结

31、构图以及弯矩和扭矩图中可以看出 截面B是轴的危险截面。 现将计算出的截面B出的、及M的值列于下表 载荷 水平面H 垂直面V 支反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T 6）按弯扭合成应力校核轴的强度 根据式（15－5）及上表中的数值，取， 轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，调质处理， 由课本表15－1查得 ，因此，故安全 八．滚动轴承的选择和验算 结果

32、 精品 . 1.高速轴上的轴承 1）选择深沟球轴承（GB276-1994），轴承代号为6308， 其尺寸为， 基本额定载荷。 2）寿命验算 按课本表13-6，取。则轴承的当量动载荷 因为，所以按轴承B1的受力验算 又因为减速器的寿命,， 合适。 2.低速轴上的轴承 1）选择深沟球轴承（GB276-1994），轴承代号为6308， 其尺寸为， 基本额定载荷Cr=40.8kN。 2）寿命验算 按课本表13-6，取。 则轴承的当量动载荷 因为，所以按轴承C2的受力验算 > ， 合适。

33、 九．键的强度校核 结果 大带轮处 选用单圆头 普通平键 （C型） 小齿轮处 选用圆头 普通平键 （A型） 精品 . 1.高速轴联轴器的键联接校核 1）选择键联接的类型和尺寸 大带轮处选用单圆头普通平键（C型）， ，L=50mm。 小齿轮处选用圆头普通平键（A型）， ，L=80mm。 2）校核键联接的强度 键、轴材料都是钢， 由课本表6-3查得许用挤压应力为。 键的工作长度， ,

34、 。 键与联轴器键槽的接触高度， ， 。 由课本式（6-1）得 ， 合适。 ， 合适。 2.低速轴齿轮、联轴器的键联接校核 1）选择键联接的类型和尺寸 大齿轮处用圆头普通平键（A型）， ，L=70mm。 半联轴器处用单圆头普通平键（C型）， ，L=70mm。 2）校核键联接的强度 键、轴材料都是钢， 由表6-3查得许用挤压应力。 键的工作长度， 大齿轮处 用圆头 普通平键 （A型） 半联轴器处 用单圆头 普通平键 （C型） 结果

35、 精品 . ， 。 键与联轴器键槽的接触高度， ， 。 由课本式（6-1） 得 ， 合适。 ， 合适。 十．减速器的润滑 1. 润滑方式的选择 齿轮用润滑油润滑，并利用箱内传动件溅起的油润滑轴承。 因为润滑脂承受的负荷能力较大、粘附性较好、不易流失， 所以轴承用润滑脂润滑。 2. 密封方式的选择 计算可得，各轴与轴承接触处的线速度， 所以采用毡圈密封 3. 润滑油的选择 因为该减速器属于一般减速器， 查机械手册可选用中负载工业齿轮油N

36、200号润滑， 轴承则选用ZGN－2润滑脂润滑。 十一.减速器箱体结构尺寸 1 箱座壁厚 因为，所以， 2 箱盖壁厚 毡圈密封 负载工业 齿轮油 N200号， ZGN－2 润滑脂润滑。 结果 精品 . 3 箱座凸缘厚度 4 箱盖凸缘厚度 5 箱座底凸缘厚度 6 地底螺钉直径 ， 取M20 7 地底螺钉数目 因为， 但计算结果，故取 8 轴承旁联接螺栓直径 ， 取M16 9

37、 箱盖与箱座联接螺栓直径 ， 取M10 10 联接螺栓的间距 11 轴承端盖螺钉直径 取M10 12 窥视孔盖螺钉直径 , 取M8 13 定位销直径 14 凸缘上螺栓凸台的中心至外箱壁的距离 15 轴承旁凸台半径 16 凸台高度 17 箱体外壁至轴承座端面距离 18 大齿轮顶圆与内箱壁距离 19 齿轮端面与内箱壁距离 20 箱盖，箱座筋厚 ， 21 大齿轮齿顶圆至箱底内壁的距离 结果 精品

38、 . 22 箱底至箱底内壁的距离 23 减速器中心高 24 箱体内壁至轴承座孔端面的距离 25 轴承端盖凸缘厚度 26 轴承端面至箱体内壁的距离 27 旋转零件间的轴向距离 28 齿轮顶圆至轴表面的距离 十二.总结 课程设计都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；

39、最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气！ 结果 精品 . 课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。其实还有很多很多感慨,介于时间问题,就只说到这里了。 十三 .参考资料 1.《机械设计》－高等教育出版社－濮良贵、陈国定、吴立言主编 （文中简称课本）

40、 2.《机械设计课程设计手册》—高等教育出版社－吴宗泽主编 精品 . 十四 .附件 1.LX3型弹性套住联轴器有关参数 型号 公称 转矩T/(Nm) 许用 转速 n/（r 轴孔 直径 d/mm 轴孔 长度 L/mm 外径 D/mm 材料 轴孔 类型 键槽 类型 LX3 1250 4700 35 82 160 HT200 Y型 C型 2.滚动轴承6308，其图如图1 图1 精品 . 滚动轴承6308部分数据如表1 表1 滚动轴承

41、6308的数据 轴承代号 基本尺寸 安装尺寸 6308 d D B 40 90 23 1.5 49 81 1.5 基本额定动载核 基本额定静载荷 极限转速 Cr/KN /KN 脂润滑 40.8 24.0 7000 3.检查孔盖板尺寸参数 4.通气器尺寸参数 精品 . 5. 六角螺塞尺寸参数 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！ 精品