单级斜齿圆柱齿轮减速器设计.docx

目录一．设计要求 41.1传动装置简图 41.2原始数据 41.3工作条件 4二．传动系统的总体设计 62.1 电动机的选择 62.1.1选择电动机类型 62.1.2选择电动机容量 62.1.3确定电动机转速 62.2传动装置运动和动力参数的计算 72.2.1计算总传动比及分配传动比 72.2.2计算传动装置各轴的运动和运动参数 72.2.2.1 各轴轴转速 72.2.2.2各轴的输入功率 7三V带及带轮结构设计 94.1一级斜齿轮大小齿轮的设计 114.1.1选精度等级，材料及齿数 114.1.2按齿面接触强度设计 114.1.3按齿根弯曲强度设计 134.1.3.1确定参数 134.1.3.2设计计算 144.1.4几何中心距计算 144.1.5齿轮受力分析 15五 轴的计算 165.1齿轮轴的设计 165.1.1基本参数 165.1.2初步确定轴的最小直径 165.1.3轴的结构设计 165.1.4轴的受力分析 175.1.5按弯扭合成应力校核轴的强度 195.1.6精确校核轴的疲劳强度 195.2低速轴的设计 215.2.1材料选择及热处理 215.2.2初定轴的最小直径 215.2.3 轴的结构设计 225.2.4 轴的受力分析 235.2.5精确校核轴的疲劳强度 25六 轴承、润滑密封和联轴器等的选择及校验计算 296.1轴承的确定及校核 296.1.1对初选高速及轴承7306C校核 296.. 1.2对初选低速轴承7211AC进行校核 316.2 键的校核 336.2.1 齿轮轴上的键连接的类型和尺寸 336.2.2 大齿轮轴上的键 336.3联轴器的校核 34七. 箱体端盖齿轮的位置确定 35八. 设计小结 36九、参考文献 37一．设计要求1.1 传动装置简图1.2 原始数据带式运输机传动装置的原始数据：带的圆周力F/N带速V(m/s)滚筒直径D/mm2400N24001.3 工作条件三班制，使用十年，连续单向运载，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允 许误差为链速度的±5%.传动方案如下图所示二．传动系统的总体设计2.1 电动机的选择2.1.1 选择电动机类型按工作要求选用Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V2.1.2 选择电动机容量p电动机所需工作功率为P = wd 耳aFV1000］w根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率耳w = 0.96传动装置的总效率]a =叮⑴•气~查课本表 10-2 机械传动和摩擦副的效率概略值，确定各部分效率为：联轴器效率"广°.99，滚动轴承传动效率（一对）“ 2 = °.99，齿轮转动效率"3二0.99 ,V带的传动效率"4 = 0.96 ;代人得：］二 0.992 x 0.993 x 0.99 x 0.96 二 0.893 a] W 为工作机效率，］二 0.96WP所需电动机功率为 dFV1000］耳Wa2400 x 21000 x 0.96 x 0.893=5.60 KW电动机额定功率 Pcd 约大于 Pd ，由课本第 19 章表 19-1 所示 Y 系列三相异步电动机的技术参数，选电动机额定功率P =7.5cd2.1.3 确定电动机转速卷筒轴工作转速为n二60 x 1000兀D60 x 1000 x 2 ..r mm =兀 x 40095.5 r； minV 带传动的传动比为 2~4单级圆柱齿轮减速一般传动比范围为 3~6则总传动比合理范围为 i=6~24故电动机转速可选范围n ' = i ' - n = （6〜24） x 95.5 r min = 573〜2292r min,d d符合这一范围的同步转速有 750 r/min 、960 r/min 、1440 r/min ， 750r/min 不常用故选择1440 r/min 的电动机。

其相关数据如下：万案电动机型号额定功率Pcd/KW电动机转速n / r/min堵载转矩最大转矩同步转速满载转速额定转矩额定转矩1Y132M-47.5150014402.22.3方案优点：结构简单、带传动易加工、成本低，可吸震缓冲，应用较广泛 缺点:外部尺寸大，带的寿命短，需经常更换2.2 传动装置运动和动力参数的计算2.2.1 计算总传动比及分配传动比根据电动机满载转速n及工作机转速n,可得传动装置所要求的总传动比为 mn 1440I = —m = = 5n 96分配各级传动比为了使 V 带传动外轮廓尺寸不过大,保证各级传动尺寸协调,结构均匀合理取V带传动比i = 3，则1单级斜齿轮减速器的传动比i =522.2.2 计算传动装置各轴的运动和运动参数2.2.2.1 各轴轴转速n = 1440 r. minmI轴n = n = 1440 r. minI mII轴nn = -^ — 480 r min n 3III轴n =^m — 96 r. miniii 152.2.2.2 各轴的输入功率电动机轴输出功率P = 5.6KWdI轴P=P 耳 =5.6 x 0.99 x 0.99KW = 5.449KWid 01II轴P=P 耳 =5.449 x 0.96 x 0.99KW = 5.179 KWni 12III轴PIII=P 耳 =5.179 x 0.99 x 0.99 x 0.99KW = 5.025KWn 232.2.2.3 各轴的输入转矩P 5 6 x 1 x 0 992I 轴 T 二 9550 x + - i 二 9550 x 二 36.40N • mi n 0 oi 1440mII 车由 T = T - i f = 36.40 x 3 x 0.96 x 0.99 = 103.8N • m口 I 1 12III 轴 T = T - i f 二 103.8 x 5 x 0.993 二 503.5N • mIII 口 2 23将上述结果列入表中运动和动力参数轴号功率P /(N - m)转矩T /(N - m)转速n /(r /min)传动比1电动机5.614401I轴5.44936.4014401II轴5.179103.84803III轴5.025503.5965三V带及带轮结构设计1 确定计算功率Pca带式运输机传动系统中第一级用普通 V 带传动。

已知电动机额定功率P - 7.5KW，转速 n = 1440 r min，传动比 i = 3由表8-7查得工作情况系数K = 1.3，故P二K - P二1.3x 7.5二9.75KWA ca A2 选择 V 带的带型根据P =9.75KW、n = 1440rmin，由图 8-11 选用 A 型，ca3 计算大带轮的基准直径并验算带速 V初选小带轮的基准直径d，由表8-6和8-8,取小带轮的基准直径d =90mm 验 算 带 速 V ， 按 式 （ 8-13 ） 验 算 带 的 速 度— nd nV = ―1—60 x 1000兀 x 90 x 144060 x 1000m： s =6.78 ms因5 m s < V < 30m s 故带速合适根据式（8-15a），计算大带轮的基准直径d二id二3 x 90mm二270mm d 2 1 d1根据表8-8，圆周为d二280mmd24确定V带的中心距a和基准长度Ld1） 根据式（8-20），初定中心距a二500mm00.7 x （90 + 270） < a < 2 x （90 + 270）0252 < a < 72002） 由式（8-22）计算带所需的基准长度兀 （d — d ）2 兀 （270 — 90）2L 二 2a + （d + d ） + 归 召 二 2 x 500 + （90 + 270） + mm 二 1581.526mmd0 0 2 d 1 d 2 4a 2 4 x 5000由表8-2选带的基准长度L二1600mm。

d3）按式（8-23）计算实际中心距aa 沁 a + 匕 d0 500 +1600_1581.526 = 509mm 中心短范围为443 ~ 515mm0 2 25 验算小带轮上的包角 1a = 1800 - (d - d )57.-^ = 1800 - (280 - 90)--.^ = 158.6> 9001 d 2 d1 a 5096 计算带的根数 Z(1)计算单根 V 带的额定功率 P r由 d 二 90mm 和 n = 1440 r; min ,查表 8-4a 得 P 二 1.06KW ,根据 d 1 ' 0n = 1440 r min , i =-和 A 型带，查表 8-4b 得 AP = 0.17KW，查表 8-5 得K = 0.945，表 8-2 得 K = 0.99，于是 aLP = (P +AP )-K -K = (1.06 + 0.17)x0.945x0.99 = 1.15KW r 0 0 a LP 9.752)计算V带的根数：Z = ~^a = = 8.48，取9根P 1.15r7计算单根V带的初始拉力的最小值(F )0 min由表8-3得a型带的单位长度质量q=0-1kg /m，所以(F ) = 500(2.5 - Ka)' Pca + qV2 = 500 x (2.5 - 0.945) x 9.75 + 0.1 x 6.782 = 1-6.06N0 min K - Z - V 0.945 x 9 x 6.78a应使带的实际初拉力F > (F)0 0 min8 计算压轴力 FP压轴力的最小值为(F ) = 2Z(F ) -sim == 2-20.75NP min 0 min 2四 斜齿齿轮设计4.1 一级斜齿轮大小齿轮的设计已知输入功率P = P = 5.179，小齿轮转速为n =n = 480r min，齿数比 n 2 n 2 n卩=—= 5，由电动机驱动，工作寿命年限十年，载荷平稳，小批量生产，运输 n链速度允许误差为链速度的±5%。

4.1.1 选精度等级，材料及齿数（1） 选用斜齿圆柱齿轮，由《机械设计》表10—1选择大•小齿轮材料均为 40Cr（调质），并经调质及表面淬火，齿面硬度为48〜55HRC2） 表面淬火，轮齿变形不大，运输机为一般工作机器，速度不高，故精度 等级选用七级精度（3） 选小齿齿数Z = 20,大齿轮齿数Z = 20 x 5 = 10012（4） 选取螺旋角，初选螺旋角0= 144.1.2 按齿面接触强度设计1）确定公式内各计算数值' u ± 1 ZZ.2 X X (—H_E)2① £ 。