蘭州工業(yè)學(xué)院一級圓柱齒輪減速器說明書

1、蘭州工業(yè)學(xué)院機械基礎(chǔ)課程設(shè)計交通工程系 班級：汽電12-1姓名：陳天坤A/傳動系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計原始數(shù)據(jù)：運輸帶的工作拉力F=0.2 KN；帶速V=2.0m/s；滾筒直徑D=400mm（滾筒效率為0.96）。工作條件：預(yù)定使用壽命8年，工作為二班工作制，載荷輕。工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，環(huán)境最高溫度35°。動力來源：電力，三相交流380/220伏。1 、電動機選擇（1）、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機（2）、電動機功率選擇：傳動裝置的總效率： =0.98×0.99 ×0.96×0.99×0.96工作機所需的輸入功率：因為 F=0.2 KN=

2、0.2 KN= 1908N =FV/1000 =1908×2/1000×0.96 =3.975KW電動機的輸出功率： =3.975/0.87=4.488KW使電動機的額定功率P （11.3）P ，由查表得電動機的額定功率P 5.5KW 。、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速： =（60×v）/（2×D/2） =（60×2）/（2×0.2） =96r/min由推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍I =36。取V帶傳動比I =24，則總傳動比理時范圍為I =624。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為n =（624）×96

3、=5762304r/min、確定電動機型號根據(jù)以上計算在這個范圍內(nèi)電動機的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min和1500r/min，綜合考慮電動機和傳動裝置的情況，同時也要降低電動機的重量和成本，最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，根據(jù)所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速確定電動機的型號為Y132S-4 ，滿載轉(zhuǎn)速 1440r/min 。其主要性能：額定功率：5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2，質(zhì)量68kg。2 ,計算總傳動比及分配各級的傳動比（1）、總傳動比：i =1440/96=15 （2）、分配各級傳動比：根據(jù)指導(dǎo)書，取齒輪i =5（單級減速器i=36合理） =15/5=33 、運

4、動參數(shù)及動力參數(shù)計算、計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min） =960r/min =1440/3=480(r/min) =480/5=96(r/min)計算各軸的功率（KW）電動機的額定功率Pm=5.5KW所以P =5.5×0.98×0.99=4.354KW =4.354×0.99×0.96 =4.138KW =4.138×0.99×0.99=4.056KW計算各軸扭矩（Nmm）TI=9550×PI/nI=9550×4.354/480=86.63Nm =9550×4.138/96 =411.645Nm =9550&#

5、215;4.056/96 =403.486NmB/原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1.7KN；帶速V=1.4m/s；滾筒直徑D=220mm。 二、電動機的選擇 1、電動機類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y系列三相異步電動機。 2、確定電動機的功率：（1）傳動裝置的總效率： 總=帶×2軸承×齒輪×聯(lián)軸器×滾筒 =0.96×0.992×0.97×0.99×0.95 =0.86 (2)電機所需的工作功率： Pd=FV/1000總 =1700×1.4/1000×0.86 =2.76KW 3

6、、確定電動機轉(zhuǎn)速：滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速： Nw=60×1000V/D =60×1000×1.4/×220 =121.5r/min 根據(jù)【2】表2.2中推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動比Iv=24，單級圓柱齒輪傳動比范圍Ic=35，則合理總傳動比i的范圍為i=620，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i×nw=（620）×121.5=7292430r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動機型號、如下表方案 電動機型號 額定功率 電動機轉(zhuǎn)速（r/min） 傳動裝置的傳動比 K

7、W 同轉(zhuǎn) 滿轉(zhuǎn) 總傳動比 帶 齒輪 1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63 2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89 綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，比較兩種方案可知：方案1因電動機轉(zhuǎn)速低，傳動裝置尺寸較大，價格較高。方案2適中。故選擇電動機型號Y100l2-4。 4、確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機型號為 Y100l2-4。其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。課題題目及主要技術(shù)參數(shù)說明主要參數(shù)說明 輸送帶的最大有效拉力F=1

8、150N，輸送帶的工作速度V=1.6 m/s，輸送機滾筒直徑D=260 mm。傳動系統(tǒng)工作條件要，求減速器設(shè)計壽命為8年，大修期為3年，批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為380/220V。傳動系統(tǒng)方案的選擇計 算 及 說 明結(jié)果減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算1 減速器結(jié)構(gòu)本減速器設(shè)計為水平剖分，封閉臥式結(jié)構(gòu)。2 電動機選擇（一）工作機的功率Pw =FV/1000=1150×1.6/1000=1.84kw（二）總效率 = =（三）所需電動機功率 查機械零件設(shè)計手冊得 Ped = 3 kw電動機選用 Y112M-4 n滿 = 1420 r/min3 傳動比分配 工作機的轉(zhuǎn)速n=60

9、5;1000v/（D） =60×1000×1.6/(3.14×260) =117.589r/min 取 則3 動力運動參數(shù)計算（一）轉(zhuǎn)速n電動機選用：Y100L2-4=4.025計 算 及 說 明結(jié)果=1420（r/min）=/=/=1420/3=473.333（r/min） =/=473.333/4.025=117.589（r/min） =117.589（r/min） （二） 功率P （三） 轉(zhuǎn)矩T =14.126(Nm) = 158.872(Nm) = 155.710(Nm ) 計 算 及 說 明結(jié)果將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kW N /(r.min-1

10、) /(Nm) i 02.100142014.126 30.96 11.974473.33340.684 21.916117.589158.8724.0250.97 31.875117.589155.71010.98齒輪的設(shè)計計算4.1 齒輪材料和熱處理的選擇 小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB236 大齒輪選用45號鋼，正火處理，HB1904.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算 按照接觸強度初步設(shè)計齒輪主要尺寸 由機械零件設(shè)計手冊查得 ,SHlim = 1 由機械零件設(shè)計手冊查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1 由 計 算 及 說 明結(jié)果 （一）小齒輪的轉(zhuǎn)矩 （二） 選載

11、荷系數(shù)K 由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩(wěn)，齒輪在兩軸承間對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取K1.1（三） 計算尺數(shù)比， =4.025（四） 選擇齒寬系數(shù)， 根據(jù)齒輪為軟齒輪在兩軸承間為對稱布置。查機械原理與機械零件教材中表得，取1（五） 計算小齒輪分度圓直徑，計 算 及 說 明結(jié)果766=766 = 44.714( mm)（六） 確定齒輪模數(shù)m m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)×185.871，取m=2（七） 確定齒輪的齒數(shù)和 取 Z1 = 24 取 Z2 = 96（八）實際齒數(shù)比 齒數(shù)比相對誤差 <±2.5% 允許

12、（九） 計算齒輪的主要尺寸 Z1 = 24Z2 = 96=48mm=192mm計 算 及 說 明結(jié)果 中心距 齒輪寬度 B1 = B2 + (510) = 5358(mm) 取B1 =57 (mm) （十）計算圓周轉(zhuǎn)速v并選擇齒輪精度 查表應(yīng)取齒輪等級為9級，但根據(jù)設(shè)計要求齒輪的精度等級為7級。齒輪彎曲強度校核（一） 由421中的式子知兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力 （二） 計算兩齒輪齒根的彎曲應(yīng)力 由機械零件設(shè)計手冊得=2.63，=2.19，比較的值 /=2.63/244=0.0108>/=2.19/204=0.0107 計算大齒輪齒根彎曲應(yīng)力為a=120mmB1=57mmB2=48mm V=1

13、.1890(m/s)定為IT7 計 算 及 說 明結(jié)果 齒輪的彎曲強度足夠齒輪幾何尺寸的確定（1）齒頂圓直徑 由機械零件設(shè)計手冊得 h*a =1 c* = 0.25（2）齒距 P = 2×3.14=6.28(mm)齒根高 齒頂高 齒根圓直徑（3）齒輪系數(shù)=中心距/齒寬=a/b，由機械基礎(chǔ)課本P183表 6-6取a=0.4（4） 載荷系數(shù)K由機械基礎(chǔ)課本P183表 6-5，取K=1.2（5）小齒輪軸上傳遞的扭矩T1P小=P電×帶=11×0.95=10.45KWn1=1460r/i帶=1460/3=487r/min T1 = 9.550×106 P1/n1=

14、9.550×106×（7.9/487）N.mm=154918N.mm，a(u+1) （334/H2）2×（KT1/au）1/3，a193mm齒輪尺寸的強度計算以中心距校核（6）確定齒輪的主要參數(shù)確定小齒輪齒數(shù)因為是閉式軟齒輪而齒輪其失效形式為點蝕，所以取齒數(shù)不能太小，故在（20-40）范圍內(nèi)，取Z1=30,.式中Z2=Z1×i齒=30×3.5=105確定模數(shù)amin=（d1+d2）/2=m（Z1+Z2）/2m=2amin/（Z1+Z2）=2×193/（30+105）=2.8mm 取模數(shù) m=3齒輪的幾何尺寸齒距： P=m=3.14&#

15、215;3=9.42mm齒厚： S =m/2=3×3.14/2=4.71mm齒寬： e =m/2=3×3.14/2=4.71mm齒頂高： ha =ha*m=1×3=3 mm齒根高： hf =(ha*+c*)m=（1+0.25）×3=3.75mm全齒高： h =ha+hf=3+3.75=6.75 mm分度圓直徑： d1 =mz1=3×30=90 mmd2 =mz2=3×105=315 mm，齒頂圓直徑： da1 =d1+2ha=90+2×3=96 mmda2 =d2+2ha=315+2×3=321 mm齒根直徑： d

16、f1 =d1-2hf=90-2×3.75=82.5 mm，df2 =d2-2hf=315-2×3.75=307.5 mm中心距： a =（m/2）×（Z1+Z2）=（3/2）×（30+105）=202.5mm齒輪寬度 查機械基礎(chǔ)課本P183表 6-6，得d=1.2由b=d1.2×60=72mm 取b2=72mm得 b1=b2+5=72+5=77mm 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑 d=50輪轂直徑 =1.6d=1.6×50=80輪轂長度 輪緣厚度 0 = (34)m

17、 = 68(mm) 取 =8輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=196-2×4.5-2×8強度足夠=54mm=196mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf=2.5mmha=2mmdf1=43mmdf2=187mm計 算 及 說 明結(jié)果= 171(mm)取D2 = 170(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.3×48=14.4，取c=15(mm)腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(170+80)=125(mm)腹板孔直徑=0.25（-）=0.25（170-80）=22.5(mm) 取=20(mm)齒輪倒角n=0.5m=0.5×2=1齒輪工作如圖2所示：

18、計 算 及 說 明結(jié)果軸的設(shè)計計算5.1 軸的材料和熱處理的選擇由機械零件設(shè)計手冊中的圖表查得選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB217255=650MPa =360MPa =280MPa5.2 軸幾何尺寸的設(shè)計計算按照扭轉(zhuǎn)強度初步設(shè)計軸的最小直徑從動軸=c=115=29.35考慮鍵槽=29.35×1.05=30.82選取標(biāo)準(zhǔn)直徑=32軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動軸和從動軸均設(shè)計為階梯軸。軸的強度校核從動軸的強度校核 圓周力 =2000×158.872/192=1654.92徑向力 =tan=1654.92×tan20°

19、;=602.34 由于為直齒輪，軸向力=0作從動軸受力簡圖：（如圖3所示）D2=32mm計 算 及 說 明結(jié)果L=110mm =0.5=0.5×1654.92=827.46=0.5L=827.46×110×0.5/1000=51.72=0.5=0.5×602.34 =301.17=0.5L=501.17×110×0.5/1000=36.4 轉(zhuǎn)矩T=158.872 校核=55.04 =118.42 由圖表查得，=55MPa d10=10=29.21(mm) 考慮鍵槽d=29.21mm < 45mm 則強度足夠軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇

20、6.1 軸承的選擇及校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列深溝球軸承主動軸承根據(jù)軸頸值查機械零件設(shè)計手冊選擇6207 2個（GB/T276-1993）從動軸承6209 2個（GB/T276-1993）壽命計劃：從動軸承 2個計 算 及 說 明結(jié)果兩軸承受純徑向載荷P=602.34 X=1 Y=0從動軸軸承壽命：深溝球軸承6209，基本額定功負(fù)荷=25.6KN =1 =3=10881201預(yù)期壽命為：8年，兩班制L=8×300×16=38400<軸承壽命合格6.2 鍵的選擇計算及校核（一）從動軸外伸端d=42，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵10×40 GB/T

21、10962003，b=16，L=50，h=10，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPa=82.75<則強度足夠，合格（二）與齒輪聯(lián)接處d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上，選鍵14×52 GB/T10962003，b=10mm，L=45mm，h=8mm，選45號鋼，其許用擠壓應(yīng)力=100MPa=45.392<則強度足夠，合格從動軸外伸端鍵10×40 GB/10962003與齒輪聯(lián)接處鍵14×52 GB/T10962003計 算 及 說 明結(jié)果6.3 聯(lián)軸器的選擇 由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟問題，選用彈性套柱聯(lián)軸器K=1.3=9550=9550×=202.290選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=250，<。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=3240，選d=35，軸孔長度L=82TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器型號公稱轉(zhuǎn)矩T/(N·m)許用轉(zhuǎn)速n/（r·軸孔直徑d/mm軸孔長度L/mm外徑D/mm材料軸孔類型鍵槽類型TL625033003582160HT200Y型A型第七章 減速器潤滑、密封及附件的選擇確定以及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算及裝配圖潤滑的選擇確定 潤滑方式1.齒輪V=1.212 m/s 應(yīng)用噴油潤滑，但考慮成本及需