一級減速器設(shè)計說明書(20210304152840)

1、一級減速器設(shè)計說明書課題：一級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計學(xué)院：機電工程班級：2015機電一體化（機械制造一班）姓名：陳偉學(xué)號：1558020120104指導(dǎo)老師：童念慈目錄一、設(shè)計任務(wù)書二、電動機的選擇三、傳動裝置運動和動力參數(shù)計算四、V帶的設(shè)計五、齒輪傳動設(shè)計與校核六、軸的設(shè)計與校核七、滾動軸承選擇與校核計算八、鍵連接選擇與校核計算九、聯(lián)軸器選擇與校核計算十、潤滑方式與密圭寸件類型選擇十一、設(shè)計小結(jié)十二、參考資料一、設(shè)計任務(wù)說明書1、減速器裝配圖1張；2、主要零件工作圖2張；3、設(shè)計計算說明書原始數(shù)據(jù)：（p10表1-4）1-A輸送帶的工作拉力;F=2000輸送帶工作速度：V=1.3m/s滾筒直徑

2、：D=180工作條件：連續(xù)單向運載，載荷平穩(wěn)，空載起動，使用期限15年，每年300個工作日，每日工作16小時，兩班制工作，運輸帶速度允許誤差為 5% 傳動簡圖：電動機的選擇工作現(xiàn)場有三相交流電源，因無特殊要求，一般選用三相交流異步電動機。最常用的電動機為丫系列鼠籠式三相異步交流電動機， 其效率高，工作可靠，結(jié) 構(gòu)簡單，維護方便，價格低，適用于不易燃、不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要 求的場合。本裝置的工作場合屬一般情況，無特殊要求。故采用此系列電動機。1. 電動機功率選擇1選擇電動機所需的功率皿廠20001.8c 故 Pw= 3.60 kw工作機實際需要的電動機輸入功率1000其中12 3 4

3、5查表得：1為聯(lián)軸器的效率為0.982為直齒齒輪的傳動效率為0.973為V帶輪的傳動效率為0.964. 5為滾動軸承的效率為0.99故輸入功率3.60Pd=4.09KW0.980.97 0.960.990.99 0.98Pd=pw2. 選擇電動機的轉(zhuǎn)速76.43 r/min60 V卷 100 60 1.8 1000D3.14 450按機械設(shè)計手冊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減速器25，取V帶傳動比i帶3 4，貝卩總傳動比合理范圍為I總=620。故電動機轉(zhuǎn)速 的可選范圍為 n電i總n滾筒(6-20)x76.43=到之間查表得符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960和1420r

4、/min方 案電動機型 號額定功 率(kW電動機轉(zhuǎn)速(r/min )電動機 質(zhì)量(kg)傳動裝置的傳動比同步、卄 +、， 滿載總傳動比V帶傳動單級減速器1Y100L1-45150014203410.8734.962Y132M-1410009604012.462.55.94根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機型號，因此有三種傳動比方案，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，可見第 2方案比較適合所以選擇Y132M1-6額定功率4kw,滿載轉(zhuǎn)速960,功率因素0.773. 傳動比的計算與分配i總=i齒 i帶 960/86=12所以i齒=4 i帶=3三、傳動

5、裝置的運動和動力參數(shù)的計算1. 計算各軸轉(zhuǎn)速電機軸 n=960 （ r/min）主動軸 n匸nm/i 帶=960/2=480（r/min）輸出軸 nll=nl/i 齒=480/6=80（r/min）滾筒轉(zhuǎn)速 nll=80 （ r/min ）2. 計算各軸的功率（KW主動軸 PI=PdXn 帶=3.9 X 0.96=3.744KW輸出軸 PII=PI Xn 軸承Xn 齒輪=3.744 X 0.99 X 0.97=3.6KW3. 計算各軸轉(zhuǎn)矩Tl=9550pl/n1 =9550x3.74/480=74.41KN.mTII =9550pll/n2=9550x3.6/80=429KN.m四、V帶的設(shè)計

6、1.皮帶輪傳動的設(shè)計計算選擇普通V帶輪插機械設(shè)計手冊得：kA=1.2Pd=KAP=1.2 X 4=4.8KW據(jù) Pd=4.8KW和 n1=480r/min查表得：選用A型V帶2. 確定帶輪基準直徑以及中心距的確定取d1=100d2=i帶 d1=3x100=300根據(jù) 0.7(di d2) a。2(di d?)初選中心距為ao=8003. 確定皮帶長度Ld=2a0+ n (dd1+dd2)/2+(dd2 -dd1)2/4a0=2x800+3.14x(100+300)2+ (300-100) 2 4x800=1450.5查機械技術(shù)基礎(chǔ)得選取相近的L=16004確定中心距a ao ( L - Ld)

7、 2=800+ (1600-1450)2=8755. 驗算小帶輪包角a 1=18057.30 Xd2-dd1)/a=180-57.30x200875=165.94120所以包角符合要求6. 計算皮帶輪的根數(shù)P0=0.11Z= Pd/(P0+ P0)Ka KL 查表 P0=0.97 Ka=0.95 KL=1.03=4.80.97+0.11)x0.95x1.03=4.45所以選A型V帶5根皮帶輪五、齒輪的設(shè)計與校核1. 選擇齒輪材料與熱處理所設(shè)計齒輪傳動屬于閉式傳動，通常齒輪采用軟齒面。查閱表1表6-8，選用價格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度260HBS 大齒輪材料也為45

8、鋼，正火處理，硬度為215HBS精度等級：運輸機是一般機器，速度不高，故選8級精度。2. 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由 d1 (6712 x kT1(u+1)/ du c H2)1/3確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動比i齒=4取小齒輪齒數(shù)Z1=20b則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1= 4 x 20=80查表齒寬系數(shù)因為是對稱分布 取 d=1.13. 小齒輪的轉(zhuǎn)矩 T仁9.55 x 106X P1/n仁9.55 x 106X3.744/480=74490N.mm4. 載荷系數(shù)k :取k=1.25. 計算循環(huán)應(yīng)力次數(shù) 許用接觸應(yīng)力c H c H= c Hlim ZN/SHmin 查表：c Hlim仁610Mpac H

9、lim2=500Mpa接觸疲勞壽命系數(shù)Zn：按一年300個工作日，每天24h計算，由公式N=60njt nN仁60x 480X 5X 300x 8=345600000N2=N/u=345600000/4=86400000根據(jù)機械設(shè)計手冊，得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求選取安全系數(shù) SHmi n=1.0c H1= c Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpac H2= c Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/仁525Mpa故得：d1 (6712 x kT1(u+1)/ du c H2)1/3=49.04mm模數(shù)：m=d1/Z仁49.04/20=2

10、.45mm查書可得，取m=2.56.計算齒輪主要尺寸分度圓直徑：d仁mZ1=2.5 20mm=50mmd2=mZ2=2.5x 80mm=200mm齒寬：b= dd1=1.1 x 50mm=55mm取 b2=55mm b仁60mm7 計算齒輪的圓周速度VV=n n1d1/60 x 1000=3.14 x 480x 50/60 x 1000=1.25 m/s因為Vv6m/s,故取8級精度合適.8. 計算齒輪傳動的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+200)/2=125mm9. 驗算齒輪的彎曲強度(1) 復(fù)合齒形因數(shù) YFs查表得：YFS仁4.35,YFS2=3.95(2) 許用彎曲應(yīng)力(T

11、bb= (T bblim YN/SFmin(T取 SFmin(3) 查表得彎曲疲勞極限(T bblim 應(yīng)為：c bblim仁490Mpabblim2=410Mpa(4) 查表得彎曲疲勞壽命系數(shù) YN YN1=1 YN2=1(5) 彎曲疲勞的最小安全系數(shù) SFmin :按一般可靠性要求，=1(6) 計算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為c bb1= c bblim1 YN1/SFmin=490 x 1/1=490Mpac bb2= c bblim2 YN2/SFmin =410 x 1/1=410Mpa(7) 校核計算c bb1= 2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa c bb1c bb2=2kT

12、1YFS2/ b2md仁72.61Mpa c bb2故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠六、軸的設(shè)計與校核1. 選擇軸的材料2. 軸的最小直徑 d 3 9.55 P/n c?3P 取 C=110 或t=30Y 0.2 tV n計算得d 37.73所以取dmin =403. 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。計算dd2 d1 2 （0.070.1） d1=43.648因d2必須符合軸承密封元件的要求，經(jīng)查表，取d2=44mm計算d3d3=d2+( 15)mm=4549mm且 d3必須與軸承的內(nèi)徑一致，圓整d3=45mm初選軸承型號為620

13、9計算d4d4=d3+(15)mm=4650,為裝配方便而加大直徑，應(yīng)圓整為標(biāo)準直 徑，一般取0， 2， 5，8尾數(shù)，取d4=50mm計算d5d5 d4 2a4 d42(0.07 0.1) d445.6 48mm d5=d4+2(0.070.1)xd4=5760取 d5=58mm計算d6d6=d3=45同一軸上的軸承選擇同一型號，以便減少軸承座孔鏜制和減少軸承類型。從動軸長度的選取單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位 采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位， 周向定位 則用過渡配合或過盈配合， 軸呈階狀，左軸承從左

14、面裝入，齒輪 套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。 大帶輪輪轂靠軸肩、平 鍵和螺栓分別實現(xiàn)軸向定位和周向固定?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，安裝齒輪段長度為輪轂寬度小2mmL1=60 L2=50 L3=55 L4=55 L=65 L5=10 L6=704. 從動軸的校核計算按許用應(yīng)力校核軸的彎曲強度軸的受力簡圖(圖A) (L =113mm(1)求支持反力水平面支反力RhaRhb0.5Ft0.51446723 N垂直面支反力RvaRvb0.5Fr0.5526263 N(2)作彎矩圖水平彎矩(圖B)Mhc0.5LFHa0.511372340850N.mm垂直彎矩（圖 C）

15、 Mvc 0.5 LRva 0.5 113 263 14860Nmm（3）求合成彎矩，作出合成彎矩圖（圖 E）Mc, Mhc2 Mvc24860C2 仃68$ 43469N.mm（4）.作扭矩圖（圖D）C 點左 T ON.mmC點右 T JFt d21446336242928 N.mm2 2(5)作危險截面當(dāng)量彎矩圖(圖 E)該軸單項工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動循環(huán)應(yīng)力考慮， 取=0.592 2 2 2Meac .( T) MC .43469 (0.59 242928)149774N.mm(6)校核危險截面軸徑Q45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼調(diào)質(zhì)處理時，查機械設(shè)計基礎(chǔ)min C3 149774 0.1 6

16、0b 650Mp s 360Mp e 280Mp1 b 60 MPa29.2 mmC剖面的軸徑d3 50mm 29.2mm故：強度足夠5. 主動軸校核計算同理d1=c 叵=115x0.3555=35d2=38 d3=40 d4=45 d5=50 d6=40 L1=45 L2=42 L3=46 L4=55 L5=10 L6=42七、滾軸承的選擇與校核計算1. 從動軸的滾動軸承選擇與校核初步選擇6209滾動軸承尺寸如軸承代號尺寸/mmdDB6209458519壽命計劃:要求軸承壽命：(5年，按每年工作365天，每班工作24個小時)L 5 365 24=43800h計算選用軸承壽命查機械零件設(shè)計手冊

17、基本額定動負荷Cr 25.6 KN動載荷系數(shù)X當(dāng)量動載荷PXFr YFa 602.34溫度系數(shù)ft 1載荷系數(shù)fp1.5對球軸承壽命系數(shù)Lh=10660nfQfpP10625.631 100060 117.5891.5 602.34=7254134h43800h所以強度符合要求2. 主動軸的滾動軸承的選擇與校核根據(jù)之前設(shè)計的主動軸直徑初選6208滾動軸承要求軸承壽命：(5年，按每年工作365天，每班工作24個小時)L 5 365 24=43800h計算選用軸承壽命查機械零件設(shè)計手冊基本額定動負荷Cr 18KN動載荷系數(shù)X 1 Y 0當(dāng)量動載荷 P XFr YFa 602.34溫度系數(shù)ft 1載

18、荷系數(shù)fp 1.5對球軸承壽命系數(shù) 36| h= 10ftCr =60n2 fpP1018 1 1000 =634987h43800h60 117.589 1.5 60234所以強度符合要求八、鍵的選擇與校核1材料選擇及其許用擠壓應(yīng)力選擇45號優(yōu)質(zhì)碳素鋼，查機械零件設(shè)計手冊其許用擠壓應(yīng)力jy lOOMPa2. 主動軸外伸端，d=40考慮到鍵在軸中部安裝，選擇平鍵就可以了,且聯(lián)軸器軸長度=62mm故選擇12x8x100 GB/T1096型鍵。b=12h=8L=100靜連接工作面擠壓應(yīng)力jy 2T/0.5hdl2 74410/0.5 8 35 1OO = 10.36MPa jy貝心強度足夠，合適3

19、. 從動軸外伸端，d=50考慮到鍵在軸中部安裝，選擇平鍵就可以 了，故（r/min ）選擇。b=14 L=50 h=9靜連接工作面的擠壓應(yīng)力:2T20.5hdl2 2429580.5 8 32 4977.5MPajyjy 2T2/0.5hdl2 429000/0.5 8 35 50 61.28 jy則：強度足夠，合適九、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=1.3Tc=9550KPil=9550X 13 竺 558.67KN.M m80選用TL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩Tn =600, Tc Tn采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=40,軸孔長度L=112TL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)型號公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N m)許用 轉(zhuǎn)速n/(r - min 1軸孔 直徑 d/mm軸孔 長度L/mm外 徑D/mm材料軸孔類型LT1060036004011265HT200Y型十、潤滑方式以及密封方式的選擇1.潤滑方式、密封方式簡要說明(1) 齒輪的速度小于5m/s查機械零件設(shè)計手冊P981表3 -14-26 , 選用浸油潤滑方式并根據(jù)表3 - 14-27，選用150號機械油；(2) 軸承采用潤油脂潤滑，并根據(jù)表 3 - 14-23選用ZL-3型潤油