一級齒輪減速器

重慶機電職業(yè)技術學院課程設計說明書設計名稱： 機械設計基礎題目： 帶式輸送機傳動裝置學生姓名： 李峻 專業(yè)： 機電一體化技術班 級： ―2010級3班學 號： 1260720130692 指導教師： —李湘 日 期：2011年11月 22日重慶機電職業(yè)技術學院課程設計任務書機電一體化專業(yè)2010級年級3班一、設計題目帶式輸送機傳動裝置二、主要內容運輸帶工作拉力F=3.5KN運輸帶工作速度V= 1.8m/卷筒直徑D=400mm工作條件：（1）工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)，運輸帶速度允許誤差為±5%；（2） 使用折舊期：五年；（3） 動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；（4） 滾筒效率：0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）。表1-2原始數據參數題號12345運輸帶工作拉力F/（KN）3.23.43.52.82.6運輸帶工作速度V/（m/s）1.51.61.81.51.4卷筒直徑D/（mm）400400400450450參數題號678運輸帶工作拉力F/（N）2.42.22.1運輸帶工作速度V/（m/s）1.51.41.5卷筒直徑D/（mm）400400500三、具體要求本課程設計要求在2周時間內完成以下的任務：（1） 繪制減速器裝配圖1張（A2圖紙，手工繪圖）;（2） 設計計算說明書1份，約3000字左右。

四、進度安排1指導老師介紹課程設計注意事項0.52擬定設計方案0.53傳動件和軸的設計計算14畫裝配圖35編寫設計說明書1次序設計內容時間分配（天）五、成績評定指導教師簽名日期年—月—日系主任審核日期年―月—日TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 設計任務分析 4\o"CurrentDocument"二、 帶式輸送機傳動裝置總體方案的設計 41帶式輸送機傳動裝置零部件設計一、 電機的選擇 4\o"CurrentDocument"二、 齒輪的設計 5三、 軸的設計 9\o"CurrentDocument"四、 軸上其他零件的設計 11\o"CurrentDocument"五、 輸出軸上的強度校核 12\o"CurrentDocument"六、 鍵的選擇 14\o"CurrentDocument"七、 總結 15、設計任務分析本課題主要的目的是為了將學過的基礎理論知識進行綜合應用，培養(yǎng)結構設計，計算能力，熟悉一般的機械裝置過程。二、帶式輸送機傳動裝置總體方案設計的設計1帶式輸送機傳動裝置零部件設計一、電機的選擇選擇電動機的類型按工作要求選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，電壓380V。選擇電動機的容量電動機所需工作功率為pd=pw/nnw=60X1000V/nD=(60X1000X1.8)/(nX400)=85.99r/min其中閉式齒輪傳動效率n1=0.97；V帶傳動效率n2=0.96；滾動軸承效率(2對)n3=0.99；聯(lián)軸器效率n4=0.99；滾筒效率n5=0.96代入得傳動裝裝置總效率：n=n9n?nm,=0.8671 ，1，2，3，4，5工作機所需功率為：Pw二FV/1000=3500X1.8：1000=6.3Kw則所需功電動機率：Pd=Pw/n=6.33.867=7.27Kw因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率Ped略大于Pd即可由《機械設計基礎實訓指導》附錄5查得Y系列電動機數據，選電動機的額定功率為7.5KW。確定電動機轉速卷筒軸工作轉速：由nw=85.99r/min,V帶傳動的傳動比i1=2~4;閉式齒輪單極傳動比常用范圍為i2=3?10,則一級圓柱齒輪減速器傳動比選擇范圍為：【總=i1Xi2=6~40故電動機的轉速可選范圍為nd=nwX!總=85.99X(6~40)=515.94r/min~3439.6r/min符合這一范圍的同步轉速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min?？晒┻x擇的電動機如下表所示：方案電動機型號額定功率Kw同步轉速/滿載轉速nm(r/min)1Y132S2—27.53000/29002Y132M—47.51500/14403Y160M—67.51000/9704Y160L—87.5750/720則可選用Y132M—4電動機，滿載轉速為1440r/min，額定功率為7.5Kw二、齒輪的設計（1） 總傳動比Iz=1440：85.99=16.75V帶的傳動比為i1=3減速器的傳動比為i2=Iz/i]=16.75；3=5.58（2） 運動和動力參數的計算0軸（電動機軸）P0=Pd=7.5Kwn0=nd=1440r/minT0=9550XP0/n0=9550X7.5：1440=47.74N.m1軸（高速軸即輸入軸）P1=P0Xn2=7.5X0.96=7.2Kwn1=n0/i1=1440^3=480r/minT1=9550XP1/n1=9550X7.2：480=143.25N.m2軸(低速軸即輸出軸)P3=P1n1n3=7.2X0.97X0.99=6.91Kwn2=n]/i2=480：5.58=86.02r/minT2=9550XP2/n2=9550X6.91：86.02=767.15N.m根據以上數據列成表為:軸名功率P/Kw轉距T/N.m轉速n/(r/min)傳動比電動機軸7.547.7414401軸7.2143.2548032軸6.91767.1586.025.58已知電動機額定功率P=7.5Kw,轉速1440r/min，各軸的轉速如表:轉動軸電機軸（0軸）輸入軸（1軸）輸出軸（2軸）轉速n144048081.21齒數比35.91電動機驅動，工作壽命年限為5年，兩班制工作，連續(xù)單向運轉，載荷較平穩(wěn)。1、 選擇齒輪的精度等級、材料輸送機為一般工作機器，轉動速度不高，為普通減速器，故選用8精度（GB10095-88），要求齒面經粗糙度Ra^3.2~6.3pm。選擇小齒輪材料為45鋼（調質），其硬度為250HBS，大齒輪為45鋼（正火），其硬度選為200HBS。2、 按齒面解除疲勞強度設計、轉矩T1T1=9.55X106P1/n1=9.55X106X7.2^480=1.43X105N.mm、載荷系數K及材料的彈性系數ZEE查表7-10取K=1，查表7-11取Ke=189.8MPa1/21/2、齒數Z1和齒寬系數甲d取小齒輪的齒數Z]=30,則大齒輪的齒數Z2=Z]Xi=30X5.58=167.4，取Z2=166。對稱布置、軟齒面，查表7-14取甲d=1④、許用接觸應力【。H】由圖7-25查得。Hlim1=600MPa,°Hlim2=550MPaN1=60njLh=60X480X1X(5X52X5X16)=5.99X108N2=N]/i=5.99X108：8.58=1.07X108由圖7-24查得ZN1=1.03ZN2=1.15（允許有一點點蝕）由表7-9查得SH=1根據一下公式可得【°H】1=(ZN1X°Hlim1)/SH=(1.03X600)-1=618MPa【°H】2=(ZN2X°Hlim2)/Sh=(1.15X550)：1=633MPad ：票土了*=；3?u 。h \：lx1.43X1°5X(5.58+1)(3.52xd ：票土了*=；3?u 。h \1x5.58 618m=d]/z1=89.9+30=1.94mm由表7-2取標準模數m=2mm3、主要尺寸計算d=mz=2x30=60mmd=mz=2x166=332mmb=wd=1x60=60mm經圓整后取b2=60mm,b1=b2+5=65mmd=d+2h=(30+2)x2=64mmd=d+2h=(166+2)x2=336mmd、=d]—2h=(30-2x1-2x0.25)x2=55mmdf2=d2-2hf=(166-2x1-2x0.25)x2=327mma=0.5m(Z1+Z2)=0.5X2X(30+166)=196mm4、 按齒根彎曲疲勞強度校核齒形系數yf由表7-12查得YF1=2.54,YF2=1.85應力修正系數YSS由表7-13查得'=1.63,Y2=1.85許用彎曲應力Lf]由圖7-26查得。Flim1=445,。Flim2=335由表7-9查得Sf=1.3由圖7-23查得YN1=0.89,YN2=0.95則【。F】1=YN1XaFlim1/SF=0.89X445：1.3=304.65MPaLaF】2=YN2XaFlim2/SF=0.95X335：1.3=244.5MPa故b=Y?Y(2KT)/(bm2z)=2.54x1.63x2x1x1.43x105/(60x22x30)F1 F1S1 1 1=164.56MPa<lbJ=304.65MPab=b?Y?Y/Y?Y=164.56x2.15x1.85/2.45x1.63=158.09<b]F2 F1 F2S2F1 S1 F2=244.8MPa齒根彎曲疲勞強度校核合格5、 驗算齒輪的圓周速度vV=兀叩1="60x480=1.51m.60x1000 60x1000由表7-7可知，選8精度是合適的。根據以上數據可以制成表格：齒輪參數模數m=2齒數z=30z=166齒頂圓直徑d1=64d2=336壓力角a=20o齒根圓直徑df1=55df2=327中心距a=196分度圓直徑d1=60d2=332齒輪寬度b、=65b2=606、選擇潤滑方式閉式齒輪傳動，齒輪的圓周速度v^12m/s,常將大齒輪的齒輪浸入油池中進行浸油潤滑（推薦使用中負荷工業(yè)齒輪油，潤滑油運動粘度Vc=120mm/s,Vc=23mmis）三、軸的設計1、高速軸（1軸）的設計確定軸的最小直徑由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬中小功率，故選45鋼并經調質處理，由表11-1查得A=110，于是得d=P=110x3：E=27.12mmmin3n3480可將其軸徑加大5%，即d=27.12x105%=28.476mm，所以d=30mm。軸的結構設計軸的左端d=d=30mm；0.07d<h<0.1d，故h=3mm，d=36mm；因軸承受到徑向力的作用，故選用深溝球軸承。0基礎游隙組、標準精度級的深溝球軸承6008，其尺寸為dxDxB=40x68x15。，所以d=d=40mm；0.07d<h<0.1d，故h=4，d=48mm。3 1 3 1 4取L=40mm；取螺釘直徑d'=8，在軸3和5處加套筒，套筒的厚度為1t=2mm，l=30mm，d=40mme=1.2d'=1.2x8=9.6mm即e=10mm，m=e>e=10mm，L2=l]+e+m=40mm，L2略大為42mm；為了讓軸承起鞏固作用，所以3軸要比軸承小1~2mm，L3=B+1套=15+30-2=43mm，L5=45mm；齒輪與高速軸采用一體加工的方式則L=65mm。所以L=L+L+L+L+L=235mm4 總1 1 2 3 4 51軸結構如圖所示:2、低速軸（2軸）的設計確定軸的最小直徑:6.913 =47.4mm86.02由已知條件可知此減速器傳遞的功率屬中小功率，故選45鋼并經調質處理，由表11-1:6.913 =47.4mm86.02dmin.'-=110dminI：n可將其軸徑加大5%，即d=47.4x105%=49.77mm，所以取d=50mm。軸的結構設計軸的右端d=d=50mm；0.07d<h<0.1d，故h=4mm，d=58mm；因軸承受到徑向力的作用，故選用深溝球軸承。0基礎游隙組、標準精度級的深溝球軸承6013，其尺寸為dxDxB-65x100x18，所以d=d=65mm；0.07d<h<0.1d，故h=5，d=75mm；4 1 4 1 30.07d<h<0.1d，故h=6,d=87mm。3 2 3 2 2取L=60mm；取螺釘直徑d'=8，6e=1.2d'=1.2x8=9.6mm即e=10mm,m=e>e=10mm，L5=〈+e+m=40mm，此處軸略長，L5=42mm；軸段1處安裝套筒，套筒的厚度為t=3mm，l套=17mm，d=65mm，L=B+[套=18+17=35mm，4處安裝套筒，套筒的厚度為t]=7mm，l套2=30mm，d=65mm，為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度少1~2mm，所以 L4=l套+B-2+2=48mm；大齒輪的寬度為60則，L3=60-2=58mm；L2略小于△,所以L2=13mm，所以L=L+L+L+L+L+L=256mm總2 1 23 45 62軸的結構如圖所示：四、軸上其他零件的設計軸承端蓋的厚度為20mm，根據軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器和V帶輪右端面間的距離均為L=35mm空V帶輪的計算p=KPd=7.5Kw與氣=1440r/min，由圖6-7知選用人型普通V帶確定帶輪的基準直徑并校驗帶速由表6-2查得，小帶輪基準直徑為75mm,d=100>d.，i=—d2=3，所以d=300mm，由表6-2得，d=315mmd1d i-i誤差驗算傳動比：i= d2 =3.15，i’=—x100%=5%，符合誤d(1-s) i帶速：v=“dd1"17.536ms，滿足5ms<v<25~30mis，故驗算帶速合適60x1000確定中心距、帶的基準長度并驗算小輪包角

0.7(d+d)<a<2(d+d) ,d1 d2 0d1 d2 所以292.5<a0<830,選取。0=500mm'兀,L=2a+~兀,L=2a+~(d+d)+(dd1-dd2)2d2 4a0=1674.663mm,由表6-3得：L=1600mm

d實際中心距：a實際中心距：a=a+ ——匕=537.33mm0 2a=180。-dd2—dd1x57.3。=157.07?！?20。，符合要求TOC\o"1-5"\h\z1 a⑤Z^昌= P ，查表6-5,P=1.31Kw；查表6-6AP=0.17；PJ（P+AP）KK 0 00 0 0aL查表6-3，Kl=0.99；查表6-7，Ka=0.938，所以Z=5.5,3取整數為5根。3）確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為2x45。，各軸肩的圓角半徑為1.5。五、輸出軸上的強度校核1、已知p=6.91Kw，n=86.02min

所以T=9.55x106Pn=767152.99N.mm2軸的兩個軸承的跨度L=35+13+60+30=138mm則：2T軸上直齒輪的軸向力F=—=17635.7Ntd2徑向力Fr=Ftan20。=徑向力Frt軸承支反力Fh=Fbh=F=176；5；7=8817.9N.mm(如圖2)

r-hr-hFIH截面在水平方向的彎矩為M=69xF=69x8817.9=608435.1N.mm截面在錘子方向的彎矩為M廣69xF^=69x3174.5=219040.5N.mm合成彎矩為：M="M2+M2=646662.2N.mm（如圖4）1c2彎矩產生扭剪力按脈動循環(huán)變化，取a=0.6，截面C處的當量彎矩：M=、：M2+(at)2=、,646662.22+(0.6x767152.99)2=793750.9N.mm軸的應力：W=0W3=0.1X753=42187.53 3M793750.9?=涉?=421875=18.8MPa（如圖5）軸的材料為45鋼，調至處理，?]=200MPa,氣v&l