1、一級圓柱齒輪減速器設計任務書第一章課題題目及主要技術參數說明1.1 課題題目帶式輸送機傳動系統中的減速器。要求傳動系統中含有單級圓柱齒輪減速器及 V帶傳動。1.2主要技術參數說明輸送帶的最大有效拉力 F=2KN，輸送帶的工作速度 V=0.9 m/s，輸送機滾筒直徑 D=300 mm。1.3傳動系統工作條件帶式輸動機工作時有輕微震動，經常滿載。空載起訂，單向運轉，單班制工作（每班工作 8小時），要求減速器設計壽命為5年 ( 每年按 300天計算 )三相交流電源的電壓為 380/220V。1.4傳動系統方案的選擇圖 1帶式輸送機傳動系統簡圖專業 .專注第二章減速器結構選擇及相關性能參數計算2.1減

2、速器結構本減速器設計為水平剖分，封閉臥式結構。2.2電動機選擇（一）工作機的功率PwPw =FV/1000=20000.9/1000=1.8kw（二）總效率總3總=帶齒輪聯軸器滾筒軸承=0.96 0.98 0.99 0.96 0.99 0.99 0.99=0.868（三）所需電動機功率PdPdPw /總1.8/0.86862.073(KW )查機械零件設計手冊得P ed = 3 kw電動機選用 Y2-132S-8n 滿 = 705 r/min2.3傳動比分配工作機的轉速 n=601000v/ （D）=6010000.9/(3.14300)=57.325r/mini總n滿 / n935 / 57

3、.32512.298取i帶3則 i齒i 總 / i 帶24.771/34.099電動機選用：Y2-132S-8i 帶3i 齒 =4.099專業 .專注計算及說明結果2.4動力運動參數計算（一）轉速 nn0 = n滿 =705（r/min ）n I= n 0/ i 帶 =n 滿 /i 帶 =705/3=235（ r/min）nII= nI / i齒 =235/4.099=57.331（r/min ）nIII =nII =57.331 （r/min ）（二）功率 PP0Pd2.073(kw)P1P0帶2.0730.961.990()kwP2P1齒輪軸承1.9900.98 0.99 1.931(kw

4、)P3P2聯軸器軸承1.9310.99 0.99 1.893(kw)（三）轉矩 TT09550P0 / n095502.073/1420=13.942(Nm)T1T0 帶i帶13.9420.96340.153(N)mT2T1 齒輪軸承 i齒40.1530.98 0.994.099= 161.182(N m)T3T2 聯軸器軸承 i齒帶 161.182 0.99 0.99 1= 157.974(N m )專業 .專注計算及說明結果將上述數據列表如下：軸號功率NT /P/kW/(r.min-1 )(Nm)i02.07370513.94230.9611.99023590.15321.93157.33

5、1161.1824.0990.9731.89357.3331157.97410.98第三章 V 帶傳動設計3.1 確定計算功率查表得 KA=1.1，則PC=3.3KWPC=KAP=1.1 3=3.3KW3.2 確定 V 帶型號選用 B型按照任務書得要求，選擇普通V 帶。普通 V帶根據 PC=3.3KW及 n1=235r/min ，查圖確定選用B 型普通 V 帶。3.3確定帶輪直徑dd1=140m（1）確定小帶輪基準直徑m根據圖推薦，小帶輪選用直徑范圍為112140mm，選擇 dd1=140mm。 v（2）驗算帶速=5.17 m/s, 帶速合v =d d 1n1=140 705 =5.17m/s

6、適60 1000600005m/sv 25m/s, 帶速合適。（3）計算大帶輪直徑專業 .專注dd2= i d d1（1- ） =3140（ 1-0.02 ） =411.6mm 根據 GB/T 13575.1-9 規定，選取 dd2=400mm3.4 確定帶長及中心距（1）初取中心距 a00.7 dd1dd 2a02 dd1 dd2得 378 a0 1080， 根據總體布局，取 ao=800 mm(2) 確定帶長 Ld ：根據幾何關系計算帶長得dd1d d 22Ldo 2a0dd1 d d 24a021402=2 800140 4004004=2469.36mm2800根據標準手冊，取Ld =

7、2500mm。(3) 計算實際中心距L d- L d0=8002500 - 2469.36a a02=815.32mm23.5. 驗算包角1180dd 2d d157.3a3 =161.73 120，包角合適。815.323.6. 確定 V 帶根數 ZZ (PPcP )KKL00根據 dd1=140mm及 n1=705r/min ，查表得 P0=1.64KW,P0=0.22KW中心距 a=815.32mm包角 =161.73 包角合適161 .73K=1.25 (1 5 180) =0.956KL=1+0.5(lg2500-lg2240)=1.024dd2=411.6

8、mm取ao=800mm取Ld=2500mm中心距a=815.32mm包角 =161.73包角合適專業 .專注則 Z3.3=1.737 ，取 Z=2(1.86) 0.9561.0243.7.確定粗拉力 F00Pc( 2.51)qv 2F =500 vZK查表得 q = 0.17/m, 則F0=5003(2.51) 0.17 5.172=98.26N5.1750.9563.8. 計算帶輪軸所受壓力QQ=2ZFsin1=2298.26 sin161 .73=388N022第四章齒輪的設計計算4.1齒輪材料和熱處理的選擇專業 .專注小齒輪選用 45 號鋼，調質處理， HB 236大齒輪選用 45 號鋼

9、，正火處理， HB 1904.2齒輪幾何尺寸的設計計算按照接觸強度初步設計齒輪主要尺寸由機械零件設計手冊查得580MP ,530MP ,S= 1H lim 1aH lim 2aHlimF lim 1215MPa ,F lim 2200MPa , SF lim1n1 / n2 235 / 57.3314.099由機械零件設計手冊查得ZN1= ZN2= 1YN1 = YN2 = 1.1由H lim 1 Z N 15801H 11580MPaSH limH lim 2 ZN 25301H 21530MPaSH lim專業 .專注計算及 說明結果F lim 1YN12151.1244 MPaF 11S

10、F limF lim 2YN 22001.1204MPaF 21SF lim（一）小齒輪的轉矩 T IT9550 P / n95501.990/23580.870( N m)111（二） 選載荷系數 K由原動機為電動機， 工作機為帶式輸送機， 載荷平穩，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）計算尺數比=4.099（四）選擇齒寬系數d根據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d 1（五）計算小齒輪分度圓直徑d 1專業 .專注計算及說明結果331.190.153(4.099 1)d1 766KT I (u 1)=766d H 2 2

11、u1 53024.099= 47.103( mm)（六）確定齒輪模數mad1 147.103 1 4.099 120.089 mm22m =(0.007 0.02)a = (0.007 0.02) 198.764取 m=2（七）確定齒輪的齒數Z1 和 z2d147.10323.552取 Z 1=24Z12mZ2Z14.099 24 98.376取 Z2=100= 24Z1Z2= 100（八）實際齒數比 Z2 100 4.167 Z1 24齒數比相對誤差0.017 YF 2 /F 2 =2.19/204=0.0107計算大齒輪齒根彎曲應力為結果a=128mmB1=57mmB2=48mmV=0.5

12、90(m/s)定為 IT7專業 .專注計算及說明2000KT1YF1200090.153 2.65F 1482224B2m2 Z1103.692(MPa )F1齒輪的彎曲強度足夠齒輪幾何尺寸的確定齒頂圓直徑 da*由機械零件設計手冊得h a =1 c= 0.25d a1d12ha1Z12ham(242 1)254(mm)d a2d22ha2Z22ha m(10021)2204(mm)齒距P = 23.14=6.28(mm)齒根高h fh acm2.5(mm)齒頂高hah a m122(mm)齒根圓直徑 d fd f 1d12h f482 2.543(mm)d f 2d22h f20422.51

13、99(mm)4.3齒輪的結構設計小齒輪采用齒輪軸結構， 大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結構大齒輪的關尺寸計算如下：軸孔直徑d=50( mm)輪轂直徑D1 =1.6d=1.6 50=80(mm)輪轂長度LB248(mm)輪緣厚度 0 = (3 4)m = 6 8(mm)取0 =8輪緣內徑D 2 = d a 2 -2h-20=204-24.5-2 8結果強度足夠d a1=54mmd a 2 =204mmh=4.5mmS=3.14mmP=6.28mmhf =2.5mmha=2mmdf1 =43mmdf2 =199mm專業 .專注計算及說明結果= 179(mm)取 D2 = 180(mm)腹板厚度c=0.

14、3B2 =0.3 48=14.4取 c=15(mm)腹板中心孔直徑D 0 =0.5( D1 + D2 )=0.5(80+180)=130(mm)腹板孔直徑 d0=0.25 （ D 2 - D1 ） =0.25 （180-80 ）=25(mm)取 d0 =25(mm)齒輪倒角 n=0.5m=0.5 2=1專業 .專注計算及說明結果專業 .專注第五章軸的設計計算5.1軸的材料和熱處理的選擇由機械零件設計手冊中的圖表查得選 45 號鋼，調質處理， HB217255b =650MPas =360MPa1 =280MPa5.2軸幾何尺寸的設計計算按照扭轉強度初步設計軸的最小直徑33D =25mm1主動軸

15、 d1 =cP1=1151.990 =23.44D2=39mmn123533從動軸 d 2 =cP21.931=37.14=11557.331n2考慮鍵槽 d1 =23.44 1.05=24.612考慮鍵槽 d 2 =37.14 1.05=38.996選取標準直徑 d1 =25 mm選取標準直徑 d 2 =39 mm軸的結構設計根據軸上零件的定位、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計為階梯軸。軸的強度校核主動軸的強度校核圓周力F t = 2000T2 =2000158.872/204=1557.57 N d 2徑向力Fr = F t tan =1557.57 tan20

16、=566.909 N由于為直齒輪，軸向力Fa =0作主動軸受力簡圖：（如下圖所示）專業 .專注L=98mmRHA = RHB =0.5 F t =0.5 3339=778.785 ( N )M HC=0.5RHAL=778.785980.5/1000=38.16 ( N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.5 566.909=283.455 ( N m)專業 .專注M VC=0.5RVAL=283.455980.5/1000=13.89 ( N m)轉矩 T=90.153 ( Nm)校核MC= MHC2M VC2 = 38.16213.892 =38.2 (N m)M e = M C

17、2aT 2 =38.220.690.153 2=66.22 (N m)由圖表查得，1 b =55MPa33M e66.22d 10=10=10.64(mm)0.1 1 b0.1* 55考慮鍵槽 d=10.64mm 25mm則強度足夠從動軸的強度校核圓周力F t = 2000T2 =2000158.872/204=1557.57 N d 2徑向力Fr = F t tan =1557.57 tan20 =566.909 N由于為直齒輪，軸向力Fa =0受力簡圖：（如下圖所示）專業 .專注專業 .專注L=98mmRHA = RHB =0.5 F t =0.5 1557.57=778.785 ( N

18、)M HC=0.5RHAL=778.785980.5/1000=38.16 ( N m)RVA = RVB =0.5 Fr =0.5 566.909 =283.455 ( N m)M VC=0.5RVAL=283.455980.5/1000=14.134 (N m)轉矩 T=161.182 (N m)校核MC= MHC2M VC2 = 38.162 14.1432 =40.697 ( N m)M e = M C2aT 2 = 40.69720.6 161.182 2 =104.923 ( N m)由圖表查得，1 b =55MPa3d10M0.13e=10104.923 =26.72(mm)1

19、b0.1* 55考慮鍵槽 d=26.72mm 39mm則強度足夠專業 .專注計算及說明結果第六章軸承、鍵和聯軸器的選擇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軸頸值查機械零件設計手冊選擇 6207 2 個（GB/T276-1993）從動軸承 6209 2 個（GB/T276-1993）壽命計劃：兩軸承受純徑向載荷P= F r =1557.57X=1Y=0從動軸承從動軸軸承壽命：深溝球軸承2 個6209，基本額定功負荷C r =25.6KNf t=1=3L10h = 106ft Cr10625.6 1 10003=1088120160n2P60 11

20、7.589602.34預期壽命為： 5 年，單班制L=53008=12000L10h軸承壽命合格專業 .專注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/T10962003，b=16，L=50，h=10，選 45 號鋼，其許用擠壓力p =100MPaF t= 4000TI= 40001557.57 =25959.5p = h lhld830p則強度足夠，合格從動軸外伸端鍵 1040（二）與齒輪聯接處 d=50mm，考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位GB/1096母線上，選鍵 14 52 GB/T10962003，b=10mm，L=45mm， h

21、=8mm， 2003選 45 號鋼，其許用擠壓應力p =100MPap =F t= 4000TI= 40001557.57 =222510 ph lhld835與齒輪聯則強度足夠，合格接處鍵 1452GB/T1096 2003專業 .專注計算及說明結果6.3聯軸器的選擇由于減速器載荷平穩，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經濟問題，選用彈性套柱聯軸器K=1.3TC =9550 KPII =9550 1.3 1.932 =418.374nII57.331選 用 LT7 型彈性套住聯軸器，公稱尺寸轉矩T n =500，TC T n 。采用 Y 型軸孔， A 型鍵軸孔直徑選 d=40，軸孔長度L=

22、112LT7 型彈性套住聯軸器有關參數選用TL8型彈性套住聯軸器公稱許用外鍵轉速軸孔軸孔轉矩徑軸孔槽n/直徑長度型號D/m材料類T/(N 1d/mmL/mm類型m)（ m型rminLT725036004011265HT200Y 型A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構尺寸的計算及裝配圖7.1 潤滑的選擇確定7.1.1潤滑方式1.齒輪 V=1.2 12 m/s 應用噴油潤滑，但考慮成齒輪浸油本及需要，選用浸油潤滑潤滑2.軸承采用潤滑脂潤滑軸承脂潤7.1.2潤滑油牌號及用量滑專業 .專注計算及說明結果1. 齒輪潤滑選用 150 號機械油，最低最高油面距10 20mm，齒 輪 用150 號機械油需油量為 1.5L 左右2. 軸承潤滑選用 2L3 型潤滑脂，用油量為軸承間軸承用 2L3 型潤隙的 1/3 1/2