一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书

机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器1机械基础课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号：学生姓名：指导老师：完成日期：2013年12月20日所在单位：华南农业大学工程学院机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器2设计任务书1、题目设计用于带式输送机的机械传动装置——一级直齿圆柱齿轮减速器。2、参考方案（1）V带传动和一级闭式齿轮传动（2）一级闭式齿轮传动和链传动（3）两级齿轮传动3、原始数据4、其他原始条件输送带工作拉力F/N输送带工作速度v/m·s-1卷筒直径D/mm23001.1250（1）工作情况：两班制，载荷平稳，室内工作，少粉尘。（2）使用期限：10年，每年工作300天。（3）生产批量：小批生产（4）工厂能力：中等规模机械厂，可加工7～8级精度齿轮。（5）动力来源：三相交流（220V/380V）电源。（6）允许误差：允许输送带速度误差5%。5、设计任务（1）设计图。一级直齿（或斜齿）圆柱齿轮减速器装配图一张，要求有主、俯、侧三个视图，图幅A3，比例1：1（当齿轮副的啮合中心距110a时）或1：1.5（当齿轮副的啮合中心距110a时）。（2）设计计算说明书一份（16开论文纸，约20页，8000字）。目录机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器3一传动装置的总体设计1、传动方案的确定……………………………………………………12、电动机的选择………………………………………………………13、传动装置的总传动比的计算和分配………………………………34、传动装置的运动和动力参数的确定………………………………3二传动零件的设计1、V带设计……………………………………………………………52、齿轮传动设计………………………………………………………73、轴的设计……………………………………………………………114、滚动轴承的选择与校核计算………………………………………185、键联接的选择及其校核计算………………………………………196、联轴器的扭矩校核…………………………………………………207、减速器基本结构的设计与选择……………………………………21三箱体尺寸及附件的设计1、箱体的尺寸设计……………………………………………………232、附件的设计…………………………………………………………25四设计心得…………………………………………………………27五参考文献…………………………………………………………29六主要设计一览表…………………………………………………30七附图………………………………………………………………31设计内容：一、传动装置的总体设计机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器41、确定传动方案本次设计选用的带式输送机的机械传动装置方案为V带传动和一级闭式齿轮传动，其传动装置见下图。2、选择电动机（1）选择电动机的类型按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，电压380V，Y系列。（2）选择电动机的额定功率①带式输送机的性能参数选用表1的第6组数据，即：输送带工作拉力F/N输送带工作速度v/m·s-1卷筒直径D/mm23001.1250表一②从电动机到工作机的传动总效率为：212345其中1、2、3、4、5分别为V带传动、齿轮传动、滚动轴承、弹性套柱销联轴器和滚筒的效率，查取《机械基础》P459的附录3选取1=0.96、2=0.97（7级精度）、3=0.98（球轴承）、4=0.99、5=0.96故23123450.960.970.980.990.960.83③电动机所需功率为d1.76P3.050.862wPkWkW机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器5（3）确定电动机的转速传动滚筒轴工作转速：6010001.1m/s60100084.03/min3.14250wvnrDmm查《机械基础》P459附录3，V带常用传动比为i1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i2=3~6（7级精度）。根据传动装置的总传动比i与各级传动比i1、i2、…in之间的关系是i=i1i2…in，可知总传动比合理范围为i=6~24。又因为wmnni，故电动机的转速可选择范围相应为504.18r/minn2016.72r/min符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min和1500r/min三种。（4）确定电动机的型号选上述不同转速的电动机进行比较，查《机械基础》P499附录50及相关资料得电动机数据和计算出总的传动比，列于下表：方案电机型号额定功率kW电机转速r/min电机质量kg参考价格（元）总传动比同步转速满载转速1Y100L1-42.2150014203876012.1662Y132M2-65.5100096011950062.793Y132S-82.2750710798006.083表二为降低电动机重量和价格，由表二选取同步转速为1000r/min的Y系列电动机，型号为Y132M2-6查《机械基础》P500附录51，得到电动机的主要参数以及安装的有关尺寸(mm)，见以下两表：电动机的技术数据机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器6电动机型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132M2-65.510009602.02.0表三电动机的安装及有关尺寸(mm)中心高H(mm)外形尺寸1LAC+ADHD2底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E键公称尺寸F×H100515345315216×17812368010×41表四3、传动装置的总传动比的计算和分配（1）总传动比11.42（2）分配各级传动比各级传动比与总传动比的关系为i=i1i2。根据V带的传动比范围i1=2~4，初选i1＝2.8，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为4.07，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=3~6（7级精度），且符合了在设计带传动和一级圆柱齿轮减速器组成的传动装置中，应使带传动比小于齿轮传动比，即i带i齿。4、计算传动装置的运动和动力参数（1）计算各轴输入功率dP=3.05kW1轴（减速器高速轴）的输入功率：从0轴到1轴，经过V带传动，所以：1=3.05kW0.96=2.93kWdPP带2轴（减速器低速轴）的输入功率：从1轴到2轴，经过一对轴承，一对齿轮传动，一对齿轮啮合传动，所以：21=2.93kW0.980.97=2.79kWPP承齿③3轴（滚筒轴）的输入功率：从2轴到3轴，经过一对轴承，一个联轴器，所以：机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器732=2.79kW0.980.99=2.71kWPP承联（2）计算各轴转速①0轴（电动机轴）的转速：960/minmnr②1轴（减速器高速轴）的转速：11960min/342.86min2.8mrnnir③2轴（减速器低速轴）的转速：21212960min//84.06min11.42mrnniniir④3轴（滚筒轴）的转速：13284.06minnnr（3）计算各轴转矩①0轴（电动机轴）的转矩：0003.059550/955030.34960/minkWTPnNmr②1轴（减速器高速轴）的转矩：1011..81.55TTiNm③2轴（减速器低速轴）的转矩：2222.799550/9550345.5184.06/minkWTPnNmr④3轴（滚筒轴）的转矩：3332.719550/9550306.184.06/minkWTPnNmr机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器8把上述计算结果列于下表：轴名P（Kw）T(N.M)转速r/min传动比输入输出输入输出电动机轴3.0530.349602.812.932.8781.5579.92342.8622.792.73315.51309.284.064.0732.712.66306.130084.061表五二、传动零件的设计1、箱外传动件设计（V带设计）（1）计算设计功率PdedAdPKP根据V带的载荷平稳，两班工作制（16），查《机械基础》P296表13－6，取KA＝1.2即1.23.053.66kWdAedPKPkW（2）选择带型普通V带的带型根据传动的设计功率Pd和小带轮的转速n1按《机械基础》P297图13－11选取。根据算出的Pd＝3.66带轮转速n1＝960in，查图得：dd=80～100可知应选取A型V带。（3）确定带轮的基准直径并验证带速由《机械基础》P298表13－7查得，小带轮基准直径为75~100mm（ddmin=75mm），则取dd1=140mmddmin.（dd1根据P295表13-4查得）21213.042,=1402.8=392mmddddidd所以由《机械基础》P295表13-4查“V带轮的基准直径”，得2dd=400mm机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器9①误差验算传动比：21400=2.86140dddid误（为弹性滑动率）误差2.862.8100%2.1%5%2.8＜符合要求②带速1140960v=7.04/601000601000ddnms满足5m/sv25~30m/s的要求，故验算带速合适。（4）确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角由式120120.72ddddddadd可得0.7（80+250）0a2（80+250）即3780a1080，选取0a=420mm所以有：由《机械基础》P293表13－2查得Ld＝1800mm实际中心距018001764.97420437.52mm22ddoLLaa取a=460mm211400140a18057.318057.3147.61120460oooooodddda＞符合要求。3.042142080（5）确定带的根数z查机械设计手册，取P0=1.62KW，△P1=0.11KW由《机械基础》P299表13－8查得，取Ka=0.91由《机械基础》P293表13－2查得，KL＝1.01则带的根数113.66z2.3()(1.620.11)0.911.01daLPPPKK所以z取整数为3根（6）确定带轮的结构和尺寸根据V带轮结构的选择条件，Y132M2-6型电机的主轴直径为d=38mm；由《机械基础》P293，“V带轮的结构”判断：当3d＜dd1(140mm)＜300mm，可采用H型孔板式或者P型辐板式带轮，这次选择H型孔板式作为小带轮。由于dd2300mm，所以宜选用E型轮辐式带轮。22210120()(400140)2()2420(140400)1764.97mm2424420dddoddddLaddmma机械基础课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器10总之，小带轮选H型孔板式结构，大带轮选择E型轮辐式结构。（7）确定带的张紧装置选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。（8）计算压轴力由《机械基础》P303表13－12查得，A型带的初拉力q=0.105，则025002.5(-1)+qv=156.60NcaPFZVK（9）带轮的材料选用灰铸铁，HT200。2、减速器内传动件的设计（齿轮传动设计）（1）选择齿轮材料、热处理方法及精度等级①齿轮材料、热处理方法及齿面硬度因为载荷中有轻微振动，传动速度不高，传动尺寸无特殊要求，属于一般的齿轮传动，故两齿轮均可用软齿面齿轮。查《机械基础》P322表14－10，小齿轮选用40Cr，调质处理，硬度280HBS；大齿轮选用45号钢，调质处理，硬度为240HBS。②精度等级初选减速器为一般齿轮传动，圆周速度不会太大，根据《机械设计学基础》P145表5－7，初选7级精度。（2）按齿面接触疲劳强度设计齿轮由于本设计中的减速器是软齿面的闭式齿轮传动