V带单斜齿圆柱齿轮减速器.doc

V带单斜齿圆柱齿轮减速器

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28

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机械设计基础课程设计
计算说明书

设计题目 单级斜齿圆柱齿轮减速器 系 别 机电工程系
专 业 机械设计与制造
班 级 机制 1001班
设 计 者 夜明け
学 号 2010200＊＊*
指导老师 宋丽莉
完成日期 2010年11月26日
重庆电子工程职业学院
课程设计任务指导书

设计带式输送机传动装置

原始资料：
输送带工作拉力F/N
3200
输送带工作速度v/（m﹒s—1)
2
滚筒直径D/mm
500
每日工作小时数T/h
24
传动工作年限/年
5
设计工作量：
1、 设计说明书一份
2、 减速器装配图一张（A0或A1）
3、 零件工作图三张（大带轮、大齿轮、高速轴）

目 录

一 电动机的选择…………………………………………………..
二 传动比的分配…………………………………………………。
三 各轴运动和动力参数的计算………………………………….
四 带传动的设计…………………、………………………………。
五 齿轮传动的设计……………………………………………….
六 轴的设计………………………………………………………
高速轴的设计…………………………………………………
低速轴的设计…………………………………………………。
七 键的选择……………………………………………………
八 滚动轴承的选择………………………………………………
九 联轴器的选择…………………………………………………
十 减速器箱体的设计……………………………………………
十一 润滑与密封……………………………………………………
十二 参考文献……………………………………………………

一、电动机的选择
计算步骤
计算及说明
计算结果
1、 电动机类型和结构形式的选择。
2、 确定电动机的功率.

3、确定电动机的转速。
按照已知工作要求和条件，选用Y型全封闭笔型三相异步电动机。

由 ， 得：

又由电动机至工作机之间的总功率为：
=
式中、、、、、分别为带传动、齿轮传动、出轮传动的轴承、联轴器、滚筒轴的轴承及滚筒的效率。查《机械设计基础课程设计》表9。4可得：
0.96 、 0。97 、 0.99、=0。99、=0。99、 =0.96，则
=
=0。86
所以

滚筒轴的工作转速为：
76.4r/min
按推荐的合理转动比范围,取V带传动的传动比2~4,单级齿轮传动比3～5，则合理总传动比的范围为6~20,固电动机转速的可进范围为:
=（6～20)
（458.4～1528)r/min
查《机械设计基础课程设计》附表2。1可知符合这一范围的同步转速有970r/min、1470r/min、720r/min,再根据计算的容量，有两种适用的电动机型号，其参数见下表

电动机的型号
额定功率/KW
满载转速/(r/min)
Y160M—6
7.5
970
Y132M—4
7.5
1440
Y160L—8
7。5
720

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，选择满载转速为970r/min的Y160M-6型电动机。

0.86

7.4KW

76.4r/min

（458。4~1528）r/min

二、传动比的分配
计算步骤
计算及说明
计算结果
1、 计算传动装置的总传动比。

2、 确定传动装置中带轮及齿轮的传动比
由选定的电动机的满载转速和工作机的主动轴的转速可得传动装置的总传动比为

传动比的分配原则
根据V带传动的传动比取值范围，初步取V带传动比，则齿轮的传动比为

12。7

=3.6

三、计算传动装置的运动和动力参数
计算步骤
计算及说明
计算结果
1、 各轴转速。

2、 各轴的输入功率。

3、 各轴输入转矩.

I轴
r/min
Ⅱ轴
r/min
滚筒轴
r/min
式中：为电动机的满载速度，单位为r/min；、分别为Ⅰ、Ⅱ轴的转速，单位为r/min，Ⅰ轴为高速轴，Ⅱ轴为低速轴；为电动机至Ⅰ轴的传动比，为Ⅰ轴至Ⅱ轴的传动比。
Ⅰ轴
KW
Ⅱ轴
KW
Ⅲ轴

=6。68KW
式中：为电动机的输出功率，单位为KW;、、分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的输入功率，单位为KW，Ⅲ轴为滚筒轴，、、、分别为带传动、齿轮传动、齿轮传动的轴承及联轴器的效率。
电动机的输出转矩为

Ⅰ轴
轴
名
参
数

Ⅱ轴

=846。33N
Ⅲ轴

式中：、、分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的输入转矩,单位为；为电动机的输出转矩，单位为。
运动和动力参数的计算结果如下表：

电动机轴
Ⅰ轴
Ⅱ轴
滚筒轴
转速n/（r/min）
970
277
77
77
输入功率P/KW
7。4
7.1
6.82
6。68
输入转矩T/(）
72.86
244.8
846。33
829。49
传动比
3.5
3.6
1
效率
0.96
0.96
0.98

277r/min

77r/min

77r/min

7。1KW

6。82KW

6。68KW

846。33N

四、带传动的设计
设计步骤
计算及说明
计算结果
1、 确定计算功率

2、 选择V带型号

3、 确定带轮基准直径、

4、 验算带速

5、 确定带的基准长度和实际中心距

6、校验小带轮的包角

7、 确定V带根数

8、求拉力及带轮轴上的压力
已知减速器每日工作24h，查《机械设计基础》表8.21，可知，,则

由，，及减速器的工作条件,查《机械设计基础》图8。12选用C型普通V带。
根据表8。6和图8.12选取,且 ，则大齿轮直径为

按表8。3选取标准值，则传动比、从动轮的实际转速分别为

从动轮的转速误差率为

在以内，为允许值.

带速在5~25m/s范围内。
带轮的中心距应满足的范围是

即

按结构设计要求初定中心距
由式(8.15）得

=2645。3mm
由表8。4选取基准长度
由式（8.16）得实际中心距啊为

=
=727.35mm
中心距的变动范围为

=mm=690mm

=mm=765mm
由公式得

=
=

由式(8。18）得

根据140mm，，查表8.10内插法得
由表8.18查得根据传动比
i=3.5,查表8.19得。则
=[2。649
=0.31KW
由表8。4查得带长度修正系数,由图8。11查得包角系数，得普通V带根数

圆整得z=5

由表8。6查得A型普通V带的每米长质量q=0。10Kg/m，根据式(8。19）得单根V带的初拉力为

=[

由式(8。20）可得作用在轴上的压力为

9。6KW

490mm

i=3.6

a=727.35mm

Z=5

五、齿轮传动的设计
计算步骤
计算及说明
计算结果
1、选择齿轮材料及精度等级

2按齿根弯曲疲劳强度设计

3、校核齿面接触疲劳强度

4、验算齿轮圆周速度v

1、高速轴的键

2、低速轴的键

小齿轮选用45钢调质，大齿轮选用45钢正火，选用闭式软齿面齿轮组合。精度等级为8级。
按斜齿轮传动的设计公式可得

1)分度圆直径d

2)齿宽b

取
3）齿数比u
u=i=3。6
4）许用接触应力
由图10.24查得
由表10.10查得
由图10.27得
由式10。13

由表10.12查得弹性系数

确定有关参数与系数
1） 转矩

2）载荷系数K查表10.11取K=1.4。
3)齿数z、螺旋角和齿宽系数
小齿轮的齿数=25则大齿轮

初选螺旋角
当量齿数为:

由表10。13查得齿形系数，

由表10。14查得应力修正系数

由表10.20选取
4)许用弯曲应力[]
按图10.25查
由表10。10查得

查图10。26得
由式（10。14）得
［]=MPa
[］=MPa

由式（10.36）得

由表10.3取标准模数值
确定中心距a及螺旋角
传动的中心距a为

取
确定螺旋角为

,齿面接触疲劳强度校核合格。

由表10。22知选8级精度是合适的.

六 轴的设计
低速轴

有已知条件知减速器传递功率属小功率，故选用45钢调质处理.查表14.7得强度极限。再由表14.2得许用应力
由表14。1得 又由14.2得考虑到轴的最小直径处安装联轴器,会有键槽。故将轴的直径加大3%~5％，取为49~55mm。故取标准直径
由于设计的是单级减速器可将齿轮分别在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧,轴的外伸端安装半联轴器。

确定齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩定位，右端用套筒固定.齿轮的轴向固定用平键连接.轴承对称安装与齿轮的两侧.其轴向采用轴肩固定，采用过盈配合.
轴段①直径最小考虑到要对轴①上的联轴器进行定位，轴②上应有轴肩，同时安装轴承，轴段②必需满足轴承内径标准,故轴②直径，用相同地方法确定轴段②,③的直径 为了便以拆装轴承,取深沟球轴承6212 故
齿轮轮毂宽度为80mm,为保证齿轮牢固可定轴段③的长度应略短于齿轮轮毂宽度取为78mm，轴承宽度为20mm， 轴段④的长度7mm轴段⑤为13mm.。轴段⑥为20mm 轴段②为77mm， 轴段①为112mm 故轴承支点距离 ；在轴段①和③上分别加工出键槽,使两键槽处于轴的同一圆柱母线上，轴①处键槽 键为C型键，键槽宽键槽高，键长。轴段③为A型键,键槽宽,键槽高键长
按设计结果画出轴的结构草图如图1

1）画出轴的受力图如 图2
2）作水平面内的弯矩图 图3
支点反力为
I~I截面处的弯矩为
II～II截面处的弯矩为

3）作垂直面内的弯矩图如图4 支点反力为

I~I截面左侧弯矩为

I~I截面右处的弯矩为

II～II截面处的弯矩为

4）作合成弯矩图如图5

I～I截面

II～II截面

5）求扭矩图 如图6

6)求当量弯矩
因减速器单项运转，故可认为转矩为脉动循环变化,修正系数为0.6
I~I截面

II～II截面

=
7）确定危险截面及校核强度
由图可看出，截面I~I、II~II所受转矩相同，但弯矩，且轴上还有键槽,故截面I~I可能为危险截面。但由于轴径,故也应对II～II进行校核。
I~I截面

II~II截面

查表14。2得,满足的条件，故设计的轴有足够的强度,并有一定的裕量

高速轴

由已知条件可知减速器传递功率属小功率，对材料无特殊要求，故材料选用45钢并调质处理。
由表14.1得，又由式14。2得
考虑到最小直径处要安装带轮，会有键槽存在.故将估算直径加大3％～5％。取为32。5～36.55mm。由设计手册取标准为。又带轮宽度为，所以①段长为97mm，考虑到①上是安装带轮轴段②上应有轴肩定位。。②段上要安装轴承所以轴段③上应有轴肩。,④为小齿轮，⑤与③相同，所以，⑥与②相同。又小齿轮宽度为85mm所以④段长为85mm，⑥段长为16mm,⑤段长为17mm，③段长为17mm，②段长
为78mm。轴段①上安装V带轮所以有键槽。键槽为A型键槽，长为80mm,宽8mm，深3mm.

七 键的选择

由于高速轴是 轴和齿轮在一起的实体式齿轮，轴段①处安装V带轮，所以有键槽,键为A型普通平键,键
1096
根据低速轴的设计，在轴段①、③处都有键槽。轴段①处安装联轴器所以①段的键为B型普通平键：键,③段安装齿轮所以有键，键为普通A型键,键

八 滚动轴承的选择

根据轴的设计可得,
高速轴上安装的是深沟球轴承6212
低速轴上安装的是深沟球轴承6208

九 联轴器的选择

根据公式 查表16。1得 又 算得由指导书查得联轴器应选弹性柱销联轴器
。

初选

=90

标准模数

中心距a=178mm

高速轴

深沟球轴承:

弹性柱销联轴器

十 减速器箱体的设计
1、箱座壁厚

2、箱盖壁厚

3、箱盖凸缘厚度
4箱座凸缘厚度b
5、箱座底凸缘厚度
6、地脚螺栓直径
7地脚螺栓数目n

8、轴承旁连接螺栓直径

9、盖与座连接螺栓的直径
10、连接螺栓的间距
11、轴承端盖螺钉直径
12、检查孔盖螺钉直径

13、定位销直径d
14至外箱壁距离 至凸缘边缘距离
15、外箱壁至轴承座端面的距离

16、轴承旁凸台高度
17、齿轮顶圆与内箱壁间距离
18、齿轮端面与内箱壁间的距离
19、箱盖、箱底肋厚

20、轴承端盖外径

由公式，
可得，所以

有公式，可得

所以

由于所以n=4

根据指导书上表4。2和有关设计得

低速轴：安装嵌入式轴承端盖，轴承外径
,，
高速轴：安装嵌入式轴承端盖，轴承外径
，，

n=4

/

十一 润滑与密封

1、齿轮润滑

2、轴承润滑

4、 密封装置

因为齿轮圆周速度,所以齿轮采用浸油润滑，浸油深度为10mm

因为浸油齿轮的圆周速度,小于2.所以采用脂润滑。

由 轴承和齿轮的润滑方式可得密封装置应选毡圈

浸油润滑

润滑脂润滑

毡圈

十二 参考文献

1 机械设计基础（第三版） 陈力德

2 机械设计基础 课程设计指导书(第三版） 陈力德