双级展开式斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书

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1、武汉工程大学机械设计课程设计设计计算说明书题目: 双级展开式斜齿圆柱齿轮减速器院系: 机电工程学院班级：机电 3班姓名:学号: 1203120333指导教师: 秦襄培1 / 25目 录一、设计任务书 2二、传动方案的分析与拟定 2三、电动机的选择与计算 3四、传动比的分配 4五、传动装置的运动及动力参数的选择和计算 5六、传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择 6七、联轴器的选择及计算17八、键连接的选择及计算18九、轴的强度校核计算19十、润滑和密封22十一、箱体及附件的结构设计和选择23十二、设计小结24十三、参考资料252 / 25计算与说明 主要结果一 设计任务书设计带式传输机传动装

2、置中的双级圆柱齿轮减速器。设计数据及工作条件：1、 带式输送机的原始参数鼓轮直径 D(mm) 450输送带速度 v(m/s) 0.90输出转矩 T(Nm) 4002、工作条件与技术要求(1)工作环境：一般条件，通风良好；(2)载荷特性：连续工作，近乎平稳，正向运转；(3)使用期限：8 年，每日两班制工作；(4)卷筒效率： ；96.0(5)运输带允许误差：5% ；(6)生产规模：成批生产.设计注意事项：1.设计由减速器装配图 1张，零件图 2张（包括低速轴和低速轴上大齿轮） ，以及设计计算说明书一份组成;2.设计中所有标准均按我国标准采用，设计说明书应按规定纸张及格式编写;3.设计图纸及设计说明

3、书必须按进度完成，经指导教师审查认可后，才能给予评分或答辩。二 传动方案的分析与拟定根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为 min/2.38in/4501.39.6106 rrDvw 为防止过载以及过载而引起的安全事故，可拟定传动方案为：外部 V 带传动+内部双级圆柱齿轮传动。机构整体布置如图所示：T=400Nm; V=0.90m/s;D=450mm min/2.38rw3 / 25三 电动机的选择与计算1电动机的类型选择根据动力源和工作条件，选用 Y系列三相交流异步电动机。2电动机的功率工作机有效功率: kwTwP6.19502.384设电动机到工作机之间的总效率为 ，并设 1， 2， 3，

4、4， 5 分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为 8级） 、滚动轴承、V 带传动以及滚筒的效率。查文献 4表 2-2可得： 1=0.99， 2=0.97， 3=0.99， 4=0.96， 5=0.96，由此可得：总效率：= 1 22 34 4 5=0.990.9720.9940.960.96=0.82电动机所需功率：kwPwd95.182.06查文献 4表 16-1选取电动机的功率为 2.2kW。3电动机型号的确定在常用的同步转速为 1500 r/min 和 1000 r/min 两者之间选择。根据电动机所需功率好同步转速，查2表 20-1，电动机型号为 Y112M-6 和 Y100L1

5、-4 型，根据电动机的满载转速 和滚筒转速可算出总传动比。mn总效率：=0.82电动机型号：Y100L1-44 / 25表 1 电动机的数据及总传动比两个方案均可行，方案 2 电动机成本低，对选定的传动方案传动比也适中，故选方案2.选定电动机型号为 Y100L1-4，其它主要参数列于表 2.四 传动比的分配(1)总传动比 15.372.840i wm(2)取 V 带传动的传动比 ，则减速器的总传动比为1i86.45.237i1 双级圆柱齿轮高速级传动比 0.1.2i低速级传动比 38.40.6i23电动机转速方案号 电动机型号额定功率 Kw 同步 满载电动机质量Kg总传动比参考比价1 Y112

6、M-6 2.2 1000 940 45 24.59 2.222 Y100L1-4 2.2 1500 1420 34 37.15 1.67电动机转速电动机型号额定功率 Kw同步 满载中心高mm外伸轴径 mm轴外伸长度 mmY100L1-4 2.2 1500 1420 100 28 605 / 256 / 25五 传动装置的运动及动力参数的选择和计算1. 各轴的转速计算电动机轴为 0 轴、高速轴为 I 轴、中间轴为 II 轴、低速轴为 III 轴、卷筒轴为 IV 轴。n = =1420 r/minmn =n /i1= min/568i/.24rrn =n /i2= 09.120568n =n /i

7、3= i/3i/.9rr2. 各轴的输入功率计算P =Pd =2.2 kWP =P 4=2.20.96 kW=2.112 kWP =P 2 3=2.1120.970.99 kW=2.028 kWP =P 2 3=2.0280.970.99 kW=1.947 kW3. 各轴的输入转矩计算T1=9550P1/n1=95502.2/1420 Nm =14.80 NmT2=9550P2/n2=95502.112/568 Nm =35.51 NmT3=9550P3/n3=95502.028/129.09 Nm =150.03 NmT4=9550P4/n4=95501.947/38.19 Nm =486.

8、88 Nm将上述数据归纳总结如下表所示。表 1. 各轴的运动和动力参数轴号转速（r/min）功 率（kW ）转 矩（Nm）传动比 i电动机输出轴1420 2.2 14.80高速轴 568 2.112 35.51中间轴 129.09 2.028 150.03低速轴 38.19 1.947 486.882.54.403.38减速器总传动比：i=14.86高速级传动比：i2=4.40低速级传动比i3=3.38计算与说明 主要结果7 / 25六 传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择1. 减速器外部传动V 带传动的设计计算（1） 、确定计算功率 cp两班制工作，即每天工作 16h，查阅表 8-8得工

9、况系数 KA=1.2，故= KAP = 1.22.2 kW =2.64 kWca（2） 、选择普通 V带的型号根据 、n 1=1420 r/min，由文献 3图 2-7初步选用 A型带。kwca64.2（3） 、选取带轮基准直径 dd1和 dd2由表 8-7和 8-9取 dd1=90 mm，并取 =0.02，则 m25905.21d2 i由表 8-9取最接近的标准系列值 dd2=224 mm。（4） 、验算带速 v ssnd /69./1064.3106因 v在 525 m/s 范围内，故带速合适。（5） 、确定中心距 a和带的基准长度 Ld初定中心距 a0的取值范围为 ma628210初选中

10、心距 a0=500 mm。由此计算所需带长为 mmaddLd1502504)92()90(4.3 21210查阅文献 3 表 2-4，选择基准长度 =1550 mm。由此计算实际中心距得dmmLa5242/)150(0中心距变化范围为 477mm 至 547mm.（6） 、验算小带轮包角 1带轮基准直径：dd1=90 mmdd2=224mm安装中心距：a=524 mm带的基准长度：=1550 mmLd8 / 25计算与说明 主要结果)(120653.752490-18.12 合 适ad（7） 、确定带的根数已知 =90 mm， ，查表 8-4得 kW，查表 8-5d1 min/1rkwp53.

11、0得 =0.17 kW；因 =165，查表 8-6得 ；因 ，查表p0 96.kmLd108-2得 ，因此98.kL 30.298.60)17.053.(42zLccKP取 z=3根。（8） 、确定初拉力 F0单根普通 V带的初拉力为 NNqvzKPc1069.105.69.3.42)5(. 20（9） 、计算压轴力 FQ NNzF6542165sin032iQ（10） 、带轮的结构设计小带轮装在电动机轴上，轴孔直径应等于电动机外伸轴径，即 28mm轮缘宽度 B 由2表 9-1(1)2350Zefm轮毂长度 (.)456Ld取 电动机处伸出长度=60mm小带轮包角： 1=165带的根数：Z=3

12、初拉力：F0=110N压轴力：FQ=654N小带轮：顶圆直径：da1=95.5mm轮毂长度：L1=50mm大带轮：顶圆直径：da2=380.5mm轮毂长度：L2=60mm9 / 25小带轮外径由1表 8-11 mda5.9电动机中心高，合适75.492.da大带轮装在减速器高速轴上，轴孔直径待定轮缘宽度同上小带轮 B=50mm轮毂长度 l 待定材料：HT150据1式（8-14） ，带传动实际平均传动比为0211()dIni，取 ，则%0.15 54.2)01.(9)015.(12 di01429.6/min.51293.08.IIInriPTNAA、小带轮的结构设计由于 dd1=90mm300

13、mm, 所以带轮采用腹板式结构，B、大带轮的结构设计由于 dd2=224mm300mm，所以带轮采用腹板式结构。计算与说明 主要结果10 / 252高速级传动齿轮的设计计算高速级主动轮输入功率 2.112 kW，转速 568 r/min，转矩 T2=35.51Nm，齿数比u=i2=4.40，单向运转，载荷平稳，每天工作 16小时，预期寿命 8年，电动机驱动。（1） 、选择齿轮的材料及热处理方式小齿轮:45 钢,调质处理，齿面硬度 280HBS;大齿轮:45 钢,调质处理，齿面硬度 240HBS。（2） 、确定许用应力A. 确定极限应力 和limHliF许用接触应力 Hlim1=600MPa，

14、Hlim2=550MPa；许用弯曲应力 Flim1=500MPa， Flim2=380MPa。B. 计算应力循环次数 N，确定寿命系数 ZN，Y N91103. 83025686）（tna9912 1.4.i查文献 3图 3-7和图 3-9得，Z N1=0.9，Z N2=0.95；Y N1=0.85，Y N2=0.88. C. 计算许用应力安全系数： ， ，则：0.1limHS.limF/1liNHPMPaS540min/22ZH3in/11NSTFPYF7./22Pa86（3） 、初步确定齿轮基本参数和主要尺寸A. 选择齿轮类型选用较平稳、噪声小、承载能力较强的斜齿圆柱齿轮传动。B. 选用 8级精度C. 初选参数初选参数： ， ，Z Z u=244.46105.6，取 ，142 1072z, 齿宽系数 。021dD. 初步计算齿轮主要尺寸小齿轮 1齿数：Z1=24大齿轮 2齿数：Z2=107变位系数： 01齿宽系数： d计算与说明 主要结果11 / 25由于载荷平稳，取载荷系数 K=1.3,根据螺旋角查得节点区域系数 ;弹43.2HZ性系数 ;取重合度系数 ;螺旋角系数为：MPaZE8.198.0Z； = HP2 =523MPa，95.4cos HP查表 10-2得使用系数 ，