二级圆柱齿轮减速器及v带的设计

目录1. 电动机选择2. 主要参数计算3. V带传动的设计计算4. 减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算5. 机座结构尺寸计算6. 轴的设计计算7. 键、联轴器等的选择和校核8. 润滑材料及齿轮、轴承的润滑方法9．减速器附件及其说明10. 参考文献一、电动机的选择首先计算工作机有效功率：48000.6P 2.8810001000W Fv KW ⨯===式中，F ——传送带的初拉力； v ——传送带的带速。

从原动机到工作机的总效率：423423123450.960.990.970.980.960.784ηηηηηη∑==⨯⨯⨯⨯=式中，1η——v 带传动效率，10.96η=； 2η——轴承传动效率，20.99η=； 3η——齿轮啮合效率，30.97η=；4η——联轴器传动效率，40.98η=； 5η——卷筒传动效率，50.96η=则所需电动机功率：2.883.67kW 0.784Wd P P kW η∑=== 工作机（套筒）的转速：W 6010001000600.6n /min 57.3/min 200V r r D ππ⨯⨯⨯===⨯由参考文献1表9.2，两级齿轮传动840i =-，所以电动机的转速范围为：=d n 'i ∑W n =(8~40)×57.3=（458.4~2292）minr符合这一范围的同步转速为750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min 三种。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min 的电动机。

根据电动机的类型、容量和转速，由参考文献[2]表15.1，选定电动机型号为Y132M1-6，其主要性能如下表所示。

二、主要参数的计算一、确定总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比96016.7557.3m w n i n ===总 查表可得V 带传动单级传动比常用值2~4，圆柱齿轮传动单级传动比常用值为3~5，展开式二级圆柱齿轮减速器()121.3~1.5i i ≈。

初分传动比为2V i =带，1 3.42i =，2 2.45i =。

二、计算传动装置的运动和动力参数本装置从电动机到工作机有三轴，依次为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ轴，则1、各轴转速960480min 2m V n n r i ===Ⅰ带 1480140.35min 3.42n n r i ===ⅠⅡ2140.3557.3min 2.45n n r i ===ⅡⅢ 2、各轴功率040.960.98 3.39d d V P P P kw ηηη==⨯⨯=⨯⨯=ⅠⅠ带联轴器 3.390.990.97 3.26P P P kw ηηη==⨯⨯=⨯⨯=ⅡⅠⅠⅡⅠ轴承齿轮 3.260.990.97 3.13P P P kw ηηη==⨯⨯=⨯⨯=ⅢⅡⅡⅢⅡ轴承齿轮3、各轴转矩49550955036.5960d d d P T N m n ==⨯=⋅ 036.520.960.9868.68d V T T i N m η==⨯⨯⨯=⋅ⅠⅠ带168.68 3.420.990.97225.56T T i N m η==⨯⨯⨯=⋅ⅡⅠⅠⅡ 2225.56 2.450.990.97530.68T T i N m η==⨯⨯⨯=⋅ⅢⅡⅡⅢ表2)m36.5三、V 带传动的设计计算一、确定计算功率ca P查表可得工作情况系数 1.2A k =故 1.2 3.67 4.4ca A P k P kw =⨯=⨯= 二、选择V 带的带型根据ca P n 、，由图可得选用A 型带。

三、确定带轮的基准直径d d 并验算带速v1、初选小带轮的基准直径1d d 。

查表8-6和8-8可得选取小带轮的基准直径1125d mm = 2、验算带速v按计算式验算带的速度19014404.52601000601000d d nv m s ππ⨯⨯===⨯⨯因为530m s v m s <<，故此带速合适。

3、计算大带轮的基准直径2d d按式(8-15a)计算大带轮的基准直径212125250d d V d i d mm ==⨯=带 4、确定V 带的中心距a 和基准直径d L（1）按计算式初定中心距0121.5()562.5a d d mm =+=，0564a mm = （2）按计算式计算所需的基准长度22100120()2()24d d d d d d d L a d d a π-≈+++2(250125)2564(125250)24564π-=⨯+⨯++⨯ =1723.98mm查表可选带的基准长度1800d L mm = （3）按计算式计算实际中心距a0018001723.98(564)60222d d L L a a mm mm --≈+=+= 5、验算小带轮上的包角1α()()12157.357.3180180250125168.1120602d d d d a οοοοοοα≈--=--=≥6、计算带的根数（1）计算单根V 带的额定功率r P由1125960min d d mm n r ==和查表可得0 1.38P kw =根据960min 2n r i ==，和A 型带，查表可得00.108P kw ∆=、0.959k α=、1.01L k =。

故()()r 00P 1.380.1080.959 1.01 1.536L P P k k kw α=+∆=+⨯⨯= （2）计算V 带的根数Zr 4.42.865P 1.536ca P Z === 故取V 带根数为3根 7、计算单根V 带的初拉力的最小值()0min F 查表可得A 型带的单位长度质量0.10q kg m =220500 2.5500 4.4 2.5(1)(1)0.10 6.28190.93 6.280.959c P F qv N zv K α⨯=-+=-+⨯=⨯ 应使带的实际初拉力()00min F F >。

8、计算压轴力p F 压轴力的最小值为01682sin23190.9sin1139.122c F ZF N α==⨯⨯⨯= 四、减速器斜齿圆柱齿轮传动的设计计算一、高速级齿轮材料：高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为250HBS 。

高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为220HBS 。

查表11-7得：1630H Mpa σ= ，2430H Mpa σ=1.1H S = ， 1.3F S =，1200F Mpa σ=，2150F Mpa σ=[]lim 116305701.1H H HMpaMpa S σσ=== []lim 223903901.1H H HMpa Mpa S σσ===[]12001541.3FF FMpaMpa S σσ===[]221501151.3FF F MpaMpa S σσ=== （2）计算相关数值取齿宽系数0.4a ϕ=， 1.5K =((1 3.421167.84a i ≥+=+= 齿轮取八级精度就能满足要求 取齿数128z =，则2195.7696z iz ==≈ 模数 122 2.7am z z ==+，查表取 3m = 则中心距 12()1862ma z z =+= 齿宽 174.475a b a ϕ==≈， 270b = 校验强度：查课本第167页表11-9得： 1 2.64F Y = 2 2.23F Y =按齿宽b1=75算：[]11111322122 1.567.3 2.641028.275328F F F KT Y Mpa b m Z σσ⨯⨯⨯⨯===<⨯⨯ []2212123.8F F F F F Y Mpa Y σσσ=⨯=< 所以安全二、低速级齿轮材料：低速小齿轮选用35MnB ，齿面硬度为250HBS 低速级大齿轮选用SiMn ，齿面硬度为220HBS 查课本第166页表11-7得：lim 3550H Mpa σ= lim 4540H Mpa σ=查课本第165页表11-4得： 1.1H S = 1.3F S =故[]lim 335505001.1H H H Mpa Mpa S σσ=== []lim 445404901.1H H H MpaMpa S σσ=== 查课本第168页表11-10C 图得：lim 3200F Mpa σ= lim 4150F Mpa σ= 故[]lim 332001541.3F F FMpa Mpa S σσ=== []lim 441501151.3F F F MpaMpa S σσ===按齿面接触强度设计：8级精度制造，载荷系数1.5，取齿宽系数0.4 计算中心距：((1 2.451186a i ≥+=+= 取130z =，2173.574z iz ==≈ 模数 122 3.6am z z ==+， 查课本取 m=4 中心距 12()2082ma z z =+= 齿宽 183.284a b a ϕ==≈， 280b =校验强度：验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得：3 2.58F Y =，4 2.22F Y = 按齿宽84b =计算：[]3333332222 1.5530.68 2.581042.484430F F F KT Y Mpa bm Z σσ⨯⨯⨯⨯===<⨯⨯[]4234336.48F F F F F Y Mpa Y σσσ=⨯=< ，安全 五、减速器机体结构尺寸定位销直径dd =（0.70.8）2d 8 f d ，1d ，2d 至外箱壁的距离1C查手册表11—218 f d ，2d 至凸缘边缘距离2C查手册表11—216 外箱壁至轴承端面距离1l1l =1C +2C +（510） 40 大齿轮顶圆与内箱壁距离1∆1∆>1.2σ 15 齿轮端面与内箱壁距离2∆2∆>σ10 箱盖，箱座肋厚m m ,1σσ85.0,85.011≈≈m m9 8.5六、轴的设计计算一、高速轴的设计1、材料：选用45号钢调质处理。

查课本第230页表14-2取[]35Mpa τ= C=100各轴段直径的确定：根据课本第230页式14-2得：1min 1333.3910019.2480P d C n ≥==为方便轴承部件的装拆，减速器的机体用剖分结构。

因传递功率小，齿轮减速器效率高，发热小，估计轴不会很长，故轴承部件的固定方式采用两端固定。

由此所设计的轴承部件的结构形式如图所示，然后，可按轴上零件的安装顺序，从dmin 处开始设计。

根据电动机d=38mm ，联轴器选取LH2。

故取125d mm =，5d 为齿轮轴 根据参考文献1，依次选取：23456728,30,35,84,35,30d mm d mm d mm d mm d d ======123456757,66,16,108,75,15,18l mm l mm l mm l mm l mm l l =======3d 处连接轴承，选用6206轴承2、校核该轴：作用在齿轮上的圆周力为：3112268.6810163584t T F N d ⨯⨯===径向力为163520595r tF Ftg tg N =∂=⨯︒= 作用在轴1带轮上的外力：1139.1Q F F N == 求垂直面的支反力：2112665953195766r V l F F N l l ==⨯=++ 21595319276V r V F F F N =-=-=求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：322276661018.22.av v M F l N m -==⨯⨯='311319571018.18.av v M F l N m -==⨯⨯=求水平面的支承力：由1122()H t F l l F l +=得21126616358775766H t l F F N l l ==⨯=++ 211635877758H t H F F F N =-=-=求并绘制水平面弯矩图：311877571049.99.aH H M F l N m -==⨯⨯='322758661050.03.aH H M F l N m -==⨯⨯=求F 在支点产生的反力：31121081139.11000.25766F l F F N l l ⨯===++ 211000.21139.12139.3F F F F F N =+=+=求并绘制F 力产生的弯矩图：3231139.110810123.02F M Fl N -==⨯⨯='3111000.2571057.01aF F M F l N -==⨯⨯=求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把'aF M'57.01110.21.a aF M M N m ==+='57.01110.24.a aF M M N m ==+=求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m 处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数0.6∂=）117.69.e M N m ===计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45调质，查课本225页表14-1得650B MPa σ=，查课本231页表14-3得许用弯曲应力[]160b MPa σ-=，则：26.97d mm ≥==因为54635d d d mm d >==>，所以该轴是安全的。