一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书

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：2007级生物工程1班学生姓名：指导老师：完成日期：2010 年3 月14 日所在单位：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（1）工作情况：一班制，输送机连续单向运转，载荷有轻微震动，室内工作，少粉尘。

（2）使用期限：10年，大修期三年，每年工作300天。

（3）生产批量：100台（属小批生产）。

（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A1，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）。

目录一传动装置的总体设计1、传动方案的确定 (1)2、电动机的选择 (1)3、传动装置的总传动比的计算和分配 (3)4、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 (5)2、齿轮传动设计 (7)3、轴的设计 (11)4、滚动轴承的选择与校核计算 (18)5、键联接的选择及其校核计算 (19)6、联轴器的扭矩校核 (20)7、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 (23)2、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1、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/mm 1600 1.1180表一工作机所需功率为：kW sm N Fv w 76.11000/1.116001000P =⨯==②从电动机到工作机的传动总效率为：212345ηηηηηη=其中1η、2η、3η、4η、5η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》P 459的附录3 选取1η=0.95 、2η=0.97（8级精度）、3η=0.99（球轴承）、4η=0.995、5η=0.96故22123450.950.970.990.9950.960.8609664143520.862ηηηηηη==⨯⨯⨯⨯=≈ ③ 电动机所需功率为d 1.76P 2.040.862wP kWkW η=== 又因为电动机的额定功率ed d P P ≥查《机械基础》P 499的附录50，选取电动机的额定功率为2.2kW ，满足电动机的额定功率 d ed P P ≥。

（3） 确定电动机的转速 传动滚筒轴工作转速：601000 1.1m/s 601000116.714/min 3.14180w v n r D mmπ⨯⨯⨯⨯===⨯查《机械基础》P 459附录3， V 带常用传动比为i 1=2~4，圆柱齿轮传动一级减速器常用传动比范围为i 2=3~5（8级精度）。

根据传动装置的总传动比i 与各级传动比i 1、i 2、…i n 之间的关系是i=i 1i 2…i n ，可知总传动比合理范围为i=6~20。

又 因为 wmn n i =，故 电动机的转速可选择范围相应为700.284r/min n 2334.28r/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：表二为降低电动机重量和价格，由表二选取同步转速为1500r/min的Y系列电动机，型号为Y100L1-4。

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：电动机的技术数据表三电动机的安装及有关尺寸(mm)3、传动装置的总传动比的计算和分配（1）总传动比12.166（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＝3.042，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为4，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i2=3~5（8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①0轴（电动机轴）的输出功率为：0edP=P=2.2kW②1轴（减速器高速轴）的输入功率：从0轴到1轴，经过V带传动和一个联轴器，所以：1=2.2kW0.95=2.09kW edP Pη=⨯带③2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=2.09kW 0.990.97=2.007kW P P ηη=⨯⨯承齿④ 3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：32=2.007kW 0.990.995=1.977kW P P ηη=⨯⨯承联（2） 计算各轴转速① 0轴（电动机轴）的转速： 1420/min m n n r == ② 1轴（减速器高速轴）的转速：11111420min /466.798min 3.042m r n n i r --⋅===⋅③ 2轴（减速器低速轴）的转速：11212121420min //116.700min 3.0424m r n n i n i i r --⋅====⋅⨯ ④ 3轴（滚筒轴）的转速：1132********min //116.700min 3.0424m r n n n i n i i r --⋅=====⋅⨯（3） 计算各轴转矩 ① 0轴（电动机轴）的转矩： 000 2.29550/955014.7961420/minkWM P n N m r ==⨯=⋅② 1轴（减速器高速轴）的转矩：111 2.099550/955042.758466.798/minkWM P n N m r ==⨯=⋅ ③ 2轴（减速器低速轴）的转矩：222 2.0079550/9550164.240116.700/minkWM P n N m r ==⨯=⋅④ 3轴（滚筒轴）的转矩：333 1.9779550/9550161.785116.700/minkWM P n N m r ==⨯=⋅把上述计算结果列于下表：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P ded A d P K P =根据V 带的载荷有轻微振动，一班工作制（8小时），查《机械基础》P 296表13－6，取K A ＝1.1。

即 1.1 2.2 2.42kW d A ed P K P kW ==⨯= （2）选择带型普通V 带的带型根据传动的设计功率P d 和小带轮的转速n 1按《机械基础》P 297图13－11选取。

根据算出的P d ＝2.42kW 及小带轮转速n 1＝1420r/min ，查图得：d d =80～100可知应选取Z 型V 带。

（3）确定带轮的基准直径并验证带速由《机械基础》P 298表13－7查得，小带轮基准直径为50～90mm （d dmin =50mm ），则取d d1= 80mm> d dmin .（d d1根据P 295表13-4查得）21213.042,=80 3.042=243.36mm d d d d i d d ==⨯所以 由《机械基础》P 295表13-4查“V 带轮的基准直径”，得2d d =250mm① 误差验算传动比：21250= 3.157(1)80(11%)d d d i d ε==-⨯-误 （ε为弹性滑动率）误差11 3.157 3.042100%100% 3.8%5%3.042i i i i --=⨯=⨯=误＜ 符合要求 ② 带速 1801420v=5.948/601000601000d d nm s ππ⨯⨯==⨯⨯满足5m/s<v<25~30m/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()()120120.72d d d d d d a d d +≤≤+ 可得0.7（80+250）≤0a ≤2（80+250） 即231≤0a ≤660，选取0a =500mm所以有：由《机械基础》P 293表13－2查得L d ＝1600mm22210120()(25080)2()2500(80250)1532.813mm 2424500d d do d d d d L a d d mm a ππ⎡⎤--=+++=⨯+++=⎢⎥⨯⎣⎦实际中心距 016001532.813500533.59mm 22d do L L a a --≈+=+= 21125080a 18057.318057.3161.74120533.59o o o o o o d d d d a --=-⨯=-⨯=＞ 符合要求。

3.042 1420 80 （5）确定带的根数z查机械设计手册，取P 1=0.35KW ，△P 1=0.03KW 由《机械基础》P 299表13－8查得，取Ka=0.95 由《机械基础》P 293表13－2查得，K L ＝1.16 则带的根数11 2.42z 5.78()(0.350.03)0.95 1.16d a LP P P K K ===+∆+⨯⨯所以z 取整数为6根 （6）确定带轮的结构和尺寸根据V 带轮结构的选择条件，Y100L1-4型电机的主轴直径为d=28mm ； 由《机械基础》P293 ，“V 带轮的结构”判断：当3d ＜d d1(90mm)＜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d d2>300mm ，所以宜选用E 型轮辐式带轮。

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》P 303表13－12查得，Z 型带的初拉力F 0＝55N ，上面已得到1a =161.74o ，z=6，则1a 161.742sin =2655sin N=651.64N 22oo F zF ∑=⨯⨯⨯（9）带轮的材料选用灰铸铁，HT200。