机械课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书

湖南理工学院机械设计课程设计设计题目：起重机传动装置设计系部：专业：学生姓名：起迄日期: 2013年12月24日~ 2014 年1月14日指导老师：教研室主任：设计任务书1、题目设计用于起重机的机械传动装置——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3、原始数据1、提升重量G =750kgf；2、重物提升速度υ=0.60m/s；3、滚动槽底直径D=240mm ,钢丝绳直径D=9.3mm；4、滚筒效率ηj=0.96；5、工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；6、使用折旧期10年；7、工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35o C；8、动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；9、检修间隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修；10、制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

11、允许误差：允许输送带速度误差5%5、设计任务1、绘制减速器的装配图和部分零件工作图。

减速器装配图一张（A0或A1）；轴及轴上齿轮的零件图各一张（A3或A4）；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)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起重机的机械传动装置方案：V带传动和一级闭式齿轮（封闭卧式结构）传动，其传动装置见下图。

2、选择电动机（1）选择电动机的额定功率①起重机原始数据的第6组数据，即：②工作机所需功率为： KW v F P 5.46.0750=⨯=⨯=③ 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、弹性套柱销联轴器、滚筒、滚动轴承的效率，查取《机械设计手册》附录3 选取1η=0.96 、2η=0.98（8级精度）、3η=0.99、4η=0.96、5η=0.96（球轴承）故22123450.960.980.990.960.990.876ηηηηηη==⨯⨯⨯⨯≈③ 电动机所需功率为KW P P d 14.5876.05.4===η又因为电动机的额定功率ed d P P ≥ 查《简明机械设计手册》附录50，选取电动机的额定功率为5.5kW ，满足电动机的额定功率 d ed P P ≥。

（1） 确定电动机的转速传动滚筒轴工作转速：min 77.4724014.3100060.06014.3100060r Dv n w =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= 查《机械设计》P 154附表8-4b ， V 带常用传动比为i 1=2~5，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=6~25。

又 因为mw n i n =，故 电动机的转速可选择范围相应为：294.816r/min n 1228.4r/min ≤≤。

符合这一范围的同步转速有750r/min 和1000r/min 两种。

（3） 确定电动机的型号选上述不同转速的电动机进行比较，查《简明机械设计手册》附录50及相关资料得电动机数据：选取同步转速为1000r/min 的M 系列电动机，型号为Y132M2-6。

查《简明机械设计手册》表19-5，得到电动机的主要参数：电动机的技术数据3、 传动装置的总传动比的计算和分配 （1） 总传动比01.2075.47960===w m n n i （2） 分配各级传动比各级传动比与总传动比的关系为i=i 1i 2。

根据V 带的传动比范围i 1=2 ~5 ，初选i 1＝4，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为i 2=5，符合圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i 2=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① 0轴（电动机轴）的输出功率为：0ed P =P =5.50kW②1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=5.50kW 0.96=5.28kW ed P P η=⨯带③ 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=5.28kW 0.990.98=5.12kW 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=5.12kW 0.990.99=5.02kW P P ηη=⨯⨯承联（2） 计算各轴转速① 0轴（电动机轴）的转速： 960/m i n m n n r == ② 1轴（减速器高速轴）的转速：1111960min /240min 4m r n n i r --⋅===⋅③ 2轴（减速器低速轴）的转速：min 97.4701.2096021212r i i n i n n m ====④ 3轴（滚筒轴）的转速：min 97.4701.2096021213r i i n i n n m ====（3） 计算各轴转矩① 0轴（电动机轴）的转矩：000 5.59550/955054.714960/m i nkWM Pn N m r ==⨯=⋅④ 1轴（减速器高速轴）的转矩：111 5.289550/9550210.1240/m i nkW M Pn N m r ==⨯=⋅ ⑤ 2轴（减速器低速轴）的转矩：m N rkWn P M ⋅=⨯==30.1019min97.4712.595509550222④ 3轴（滚筒轴）的转矩：m N r kWn P M ⋅=⨯==39.999min97.4702.595509550333把上述计算结果列于下表：表三二、 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，两班工作制（16小时），查《机械设计》表8-7查的工作情况系数K A ＝1.2。

即 1.2 5.5 6.6kW 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《机械设计》P157表8-11选取。

根据算出的P d ＝6.6kW 及小带轮转速n 1＝960r/min ，查图得：d d =125~280mm 可知应选取B 型V 带。

（3）确定带轮的基准直径并验证带速由《机械设计》表8-8普通V 带轮的基准直径系列查得，小带轮基准直径为125~140mm （d dmin =125mm ），则取d d1= 140mm> d dmin .（d d1根据P 157表8-8查得）21214,=1404=560mm d d d d i d d ==⨯所以 由《机械设计》P 157表8-8查“V 带轮的基准直径”，得2d d =560mm① 误差验算传动比：21560=4.04(1)140(11%)d d d i d ε==-⨯-误 （ε为弹性滑动率）误差11 4.044100%100% 1.0%5%4i i i i --=⨯=⨯=误＜ 符合要求 ② 带速 1140960v=7.03/601000601000d 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《机械设计》公式8-20得，()()120120.72d d d d d d a d d +≤≤+ 可得0.7（140+560）≤0a ≤2（140+560） 即490≤0a ≤1400，选取0a =900mm所以有：由《机械设计》P 146表8－2，查得v 带的基准长度为：L d ＝2800mm实际中心距 028002948900826mm 22d do L L a a --≈+=+= 211560140a 18057.318057.3150.86120826o o o o o o d d d d a --=-⨯=-⨯=＞符合要求。

（5）确定带的根数z根据d d1= 140mm 和n=1000r/min ，查《机械设计》表8-4a 和表8-4b ，取单根普通V 带的基本额定功率和单根普通V 带额定功率的增量分别为：P 1=2.10KW ，△P 1=0.30KW由《机械设计》P 155表8-5查得包角修正系数，取Ka=0.92 由《机械设计》P 146表8-2查得带长修正系数，K L ＝1.05 则带的根数11 6.6z 2.84()(2.100.30)0.92 1.05d a LP P P K K ===+∆+⨯⨯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《机械设计》P 161 ，“V 带轮的结构”判断：当3d ＜d d1(140mm)＜300mm ，22210120()(560140)2()2900(140560)2948mm 2424900d d do d d d d L a d d mm a ππ⎡⎤--=+++=⨯+++=⎢⎥⨯⎣⎦可采用H 型孔板式或者P 型腹板式带轮，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）计算单根V 带的初拉力的最小值（F 0）min由《机械设计》表8-3得B 型带的单位长度质量 q=0.18Kg/m.022min (2.5)(2.50.92) 6.6()5005000.187.03277.620.9237.03ed P K F qv NK zv ∂∂--⨯=⨯+=⨯+⨯=⨯⨯（9）计算压轴力已知B 型带的初拉力F 0＝277.62N, 1∂=150.80o ，z=3，则1150.802s i n=23277.62s i nN =1612.42N22o o F zF ∑∂=⨯⨯⨯ （10）带轮的材料 选用灰铸铁，HT200。