一级直齿圆柱齿轮减速器

- - - -优质- 机械设计（论文）说明书

题 目：一级直齿圆柱齿轮减速器 系 别： XXX系 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称：

二零一二年五月一日 - -

- -优质- 目 录

第一部分 课程设计任务书-------------------------------3 第二部分 传动装置总体设计方案-------------------------3 第三部分 电动机的选择--------------------------------4 第四部分 计算传动装置的运动和动力参数-----------------7 第五部分 齿轮的设计----------------------------------8 第六部分 链传动的设计----------------------------------8 第七部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计---------------17 第八部分 键连接的选择及校核计算-----------------------20 第九部分 减速器及其附件的设计-------------------------22 第十部分 润滑与密封----------------------------------24 设计小结--------------------------------------------25 参考文献--------------------------------------------25

第一部分 课程设计任务书 - -

- -优质- 一、设计课题： 设计一用于带式运输机上的一级直齿圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限10年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。

二. 设计要求: 1.减速器装配图一张(A1或A0)。 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。 3.设计说明书一份。

三. 设计步骤: 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 设计链传动和链轮 6. 齿轮的设计 7. 滚动轴承和传动轴的设计 8. 键联接设计 9. 箱体结构设计 - - - -优质- 10. 润滑密封设计 11. 联轴器设计 第二部分 传动装置总体设计方案

1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2.特点：齿轮相对于轴承对称分布，要求轴的刚度不大。 3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将链传动和链轮设置在低速级。其传动方案如下：

图一: 传动装置总体设计图 初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。 选择链传动的一级圆柱直齿轮减速器。 计算传动装置的总效率a

:

a=0.99×0.992×0.97×0.95×0.96=0.86

1为联轴器的效率,2为轴承的效率,3为齿轮啮合传动的效率,4为链传动的效率,5

为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率）。 - - - -优质- 第三部分 电动机的选择 1 电动机的选择 皮带速度v: v=1.8m/s 工作机的功率pw

:

pw= F×V1000 = 2200×1.81000 = 3.96 KW 电动机所需工作功率为:

pd= p wηa = 3.960.86 = 4.6 KW 执行机构的曲柄转速为: n = 60×1000Vπ×D = 60×1000×1.8π×300 = 114.6 r/min 经查表按推荐的传动比合理范围，，一级圆柱直齿轮减速器传动比i1=3~6，链传动的传动比i2=2~5，则总传动比合理范围为ia

=6~30，电动机转速的可选范

围为nd = ia

×n = (6×30)×114.6 = 687.6~3438r/min。综合考虑电动机和传动

装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132S-4的三相异步电动机，额定功率为5.5KW,满载转速nm

=1440r/min，同步转速

1500r/min。 2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 （1）总传动比： 由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比- - - -优质- 为: ia=nm/n=1440/114.6=12.6 （2）分配传动装置传动比: ia=i0×i 式中i0,i分别为链传动和减速器传动的传动比。为使链传动的外廓尺寸不致过大，初步取i0

=3，，则减速器传动比为:

i=ia/i0=12.6/3=4.2

第四部分 计算传动装置的运动和动力参数 （1）各轴转速: nI = nm = 1440 = 1440 r/min nII = nI/i = 1440/4.2 = 342.9 r/min nIII = nII/i2 = 342.9/3 = 114.3 r/min （2)各轴输入功率: PI = Pd× = 4.6×0.99 = 4.55 KW PII = PI× = 4.55×0.99×0.97 = 4.37 KW PIII = PII× = 4.37×0.99×0.95 = 4.11 KW 则各轴的输出功率： PI' = PI×0.99 = 4.5 KW PII' = PII×0.99 = 4.33 KW PIII' = PIII×0.99 = 4.07 KW - - - -优质- (3)各轴输入转矩: TI = Td×i0× 电动机轴的输出转矩:

Td = 9550×p dn m = 9550×4.61440 = 30.5 Nm 所以： TI = Td× = 30.5×0.99 = 30.2 Nm TII = TI×i× = 30.2×4.2×0.99×0.97 = 121.8 Nm TIII = TII×i2× = 121.8×3×0.99×0.95 = 343.7 Nm 输出转矩为： TI' = TI×0.99 = 29.9 Nm TII' = TII×0.99 = 120.6 Nm TIII' = TIII×0.99 = 340.3 Nm

第五部分 链传动和链轮的设计 1 选择链轮齿数z1，z2 假设链速v=0.6~3m/s，查表7.6得z1≥17，故选取：z1=25；大链轮齿数： z2=i2×z1 = 3×25 = 75，取z2 = 75 2 确定计算功率Pca 查表7-7得KA = 1，则： Pca = KA×PII' = 1×4.33 = 4.33 - - - -优质- 3 确定链节数Lp' 初选中心距a0 = 40p，则链节数为： Lp'

= 2a0p+z1+z22+z2-z12π 2pa0

= 2×40pp+25+752+75-252π 2p40P = 131.6 取：Lp = 132 4 确定链节距p 由式（7-15），链传动的功率为： P0≥PcaK ZK LK P

由图7-11，按小链轮转速估计，链工作在功率曲线的左侧，查表7-8得： KZ = z1191.08 = 25191.08 = 1.34

KL = Lp1000.26 = 1321000.26 = 1.34 选取单排链，查表7-9，KP = 1 P0 ≥ 4.331.34×1.34×1 = 2.41 KW 由P0=2.41KW和小链轮的转速n2=342.9r/min查图7-11选取链号为08A，再由表7-1查得链节距p = 12.7 mm。由点（n1，P0

)在功率曲线的左侧，与所选

系数KZ、KL

一致。

5 确定中心距

a = p4[L p-z2+z12+L p-z2+z122-8z2-z12π2] = 12.74[132-75+252+132-75+2522-875-252π2] = 510.69 mm 中心距减少量 - - - -优质- Δa = (0.001~0.002)a = (0.002~0.004)×510.69 = 1.02~2.04 mm 实际中心距 a' = a-Δa = 510.69-(1.02~2.04) = 509.67~508.65 mm 取a' = 510 mm 6 验算链速V

v = z1n1p60×1000 = 25×342.9×12.760×1000 = 1.8 m/s 7 计算作用于轴上的压轴力 Fe = 1000Pv = 1000×4.331.8 = 2406 N Fp ≈ 1.2Fe = 1.2×2406 = 2887 N

第六部分 齿轮的设计 （一） 高速级齿轮传动的设计计算 1 齿轮材料、热处理及精度： 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故选用一级圆柱直齿轮减速器，小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面。 材料：高速级小齿轮选用45号钢调质，齿面硬度为小齿轮：250HBS。高速级大齿轮选用45号钢正火，齿面硬度为大齿轮：200HBS。取小齿齿数：Z1

= 20，

则： Z2 = i12×Z1 = 4.2×20 = 84 取：Z2 = 84