1、安徽理工大学继续教育学院毕业设计 1 电动机驱动带式运输减速器设计 摘要 减速器是在刚性壳体内的齿轮传动，蜗杆传动或齿轮 -蜗杆传动所组成的独立部件，在电机和皮带之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和正大转矩来达到减速目的的传动装置。本次就是根据具体的工艺要求，设计一个二级圆柱型齿轮型减速器。包括电机的选择，主体传动机构的设计，主要零，部件设计，电机的选择，并详细介绍齿轮和轴的设计，包括材料与热处理，齿轮主要参数，轴的结构，强度及刚度的校核等。 关键词 ：减速器，齿轮，轴， 电机 Abstract: Reducer is inside the shell with a rigid gear
2、transmission, worm drive and gear - worm drive composed of independent components, an independent closed between the motor and belt transmission device, used to reduce speed and board torque can achieve the goal of reduction gear.This is according to the specific technical requirements, design a sec
3、ondary type cylindrical gear reducer.Including the selection of motor, the design of the main transmission mechanism, main zero, parts design, the choice of motor, and introduces in detail the design of the gear and shaft, including material and heat treatment, gear main parameters, the structure of
4、 the shaft, such as the strength and stiffness of the. Key words: reducer, gear, shaft, motor 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 2 目录 目录 . 2 1 设计任务 . 3 1.1 设计已知条件： . 3 1.2 材料建议： . 3 2 传动方案 . 3 2.1 传动方案分析 . 3 2.2 电动机的选择 . 4 2.3 传动装置的运动和动力参数 . 5 3 V 带设计 . 6 3.1 确定 V 带型号 . 6 3.2 齿轮的设计 . 8 3.2.1 设计要求 . 8 3.2.2 基 本参数及其核验
5、. 8 3.3 大小齿轮的设计 . 9 4 轴的设计 .10 4.1 高速轴设计 .10 4.1.1 轴结构设计 .10 4.1.2 轴上的载荷 .12 4.2 中间轴的设计 .14 4.2.1 轴的结构设计 .14 4.2.2 轴上的载荷 .15 4.3 输出轴的设计 .17 4.3.1 轴的结构设计 .17 4.3.2 轴上的载荷 .19 5 减速器机体结构尺寸 .21 6 设计总结 .22 参考文献： .23 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 3 电动机驱动带式运输减速器设计 1设计任务 1.1设计已知条件： 1 输入功率： P1=4KW； 2 减速机输入轴转速： n1=960r/min
6、； 3 传动比 i=18(减速器内传动比 ) 4 单项传动，负载平稳，中型机械 5 设计寿命， 10 年 1.2材料建议： 1 齿轮， 8级精度，小齿轮 40cr 钢，调质齿面硬度 250hbs,大齿轮 45#钢，齿面硬度 225HBS。 2 传动轴：选用 45#钢，正火处理， 200HBS,b=590Mpa 3 电动机， JO2-32-2（旧标准） P=4KW， n=1500r/min 2传动方案 2.1传动方案分析 1组成：传动装置由电机，减速器，皮带输送机组成 2传动方案 按照转速要求，所选电机转速高，传动功率大，将 V带设置在高速级，传动方案如下： 1） 外传动为 V 带传动 2） 减
7、速器为二级圆柱齿轮减速器 结构如图所示： 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 4 图一 3传动装置的传动比 56.19 6 0/1 5 0 0/ 21 NNI v 其中， VI 为 V带传动比， 1N 为电机转数， 2N 为输入转数。 分配传动比为： 1821 II ， 按展开式布置，考虑润滑油条件，为了使两级大齿轮直径相近，可由二级圆柱齿轮减速器的传动比分配图取 8.41I ，则 75.38.4/18/ 12 III ，其中 1I 为高转速传动比， 2I 为低转速传动比。 2.2电动机的选择 1电机功率 按照工作要求和条件，选用 Y 系列三相电机，查手册： 1 V带效率， 94.01 2 轴承
8、效率， 99.02 3 每对圆柱齿轮传动效率， 96.03 4 联轴器效率， 99.04 5 输送机滚动到传送带之间的传动效率， 96.05 传动系统总效率 5645342312 ，其中 94.012 V带传送效率 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 5 9504.099.096.03223 V 带到一级齿轮传送效率 9504.099.096.03434 一尺 齿轮到二级齿轮传送效率 9801.099.099.05445 二级齿轮到联轴器传送效率 9 5 0 4.099.096.05456 联轴器到传送带传送效率 因此得到： 7 9 1.09 5 0 4.09 8 0 1.09 5 0 4.09
9、 5 0 4.094.0 kwPPd 17.496.0/4/ 1 2电机转速 取 V 带传动比 i=1.5 N电机 =N 输入 *i=960*1.5=1440r/min 选择转速为 1500r/min,电机型号为 Y112M-4 Y112M-4 主要参数如下： 基本参数 机座号 Y112M 中心高 112 性能参数 额定功率（ kw） 4 安装尺寸 A B 轴伸尺寸 D E 同步转速（ r/min） 1500 190 140 28 60 满载转速（ r/min） 1440 平键尺寸 F G 外形尺寸 L HD AC/2 AD 额定转矩（ N.m） 2.2 8 24 400 265 95 190
10、 质量（ kg） 43 表 1 2.3传动装置的运动和动力参数 1各轴转速 将传动专职各轴由高速到低速一次定义为 1轴， 2 轴， 3 轴 其中 01 ， 02 ， 03 依次为电机与轴 1，轴 1与轴 2，轴 2 与轴 3 之间传动效率。 min/9601 rn m in/2 0 08.4/9 6 0/ 112 rInn m in/5318/960/13 rInn 2各轴输入功率 KwP 41 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 6 KWKwPP 8016.396.099.04112 KWKwPP 613.396.099.096.099.043213 3各轴输入转矩 mNnPT wdd .63
11、.271 4 4 0/17.49 5 5 09 5 5 0 mNITT vd .79.3996.05.163.27011 mNITT .52.18199.096.08.479.3902112 mNITT .96.6 4 699.096.075.353.1 8 103223 根据参数得出下表： 轴号 输入功率 P（ KW） 输入转矩 T（ N.m） 转速 电动机轴 4 2.2 1440 1轴 4 39.79 960 2轴 3.80 181.52 200 3轴 3.61 646.96 53 连接件传动件 一级齿轮 二级齿轮 传动比 i 4.8 3.75 传动效率 0.9504 0.9504 表 2
12、 3 V带设计 3.1确定 V 带型号 由机械设计基础表 13-8得： 2.1AK 则KwPKPK dAcA 004.517.42.1,2.1 根据 KwPc 004.5 ， min/1440rn , 由图 13-15，选择 A型 V带 ,取 1001d ， 14798.01005.1)1(1212 dnnd ，查表 13-9 取 1502d ， 为传动带滑动率 02.001.0 。 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 7 2验算带速： smndV /54.7100060 11 ，带速在 525m/s 范围内，选择合适。 3确定 V 带基准长度 dL 和中心距 a； 初步选取中心距 a： 3 7
13、 5)1 5 01 0 0(5.1)(5.1 210 dda ， 基准长 度 dL ： 17.11444)()(2202122100 a ddddaL ， 由表 13-2，取 1120dL 。 由式 13-16 计算实际中心距： 09.3 8 72 00 LLaa d 。 4验算小带轮包角 ： 由式 13-1得： ,1 2 0,6.1 7 23.571 8 0 21 a dd 选择可行。 5 V 带根数 Z： Lc KKPP PZ )( 00 ， 由表 13-3，表 13-5得， 32.10P ， 13.00 P ， 由表 13-2，表 13-7得， 91.0,98.0 LKK ， 带入得到
14、88.391.098.0)13.032.1( 001.5)( 00 Lc KKPP PZ ，取 Z=4 根。 6作用在带轮轴上的压力 QF ： 由表 13-1得， mkgq /1.0 ，带入式 13-17 得单根 V 带的初拉力： NqvKzv PF ac 3.13454.71.0)198.0 5.2(54.74 001.5500)15.2(500 220 ， 作用在轴上的压力： NZFF Q 2.10722 6.172s i n3.134422s i n2 0 。 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 8 3.2齿轮的设计 3.2.1设计要求 齿轮， 8 级精度，小齿轮 40cr 钢，调质齿面硬
15、度 250hbs, MpaH 7001lim ，MpaFE 5801 。 大齿轮 45#钢，齿面硬度 225HBS。 MpaH 5702lim ， MpaFE 4502 ， 2.1SH ，25.1SF 。 M p aSHHH 5 8 32.1/7 0 0/1lim1 ； M p aSHHH 4752.1/570/2l i m2 ； M p aSFFEF 47225.1/580/11 ； M p aSFFEF 36025.1/450/22 。 3.2.2基本参数及其核验 1按齿面接触轻度设计： 根据表 11-3，表 11-4：取载荷系数 K=1.5， ZE=188，取齿轮宽系数9.0d，对于标准
16、齿轮， 5.2ZH 1.56)475 5.2188(8.48.0 )18.4(1079.395.12)()1(2 3 233 21111 HHdZZuuKTd 取齿数 ,201z 则 968.4202 z 模数 8.220/1.56/ 11 zdm ，则取 3m ， 实际 mmzmd 603201 ， mmd 2883962 ， 齿宽 b ， mmdb d 54609.01 ，取 mmb 602 ， mmb 651 中心距 mmdda 1 7 42 2 8 8602 21 2齿轮弯曲强度核验 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 9 由图 11-9,11-8，取齿形系数 81.1,13.2,58.
17、1,76.2 2211 safasafa YYYY M p aM p azbm YYK T Y FsafaF 47249.4420965 58.176.210979.35.122 1412 1111 Mp aMp aYY YY Fsafa safaFF 3603.3958.176.2 81.113.249.44 211 2212 齿轮的圆周速度 smndv /360000 96060100060 11 对照表 11-2，其选择 8 级精度正合适。 3.3大小齿轮的设计 1材料 低速级小齿轮： 8级精度，小齿轮 40cr钢，调质齿面硬度 250hbs, MpaH 7001lim ，MpaFE 5
18、901 大齿轮 45#钢，齿面硬度 225HBS。 MpaH 5802lim ， MpaFE 4502 ， 1.1hS ，25.1FS 。 Mp aS hHH 6 3 61.1/7 0 0/1lim1 M p aS hHH 5271.1/580/2l i m2 Mp aS hFEF 47225.1/580/11 M p aS hFEF 3 6 025.1/4 5 0/22 3齿面接触强度： 按表 11-3,11-4，取载荷系数 K=1.5， ZE=188，取齿宽系数 8.0d ，对于标准齿轮 5.2HZ 。2.88)527 5.2188(75.38.0 )175.3(53.1815.12)()
19、1(2 3322222 HHedZZuuKTd 。 齿数取 223z ，则有 835.822275.34 z 。 模数 0.422/2.88/ 33 zdm 。 安徽理工大学继续教育学院毕业设计 10 齿宽 56.702.888.03 db d ，取 mmbmmb 75,70 34 。 取 4m ，实际 mmzmd 884223 ， mmd 3324834 。 中心距 mmdda 2 1 02 43 。 4齿轮弯曲强度： 齿形系数： 75.1,28.2,57.1,83.2 4433 safasafa YYYY M p aM p azmb YYK T Y FsafaF 47265.9122167
20、5 57.183.210153.185.122 14323 3323 Mp aMp aYY YY Fsafa safaFF 36031.8257.183.2 75.128.265.91 233 4434 齿轮的圆周速度 smndv /9.06 0 0 0 020088100060 23 对照表 11-2,8 级精度是合适的。 4轴的设计 4.1高速轴设计 4.1.1轴结构设计 1轴上零件装配方 案： 材料： 45#钢，正火处理，齿面硬度 200HBS 拟定装配方案如图： 3-图 2 从左导游一次为轴承，小齿轮 1，轴套，轴承，带轮，将其分为 1-11 的区间段 2各轴段尺寸 表 14-2 取 111,35 CMpa 。根据式 14-2得
