1、 1 一级圆柱齿轮减速器设计说明书 一、传动方案拟定 . 3 二、电动机的选择 .4 三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 . .6 四、传动装置的运动和动力设计 .7 五 、齿轮传动的设计 .15 六 、传动轴的设计 . .18 七 、箱体的设计 . . .27 八 、键连接的设计 29 九 、滚动轴 承的设计 31 十 、润滑和密封的设计 32 十 一 、联轴器的设计 33 十 二 、设计小结 .33 2 计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 设计单级圆柱齿轮减速器 、 工作条件： 输送 带常温下 连续工作 ，空载起动 ， 工作载荷平稳， 使用期限 5 年， 两 班制工作，输送带速度
2、容许误差为 5% ， 环境清洁。 、原始数据： 输送带有效拉力 F=6500N； 带速 V=0.8m/s； 滚筒直径 D=335mm； 方案拟定： 采用开始齿轮 传动与 减速齿轮 的组合，即可满足传动比要求； 同时由于带传动具有良好的缓冲 、吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。 3 二、电动机选择 1、电动机类型和结构的选择：选择 Y 系列三相 异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2、电动机容量选择： 电动机所需工作功率为： 式（ 1）： d a
3、(KW) 由式 (2)： V/1000(KW) 因此 Pd=FV/1000 a(KW) 由电动机至运输带的传动总效率为： 总 = 5 式中： 1、 2、 3、 4、 5分别为 开式齿轮 传动、轴承、圆柱齿轮传动、 联轴器和滚筒的传动效率 。 取 =0.98（ 开式齿轮 传动） ， 0.98， 0.98, 0.99（弹性联轴器） ， 5=0.96(卷筒 )。 则： 总 =0.98 0.98 0.98 0.98 0.99 0.97 =0.886 所以：电机所需的工作功率： Pd= FV/1000 总 4 =(6500 0.8)/(1000 0.886) =5.87(KW) 3、确定电动机转速 卷筒
4、工作转速为： n 卷筒 60 1000 V/（ D） =(60 1000 0.8)/（ 335） =45.63（ r/min） 根据机械设计基础课程设计指导书上推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围 I =3，取 开式齿轮 传动比 I1 = 。则总传动比理论范围为： I a。 故电动机转速的可选范围为 : N d = a n 卷筒 =(6 24) 45.63 =274 1095(r/min) 则符合这一范围的转速有： 720、 1000 r/min )， 根据容量和转速， 由指导书附表 9-1 查出 两 种适用的电动机型号（制表如下） : 方 案 电 动 机 型 号 额定功率
5、 电动机转速 (r/min) 电动机重量 kg 传动装置传动比 同步转速 满载转速 总传动比 开式齿轮 传动 减速 器 1 Y160L-8- 7.5 750 720 140 15.77 4 3.9 2 Y160M-6 7.5 1000 970 116 21.2 4 5.3 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格 5 中心高 H 外形尺寸 L (AC/2+AD) HD 底角安装尺寸 A B 地脚螺栓孔直径 K 轴 伸 尺 寸 D E 装键部位尺寸 F GD 160 605 382.5 315 254 210 15 42 110 12 45 三、确定传动装置的总传动比和分配 各 级传动比： 由
6、选定的电动机满载转速 nm和工作机主动轴转速 n 1、可得传动装置总传动比为： I a =nm/n=nm/n 卷筒 =720/45.63 =15.77 以及 带传动、减速器传动比， 我们选择第 一 种方案 。 此选定电动机型号为 Y160L-8，其主要性能： 电动机主要外形和安装尺寸： 6 2、 分配各级传动装置传动比： 总传动比等于各级传动比的乘积， I a =i0 i1 （式中 i0、 i1 分别为带传动 和减速器的传动比） 为使带传动的尺寸不至过大，满足齿轮传动的传动比大于带传动的传动比要求，取 i0=4（普通 开式齿轮 i0=2 4）， 因为 : I a =i0 i1 所以 : i1
7、I a i0 15.77/4 3.94 四、传动装置的运动和动力设计： 将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴，其中： i0,i1 为相邻两轴间的传动比 ； 01， 12 为相邻两轴的传递 效率 ； P， P 为各轴的输入功率（ KW） ； P， P 为各轴的输出功率（ KW）； T， T 为各轴的输入转矩（ N m） ； T， T 为各轴的输出转矩（ N m）； n ,n 为各轴的 转速 （ r/min） 。 7 可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数 : 1、 运动参数及动力参数的计算 : （ 1）计算各轴的转数： 轴： n =nm =720（ r/min） 轴：
8、n = n / i1 =720/3.94=182.7(r/min) 卷筒轴： n = n / i2 =182.7/4=45.63(r/min) （ 2）计算各轴的功率： 轴： P =Pd 01 =Pd 1 =5.87 0.98=5.75（ KW） 轴： P = P 12= P 2 3 =5.75 0.98 0.98 =5.52（ KW） 卷筒轴 : P = P 23= P 3 4 =5.52 0.98 0.99 0.98=5.25（ KW） 计算各轴的输入转矩： 因为 电动机轴输出转矩为： Td=9550 Pd/nm=9550 5.87/720 由机械零件表 1得到： 1=0.98 2=0.9
9、8 3=0.98 4=0.99 8 =77.8（ N m） 轴 ： T = Td 01= Td 1 =77.8 0.98 0.98=74.7（ N m） 轴 ： T = T i1 12= T i1 2 3 =74.7 3.94 0.98 0.98 0.98=277（ N m） 卷筒轴 ： T = T 23= T 3 4 =277 4 0.98 0.98 0.98 0.98 =1022（ N m） 计算各轴的输出功率： 由于轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率： 所以 ： P =P =5.75 0.98=5.63（ KW） P = P =5.52 0.98=5.4（ KW） P = P =5.
10、25 0.98 0.99=5.09(KW) 计算各轴的输出转矩： 由于轴的输出转矩分别为输入转矩 乘以轴承效 率： 所以： T = T =74.7 0.98=73.2（ N m） T = T =277 0.98=271.4(N m) i0 为带传动传动比 i1 为减速器传动比 滚动轴承的效率 在本设计中取 0.98。 9 T = T =1022 0.98 0.99=991.5 (N m) 综合以上数据，得表如下 : 轴名 效率 P （ KW） 转矩 T （ N m） 转速 n r/min 传动比 i 效率 输入 输出 输入 输出 电动机轴 5.87 77.8 720 3.94 0.98 轴 5
11、.75 5.63 74.7 73.2 720 1.00 0.96 轴 5.52 5.4 277 271.4 182.7 4.00 0.97 卷筒轴 5.25 5.09 1022 991.5 45.63 10 五 、齿轮传动的设计： (1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。 小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料为 45 号钢调质，齿面硬度为 250HBS，大齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为 200HBS。 齿轮精度初选 8 级 (2)、初选主要参数 Z1=20 ， u=3.94 Z2=Z1 u=20 3.94=78.85 取 a=0.3，则 d=0.3（ i+1） =1.48 （ 3）按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径 d1 21 123 HHE ZZZuudkT 确定各参数值 1 载荷系数 查 机械零件 表 6-6 取 K=1.0 2 小齿轮名义转矩 T1=9.55 106 P/n1=9.55 106 5.75/720 =0.747 105 N mm 3 材料弹性影响系数 由 机械零件 表 6-7 ZE=189.8 MPa
