单级减速器

PAGEPAGE4单级减速器设计说明书设计题目：学号：学生姓名：指导教师：完成日期：设计课题：机械设计基础课程设计一，传动 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 拟定。设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动。1、工作为双班工作制，空载起动，工作载荷平稳，电压380/220V的三相交流电源。２、原始数据：输送带有效拉力：F=3000N输送带工作速度：v=1.2m/s输送机滚筒直径:d=400mm方案拟定：1采用Ｖ带传动与齿轮传动的组合，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。1.电动机2.V带传动3.圆柱齿轮减速器4.连轴器5.滚筒二、运动参数和动力参数计算（1）电动机的选择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）：Ｐd＝ＰＷ／ηa　()由电动机至运输带的传动总效率为：η总=η１×η２2×η３式中：η1、η2、η3、η4分别为带传动、轴承、齿轮传动。η１=0.96η２=0.99η３=0.987ηη总=0.91所以：电机所需的工作功率：Ｐd＝ＰＷ／ηa=3.2/0.91=3.52kw3.额定功率ped=5.5.查表二十章20-14.根据手册Ｐ７表１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’=3～６。取Ｖ带传动比Ｉ１’=２～４。则总传动比理论范围为：Ｉa’＝６～２４。则电动机转速可选为：N’d=I’a×n卷筒=78*（2-4）*（3-6）=468-1872r/min76*（2-4）*（3-6）=468-1872r/min则符合这一范围的同步转速有：1000、1500（2）分配传动比I总=1420/52=11.1方案电动机型号额定功率电动机转速满载电动机效率功率因数总传动比V带传动比单级减速器1Y132M2-64960840.7711.133.7综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，可见此方案比较适合。其主要性能：电动机轴伸出端直径38K6。电动机轴伸出端安装长度80电动机中心高度132电动机外形尺寸长*宽*高=515*345*3155启动转矩：2三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比：由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为：I总=nm/nnm/n=960/78=12.30960/7612.63总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比i总=i1×i2（式中i1、i2分别为带传动和减速器的传动比）2、分配各级传动装置传动比：根据指导书，取i1=3.5（普通V带i1=2～4）3因为：　　　i总＝i1×i2所以：　　　i2＝I总／i1＝12.3/3.512.63/3.1=4.07＝4.39四、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Ⅰ轴，Ⅱ轴，......以及i0,i1，......为相邻两轴间的传动比η01，η12，......为相邻两轴的传动效率PⅠ，PⅡ，......为各轴的输入功率（KW）TⅠ，TⅡ，......为各轴的输入转矩（N·m）nⅠ,nⅡ,......为各轴的输入转矩（r/min）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：0轴：n0=nm=960（r/min）Ⅰ轴：nⅠ=nm/i1=960/3.5=274（r/min）　　Ⅱ轴：nⅡ=nⅠ/i2=274/4.39=62.4r/min（2）计算各轴的功率：0轴：P0=Ped=4（KW）Ⅰ轴：PⅠ=Pd×η01=Pd×η1=4*0.6=3.84（KW）Ⅱ轴：PⅡ=PⅠ×η12=PⅠ×η2×η3=53.84*0.99*0.97=3.64（KW）（3）计算各轴的输入转矩：电动机轴输出转矩为：0轴：T0=9550·Pd/nm=9550×4/960=39.79N·mⅠ轴：TⅠ=9550*p1/n1=9550*3.84/343=106.91N·mⅡ轴：TⅡ=9550*p2/n2=9550*3.64/=557N·m计算各轴的输出功率：由于Ⅰ～Ⅱ轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率：故：P’Ⅰ=PⅠ×η轴承=2.33*0.95=2.20KWP’Ⅱ=PⅡ×η轴承=2.20*0.98*0.98=2.10KW项目电机轴高速轴低速轴转速96027431062.476.2功率43.843.64转矩39.79106.91557传动比12.312.633.54.07效率0.960.96五、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。小齿轮选软齿面，大齿轮选软齿面，中等冲击。小齿轮的材料为45钢调质，齿面硬度为197—286HBS,σHlim=580Mpa,σFE=950Mpa大齿轮的材料为45钢正火，齿面硬度为156--217HBS,σHlim=380Mpa,σFE=310Mpa轮精度初选8级由表11-5，取SH=1.1SF=1.25[σH1]=σHlim2/H=580/1.1=527Mpa[σH2]=σHlim1/SH=380/1.1=345Mpa[σF1]=σFE/SF=450/1.25=360Mpa[σF2]=σFE/SF=310/1.25=248Mpa(2)、初选主要参数Z1=32，u=3.7Z2=Z1·u=32×3.7=96齿宽系数为0.7（3）按齿面接触疲劳强度设计计算小齿轮分度圆直径d1≥确定各参数值eq\o\ac(○,1)载荷系数查课本表6-6取K=1.5eq\o\ac(○,2)小齿轮名义转矩T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×3.84/274=1.34×105N·mmeq\o\ac(○,3)材料弹性影响系数ZE=188eq\o\ac(○,4)区域系数ZH=2.5d1≥=118.4mm(4)确定模数m=d1/Z1≥118.4/32=3.7mm取 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 模数值m=3小轮分度圆直径d1=m·Z=3×32=67mmeq\o\ac(○,2)齿轮啮合宽度b=Ψd·d1=0.8×118.4=94.72mmd1=m·Z=96mmd2=m·Z1=3×67=202mma=（d1+d2）/2=135b1=100mmb2=95mm取小齿轮宽度b1=100mm验算齿轮弯曲强度复合齿轮系数YFA1=2.56YFA2=1.63YSA2=2.13YSA2=1.81由式得［σF］1=2KT1YFA1YSA2/bmZ1=61.3<［σF1］=360Mpa［σF］2=YFA2YSA2/YFA1YSA2=56.6<［σF2］=248Mpa（7）验算初选精度等级是否合适齿轮圆周速度v=π·d1·n1/（60×1000）=3.14×96×310/（60×1000）=1.56m/s<6对照表6-5可知选择8级精度合适。结果：m=3a=135小齿轮z1=32d=67大齿轮z2=96d=202六轴的设计齿轮轴的设计1，5—滚动轴承2—轴3—齿轮轴的轮齿段4—套筒6—密封盖7—轴端挡圈8—轴承端盖9—带轮10—键(1)按扭转强度估算轴的直径选用45#调质，硬度197~286HBS轴的输入功率为PⅠ=3.84KW转速为nⅠ=310r/min查表得取c=107d≥(2)确定轴各段直径和长度eq\o\ac(○,1)从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则轴应该增加5，取D1=Φ30mm，又带轮的宽度B=（Z-1）·e+2·f=（3-1）×20+2×8=60mm则第一段长度L1=65mmeq\o\ac(○,2)右起第二段直径取D2=Φ38mm根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm，则取第二段的长度L2=80mmeq\o\ac(○,3)右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6316型轴承，其尺寸为d×D×B=40×80×18，那么该段的直径为D3=Φ40mm，长度为L3=25mmeq\o\ac(○,4)右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D4=Φ48mm，长度取L4=15mmeq\o\ac(○,5)右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为Φ115.5mm，分度圆直径为Φ110mm，齿轮的宽度为110mm，则，此段的直径为D5=Φ110mm，长度为L5=100mmeq\o\ac(○,6)右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D6=Φ48mm长度取L6=15mmeq\o\ac(○,7)右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D7=Φ40mm，长度L7=20mm(3)求齿轮上作用力的大小、方向eq\o\ac(○,1)小齿轮分度圆直径：d1=104.4mmeq\o\ac(○,2)作用在齿轮上的转矩为：T1=1.88.85*105N·mmeq\o\ac(○,3)求圆周力：FtFt=2T2/d2=2×1.8885×105/60=6295eq\o\ac(○,4)求径向力FrFr=Ft·tanα=6295×tan200=2291.2NFt，Fr的方向如下图所示（4）轴长支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。水平面的支反力：RA=RB=Ft/2=3147.5N垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则Fa=0那么RA’=RB’=Fr×70/124=1150.6N（5）画弯矩图右起第四段剖面C处的弯矩：水平面的弯矩：MC=PA×70=64Nm垂直面的弯矩：MC1’=MC2’=RA’×70=25Nm合成弯矩：（6）画转矩图：T=Ft×d1/2=65.0Nm（7）画当量弯矩图因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.8可得右起第四段剖面C处的当量弯矩：（8）判断危险截面并验算强度eq\o\ac(○,1)右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C为危险截面。已知MeC2=62.04Nm,由课本表13-1有:［σ-1］=60Mpa则：σe=MeC2/W=MeC2/(0.1·D43)=73.14×1000/(0.1×443)=12Nm<［σ-1］eq\o\ac(○,2)右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面：σe=MD/W=MD/(0.1·D13)=35.4×1000/(0.1×303)=15.84Nm<［σ-1］所以确定的尺寸是安全的。输出轴的设计计算确定轴上零件的定位和固定方式（如图）1，5—滚动轴承2—轴3—齿轮4—套筒6—密封盖7—键8—轴承端盖9—轴端挡圈10—半联轴器(2)按扭转强度估算轴的直径选用35#调质，硬度241~286HBS轴的输入功率为PⅡ=2.21KW转速为nⅡ=476.7r/min根据课本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=115d≥(3)确定轴各段直径和长度eq\o\ac(○,1)从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取Φ45mm，根据计算转矩TC=KA×TⅡ=1.3×806.98=1049.1Nm，查标准GB/T5014—2003，选用LXZ2型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为l1=84mm,轴段长L1=82mmeq\o\ac(○,2)右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取Φ52mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为30mm，故取该段长为L2=74mmeq\o\ac(○,3)右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6211型轴承，其尺寸为d×D×B=55×100×21，那么该段的直径为Φ55mm，长度为L3=36eq\o\ac(○,4)右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联接，直径要增加5%，大齿轮的分度圆直径为270mm，则第四段的直径取Φ60mm,齿轮宽为b=60mm，为了保证定位的可靠性，取轴段长度为L4=58mmeq\o\ac(○,5)右起第五段，考虑齿轮的轴向定位,定位轴肩，取轴肩的直径为D5=Φ66mm,长度取L5=10mmeq\o\ac(○,6)右起第六段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D6=Φ55mm，长度L6=21mm(4)求齿轮上作用力的大小、方向eq\o\ac(○,1)大齿轮分度圆直径：d1=270mmeq\o\ac(○,2)作用在齿轮上的转矩为：T1=2.1.×105N·mmeq\o\ac(○,3)求圆周力：FtFt=2T2/d2=2×5.07×105/468=2166.7Neq\o\ac(○,4)求径向力FrFr=Ft·tanα=2166.7×tan200=788.6N（5）轴长支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。水平面的支反力：RA=RB=Ft/2=1075.44N垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则Fa=0那么RA’=RB’=Fr×62/124=394.3N（6）画弯矩图右起第四段剖面C处的弯矩：水平面的弯矩：MC=RA×62=120.65Nm垂直面的弯矩：MC1’=MC2’=RA’×62=41.09Nm合成弯矩：（7）画转矩图：T=Ft×d2/2=508.0Nm（8）画当量弯矩图因为是单向回转，转矩为脉动循环，α=0.8可得右起第四段剖面C处的当量弯矩：（9）判断危险截面并验算强度eq\o\ac(○,1)右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所以剖面C为危险截面。已知MeC2=310.21Nm,由课本表13-1有:［σ-1］=60Mpa则：σe=MeC2/W=MeC2/(0.1·D43)=307.56×1000/(0.1×603)=14.15Nm<［σ-1］eq\o\ac(○,2)右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面：σe=MD/W=MD/(0.1·D13)=304.8×1000/(0.1×453)=33.45Nm<［σ-1］所以确定的尺寸是安全的。七,滚动轴承的选择和计算根据条件，轴承预计寿命Lh7×365×8=20440小时1.输入轴的轴承设计计算（1）初步计算当量动载荷P因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr760N（2）求轴承应有的径向基本额定载荷值（3）选择轴承型号查课本表11-5，选择6316轴承Cr=29.5KN由课本式11-3有∴预期寿命足够∴此轴承合格2.输出轴的轴承设计计算（1）初步计算当量动载荷P因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr=1369.61N（2）求轴承应有的径向基本额定载荷值（3）选择轴承型号查课本表11-5，选择6317轴承Cr=43.2KN由课本式11-3有∴预期寿命足够∴此轴承合格八,键联接的选择及校核计算1．输入轴与大带轮联接采用平键联接此段轴径d1=95mm,L1=70mm查手册得，选用C型平键，得：A键22*14GB1096-79L=L1-b=70-20=50mmT=44.77N·mh=16mm根据课本P243（10-5）式得σp=4·T/(d·h·L)=4×44.77×1000/（96×14×50）=2.95Mpa<[σR](110Mpa)2、输入轴与齿轮1联接采用平键联接轴径d2=44mmL2=63mmTⅠ=120.33N·m查手册选A型平键GB1096-79B键12×8GB1096-79l=L2-b=62-12=50mmh=8mmσp=4·TⅠ/（d·h·l）=4×120.33×1000/（44×8×50）=27.34Mpa<[σp](110Mpa)3、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径d3=60mmL3=58mmTⅡ=518.34Nm查手册P51选用A型平键键20×12GB1096-79l=L3-b=60-20=40mmh=10mmσp=4·TⅡ/（d·h·l）=4×518.34×1000/（60×12×40）=72Mpa<[σp](110Mpa)九,联轴器的选择（1）类型选择由于两轴相对位移很小，运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高，故选用弹性柱销联。（2）载荷计算计算转矩TC=KA×TⅡ=1.4×518.34=725.6Nm，其中KA为工况系数，由课本表14-1得KA=1.4（3）型号选择根据TC，轴径d，轴的转速n，查标准GB/T5014—2003，选用LXZ2型弹性柱销联，其额定转矩[T]=1250Nm,许用转速[n]=3750r/m,故符合要求。十,减速器箱体和附件的选择窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。注油前用螺塞赌注。(3)油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。(4)通气器减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出，达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。(5)启盖螺钉机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后结合较紧，不易分开。为便于取盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖。在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调整。(6)定位销为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联结后，镗孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些。如机体结构是对的，销孔位置不应该对称布置。(7)调整垫片调整垫片由多片很薄的软金属制成，用一调整轴承间隙。有的垫片还要起调整传动零件轴向位置的作用。(8)环首螺钉、吊环和吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖。(9)密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。表减速器零件的位置尺寸代号名称荐用值齿轮顶圆至箱体内壁的距离12齿轮端面至箱体内壁的距离9.5轴承端面至箱体内壁的距离轴承用脂润滑时轴承用油润滑时12旋转零件间的轴向距离10齿轮顶圆至轴表面的距离10大齿轮顶圆至箱底内壁的距离30箱底至箱底内壁的距离20H减速器中心高197.5L1箱体内壁至轴承座孔端面的距离45e轴承端盖凸缘壁厚12L2箱体内壁轴向距离119L3箱体轴承端座孔端面间的距195十一,润滑与密封1.密封由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。2．润滑对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度v<12m/s,采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面的距离H不应小于30~50mm。对于单级减速器，浸油深度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动,每传递1KW需油量V0=0.35~0.7m3。对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。十三,设计小结机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性环节。(1)通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固　(2)学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3)进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。（4）对该理论在实践中的应用有深刻的理解实验单独设课提高了学生对实验教学环节的重视程度；综合型、自主设计型、创新设计型实验项目提高了学生的实验兴趣、动手能力和综合实验能力，加深了对课程 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 的认识；为学生自主学习、发挥个人创造性提供了较大的空间在整个设计过程中充分体现了学生是主体,在教师引导的作用,采用统一设计主线,形式变化多样的设计方式,通过多种方案的设计与分析比较,从而得出较优方案.通过设计可以使我们切实把工程实际的问题与所学理论知识联系起来,增强分析问题和解决问题的能力.注重我们的创新意识的培养.参考资料目录：[1]《机械设计课程设计》，西安交通大学出版社，任金泉主编[2]《机械原理及机械设计》，西北大学出版社，诸文俊钟发祥主编