蚌埠学院２012目 录l 设计任务．..．．２ 电动机的选择计算．..．．．..3 传动装置的运动和动力参数计算．4 传动零件的设计计算．..．5 齿轮的设计计算.．....．．.．．．.．6 轴的设计计算.．..．.．.．..7 减速器高速轴的校核．．.．．．..8 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算．....9 高速键联接的选择和验算.．.．．10 联轴器的选择．．...．．．．．...11 减速器箱体的结构设计．....1２ 润滑与密封．......．...．１3 参考文献.．．．．．.．..．.．．.．.．．.．．1４ 设计体会．．.．．.．．．一 设计任务1总体布置简图 1-电动机；2—皮带;3—齿轮减速器;４—带式运输机；5—鼓轮;6-联轴器2 工作情况：载荷平稳、单向旋转3 原始数据鼓轮的扭矩T（N·m)：鼓轮的直径D（mｍ）：42０运输带速度V（m/s）：1．7带速允许偏差（％）：５使用年限（年)：8工作制度（班/日）:2每日工作小时数1６４ 设计内容1. 电动机的选择与运动参数计算;2. 斜齿轮传动设计计算3. 轴的设计4. 滚动轴承的选择5. 键和连轴器的选择与校核;6. 装配图、零件图的绘制7. 设计计算说明书的编写5设计任务a) 减速器总装配图一张b) 齿轮、轴零件图各一张c) 设计说明书一份６ 设计进度1、 第一阶段:总体计算和传动件参数计算2、 第二阶段：轴与轴系零件的设计3、 第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、 第四阶段:装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、电动机的选择计算如图２-1所示的胶带运输带的有效拉力Ｆ=５500N，工作速度v=１。
７m/ｓ，传动滚动直径D＝42０mm,载荷平稳,电源为三相交流,空载启动，室内工作有粉尘，使用期限８年带速允许误差大于-５%且小于5%,试选择电动机.图2—1１．选择电动机系列按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式结构,电压为３8０V，Ｙ系列 2.选择电动机功率卷筒所需的有效功率:＝ （５500X１．7）/1000=9.35kｗ传动装置的总效率： V带传动的效率 η带=０.96闭式齿轮的传动效率 η齿轮=0．９7一对滚动轴承的效率 η轴承=0.98联轴器的效率 η联轴器=099传动滚筒效率 η滚筒=０.96传动总效率η＝0９5×0.97×0.98２×0９9×096＝0．8３所需电动机功率 ==９35／0．83=11２6kｗ由表9－39（指导书209页)可选用Y系列三相异步电动机Y180L-6型，额定功率Ｐ0 =15kw或选用Y系列三相异步电动机Ｙ1６０L—4型,额定功率Ｐ０ =15ｋｗ，均满足P０ > Pr选取电动机的转速滚筒转速 =＝7734r/min根据滚筒所需的功率和转速，可选择功率为15ＫW,同步转速分别为１50０ｒ/min和1０00r/mｉn两种型号的电动机.电动机数据及传动比方案号电机型号额定功率／KW同步转速/（ｒ/min）满载转速/(ｒ/min）总传动比1Y1６0Ｌ—4151５0014６020.37２Y180L-6151００097013．54通过比较决定选择第2种方案，电动机型号为Ｙ１８0L-６， 同步转速为1000r/min,所选电动机的数据和安装尺寸如下表额定功率P0/kw15电动机外伸轴直径D/ｍm３8满载转速n0（r/ｍin）９７0电动机外伸轴长度E/mm80额定扭矩１.８电动机中心高H/mｍ1３2三、传动装置的运动及动力参数计算１、分配传动比电动机的满载转数n0=9７0r/min总传动比 i总 ＝ n０/ｎw ＝ 970／77.３4=1２.５4取i带 ＝２．５ 则减速器的传动比 i齿轮= i总/i带＝12。
5４/2.5＝5０162、各轴功率、转速和转矩的计算0轴:即电机轴Ｐ０=Pr=112６kwn0=970ｒ/minT0=9５50×P０/ｎ0＝9550Ｘ1１．26／970=１108６Ⅰ轴：即减速器高速轴采用带联接传动比i带 =2５，带传动效率η带=0.96， Ｐ１= P0·η０1＝ P0·η带 =１1.26×0.9６=10．81ｋｗn1= ｎ0/i 0１=9７0/２．５=3８8r/ｍinT1＝９550×P1/ｎ１=9550×1126/３88＝27567Ⅱ轴：即减速器的低速轴,一对滚动轴承的传动比效率为η轴承=0.9８ 闭式齿轮传动的效率为η齿轮=０．97则η12=097=0.980．9７=0．9５Ｐ＝P·η１2=10．81×095=10.27kｗn=n/i=３８8/5．016=77．3５r/minＴ=95５0×P/n=9550×10.27／77.35=1２6７98Ⅲ轴：即传动滚筒轴 η轴承=０.９8 η联轴器=099 η齿轮=097 η23=０．9809７＝094P=P×η23=10.27×０.94＝9.６５kwn＝ n/i=7７．35/1=77.35r/mｉｎＴ３=955０×P/n=9５５0×９。
65/７７.3５=11９1．44各轴运动及动力参数轴序号功率P/kw转速n/（r/ｍｉｎ)转矩T/Ｎm传动型式传动比效率η０1１.2６970１1086V带传动2.50．9611081３8８275.67闭式齿轮传动5.0160．97210２7７7３51２６798弹性联轴器1.00．99３9.657７．３５1１91.４4四、传动零件的设计计算1、V带传动的设计算(1)确定设计功率PＣ , 载荷有轻度冲击， ２班制， =１.２PC＝×P=１8ｋw（２)选取V带的型号 根据ＰC和n0,因工作点处于B型区，故选Ｂ型带课本图1３—15）(3)确定带轮基准直径、①选择小带轮直径由表10—4（书P214页）确定=1４0mｍ②验算带速V（书Ｐ2１1)V＝=7．1m／ｓ在5ｍ/s—2５m/s之间，故合乎要求书Ｐ220)③确定从动轮基准直径(书P211）=（1－）＝２.5×１40(1—0.0２)=３43mm按表10-5(书215页）取从动轮基准直径为＝35５mm (4）确定中心距a和带的基准长度Ld①初定中心a(书P2２０）取初定中心距07(dd1+dd２）≤a０≤2(dd1＋dd2）ａ=1.8(＋）＝１8（１４0+355)=８９1mｍ②确定带的计算基准长度Ld按式 L=2a＋（ ＋）+＝2=２57２。
12③由表10－2（书213页）取标准Lｄ ＝2500㎜④确定实际中心距=＋＝891＋=85５㎜(５）验算包角≈1８0°—×５７3°=１８0°-×5７.3°＝１６5°＞1２00 符合要求（6)确定带根数ｚ根据电机的转速n=97０和小带轮直径140mm，由图10－7(书Ｐ2１4页）查得 P=22kw ,再由表１3-5（书２16页）得P=０.3 (ｉ=2．5）由表１3—7（书P2１7页）查得 K=096由表１3－２（书P212页）查得Ｋ＝1.03Z=＝=2.20根取Z=３根（７）、计算作用于轴上的载荷Ｆ单根Ｖ带的初拉力:F0＝5０0（—1）+ｑ=5００=686３8N式中q由表1０-1(指导书140页)查得q＝0.17Kｇ/ｍＦ=２ＦZ=2686．383=4082.２5N（8） 带轮结构设计 带速Ｖ３0m/ｓ 材料用灰铸铁 用HT150或HT20０ <300mm 用腹板式＞3０0ｍm 用轮辐式（9) 带轮轮槽尺寸由表4-２(指导书22４页)得 ｈ=15mm,h=3．5ｍm，e=19mm，f=１1．5mm Bd=14mm，＝７．5mｍB=（z -１）e+2f=（3-1）19+２11.５=61mm图4－1 小带轮结构图图4-2 大带轮结构图五、齿轮的设计计算：1.选择齿轮材料精度等级齿轮减速器为一般机械,小齿轮材料选用４5钢，调质处理， 小齿轮４5调质，=６50MPa，=360Mpa，硬度２1７～2５5HＢ； 大齿轮45正火, ＝580MPa， =290ＭPａ，硬度１62～21７HB。
齿轮精度等级为8级.计算循环次数NN＝60nj=603８81(836５16）=１0880０0000（工作八年,两班制)Ｎ＝＝108８０00000/5.016＝2171０由表1１—５(Ｐ17１页）取载荷系数Ｓ=1.0由图１1—１（书１66页)查得 =6００Mpa , ＝380ＭＰａ计算许用接触应力= ==６00Mｐa= ==３80Ｍpa因 ＜ 计算中取==３8０MPａ2.按齿面接触强度确定中心距小轮轮距 ＴT=9．5510=9．551０(10.81/388）=2７０000Nm由表11—3(P1６9)取得K＝18,由表11—6(P175）取得=0.8，由表１1—4(P171)取得Ｚ=１88９a ＝１30．25mm取中心距ａ＝１３0２５ｍm 取小轮齿数=21则大齿轮数=110所以=１14/21=５.23计算得到＝（5．2３-50１6）/5．416=0．04在正负5％之间，故合理模数m=/=6．5mm齿宽b＝=１04２查表4—1(P57)，取ｍ=６.5mm=ｍ=１３6.5mｍ=m＝7１5mm圆周速度v=3.１4１3６5388/６01０0０=２．7７ｍ/ｓ对照表１１—2（P168）可知，选用8级精度是合适的.3验算齿面接触疲劳强度按电机驱动载荷轻度冲击由表11—３得k=1．25由图11-2（ｂ）（指导书177页）按８级精度和vZ／100＝1．０242５/100=0．256m/s得ｋv=１．０23 校核齿根弯曲疲劳强度＝=＝3６0MPa＝＝=2４０MPa===48.27MPａ<＝3６0 Ｍpａ，安全===４2。
７6MPa〈=２40Ｍpａ,安全5.齿轮主要参数及几何尺寸计算＝21 ＝１14 m＝6.５mｍ u=5428 d1＝1３6．5mｍ d２＝7４１mma =438.７5mm ha ha* hｆ c*六 轴的设计计算1．减速器高速轴的设计计算(1)选择轴的材料轴的材料为45号钢,调质处理(2)按扭矩初步估算轴端直径按公式 其中=110—160，取=11０=考虑轴端有一个键槽d1=3５mm该段轴长ｌｌ=7０mｍ(3)初选滚动轴承 该轴设计为直齿齿轮轴，考虑到强度要求,选用深沟球轴承.根据轴端尺寸,带轮的定位方式和轴承的大概安装位置，初选单列圆锥滚子轴承62１０.(4）设计轴的结构图6-１a．轴的径向(轴径)尺寸的确定根据定位方式和轴承的大概安装位置等初选d1=３5mm,ｄ2=42mm,d3=d4=５0ｍm，齿轮轴的分度圆直径ｄ＝13７mm ｂ．轴的轴向尺寸的确定各轴段如图6—1所示 ，根据各轴段上安装的零件宽度等结构确定各段长分别为:d1段70mm，d2段６５ｍｍ，d3、d4段均５0ｍm,轴环均８ｍｍ c．确定轴承的润滑方式与密封方式齿轮轴的最大圆周速度： 由于V〉２ｍ/s所以滚动轴承采用油润滑高速轴密封处的圆周速度V由于V＜２ｍ/ｓ,所以采用毡圈密封。
低速轴密封处的圆周速度Ｖ由于Ｖ＜2m/s所以也可以采用毡圈密封七 减速器高速轴的校核1.对轴进行分析,作当量弯矩图.（1）计算作用于齿轮轴上的作用力转矩圆周力=径向力==轴向力＝．（２)．求支座反力. a.铅直面内的支座反力 b.水平面内的支座反力 据，得３５9６—173１=186５Ｎ（3).作弯矩图a.铅直面内弯矩M图在C点 ｂ.水平面内弯矩M图在C点左边 在Ｃ点右边 ｃ作合成弯矩图在C点左边 在C点右边 （４).作转矩图 T=2７０９94Nmm(5)．作当量弯矩图 该轴单向工作转矩按脉动循环考虑 取=０．6 当量弯矩 ＝ 在C点左边 在Ｃ点右边 在D点 (６）按当量弯矩计算轴的直径 由图看出C点的当量弯矩最大D点轴的断面尺寸较小.所以该轴的危险断面是Ｃ点和D点由45钢(调制处理）查表13-1(指导书218页）得=6５0MPa;在查表13—2查表得=６０MPａ 按式(13－4）计算Ｃ点轴的直径 考虑键槽影响，有一个键槽，轴径加大5％ 该值小于原设计该点处轴的直径，安全 D点轴的直径 考虑键槽影响,有一个键槽，轴径加大5% 该值小于原设计该点处轴的直径,安全。
八 减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算已知：62１0轴承(5０×90×20)基本额定动载荷C=27ＫN,基本额定静载荷C0=198KN，ｅ=0．2１,Y=2由前面计算得知：该对轴承的水平支反力分别为： 垂直支反力分别为：合成支反力:= ＝ﻩ 所以取=09， =0.9轴承承受轻度载荷冲击，支反力A处有弯矩.所以取=1．２， =1.5＝（）=所以取 X＝1,Y＝０＝〉 计算轴承Ａ的寿命ＰＡ＝ ﻩ预期寿命满足要求九.高速轴键联接的选择和验算大带轮装在高速轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩.由前面设计计算得知：V带带轮材料为钢 ，轴的材料为45钢,V带与轴的配合直径为3５mm，Ｖ带轮毂长为７0ｍm，传递转矩T=１1411Ｎm1.选择键的材料、类型和尺寸.a.键的材料选用４５钢，b．选择最常用的A型普通平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d＝３5ｍm由标准中选定,键的长度由轮毂长确定,查表得b×h=8＊7，L=65mm.２键联接的强度计算普通平键的主要失效形式是键,轴和轮毂三个零件中较弱零件的压溃由于带轮材料是钢，许用挤压应力由表9—7(指导书135页）查得＝1０0ＭPa。
键的计算长度l=Ｌ-ｂ＝65—8=57mｍ ＝［］=10０Mｐa安全十 联轴器的选择在减速器低速轴与工作机之间需采用联轴器联接由于工作机和减速器之间可能产生一定的径向位移和角位移故选用弹性柱销联轴器由式Ｔc=T=1.５×131071=１966.07N·m n=71６4r/min由表２—1４—1（课设指导书114页) LH４联轴器4０×8４ GB／Ｔ5014—20０3其公称转矩 Tn=1250 N·m〈１966０7 Ｎ·ｍ,许用转矩[n］=2800r／min>7１.64r/min 十一 减速器箱体的结构设计参照参考文献<〈机械设计课程设计》（修订版） 鄂中凯,王金等主编 东北工学院出版社 19９2年第１9页表15-1可计算得,箱体的结构尺寸如表81:表8．1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT２00铸造,必须进行去应力处理设计内容计 算 公 式计算结果箱座壁厚度δ=（5~6)mm取δ=8mm箱盖壁厚度δ18=（6.4～608）取δ１=８mｍ机座凸缘厚度bb=1５δ＝1５×８=12mmb＝12mm机盖凸缘厚度b1b1=1．５δ1=１５×8＝12mmｂ1=1２ｍm箱底座凸缘厚度PP＝2。
5δ=2５×8=2０mｍP=20mｍ地脚螺钉直径和数目Ｄｆ=16mm n=4Df=1６ｍm n=4 通气孔直径Ｄf’=2０mｍDf'=20mｍ地脚沉头座直径Ｄ0Ｄ0＝=4５mmD０=＝45mm底座凸缘尺寸C1ｍiｎ=25ｍｍ C1min=2５ｍm C2min＝23ｍmC2miｎ＝２3mｍ轴承旁连接螺栓直径d１d1＝ １2ｍｍd1=12ｍm定位销直径d =(0.7～0．8）９=６３～７.2d =7mｍ箱座盖连接螺栓直径d 2 ＝(0.5～0.６)1６=8~9.6mmd ２ =8mm大齿轮顶园与箱内壁距离=1．2×89．6mm=10mm上下箱连接螺栓通孔直径d｀28 (10～15）mm=10mｍ轴承盖螺钉直径和数目ｎ,ｄ3n=４, d３=８mmn=4d3＝8mm检查孔盖螺钉直径d4d4=（04)16＝4.8～6.4ｍｍd４＝６ｍｍ轴承端盖外径D１D1＝（5～５.5) × ７+62＝97～１00５取Ｄ１=１00mm(凸缘）箱体外壁至轴承座端面距离KK= C１＋ C2+(5~8）=32ｍmＫ=３2mm机盖、机座肋厚m１，ｍm1=0.８5δ1=6８mｍ， ｍ=０85δ=6.8mｍｍ1=７ｍm， ｍ=7mm十二 润滑与密封1减速器齿轮传动润滑方式和润滑油的选择a．减速器齿轮传动润滑方式:油润滑；b。
润滑油的选择：工业闭式齿轮油（GＢ/T5903-1９95)代号为100.2减速器轴承润滑方式和润滑剂的选择 ａ．油润滑； b润滑剂：15０号机械油3.减速器密封装置的选择、通气器类型的选择 密封装置的选择：高速轴：毡圈 4５ ＦZ/Ｔ92010-—1９９1 低速轴:毡圈 ５3 ＦZ/T92010—-1991十三参考文献：1、《机械设计基础》 主编 杨可桢 程光蕴 李仲生２、《机械设计课程设计》 主编 孙德志 张伟华 邓子龙3.《机械设计课程设计》主编 席光伟 杨 光 李波十四设计体会通过本次毕业设计，使自己对所学的各门课程进一步加深了理解,对于各方面知识之间的联系有了实际的体会同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续学习和实践本设计由于时间紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，若想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨但作为一次练习,确实给我们带来了很大的收获,设计涉及到机械、电气等多方面的内容,通过设计计算、认证、画图,提高了我对机械结构设计、控制系统设计及步进电动机的选用等方面的认识和应用能力。
总之,本次设计让我受益非浅，各方面的能力得到了一定的提高蚌埠学院机械与电子工程系机械设计基础课程设计一级圆柱斜齿轮减速器班级 10数控技术姓名 许诗根学号 ６１０011５0０07指导教师 王月英文中如有不足，请您指教！21 / 21。