一级减速器设计说明书课题：一级直齿圆柱齿轮减速器设计学院：机电工程班级：2015机电一体化（机械制造一班）姓名：陈伟学号：1558020120104指导老师：童念慈目录一、设计任务书——————————————————————二、电动机的选择—————————————————————三、传动装置运动和动力参数计算——————————————四、V带的设计——————————————————————五、齿轮传动设计与校核——————————————————六、轴的设计与校核————————————————————七、滚动轴承选择与校核计算————————————————八、键连接选择与校核计算—————————————————九、联轴器选择与校核计算—————————————————十、润滑方式与密封件类型选择———————————————十一、设计小结—————————————————————十二、参考资料—————————————————————一、设计任务说明书1、减速器装配图1张；2、主要零件工作图2张；3、设计计算说明书原始数据：（p10表1-4）1-A输送带的工作拉力;F=2000输送带工作速度：V=1.3m/s滚筒直径：D=180工作条件：连续单向运载，载荷平稳，空载起动，使用期限15年，每年300个工作日，每日工作16小时，两班制工作，运输带速度允许误差为5%传动简图:二、电动机的选择工作现场有三相交流电源，因无特殊要求，一般选用三相交流异步电动机。

最常用的电动机为Y 系列鼠笼式三相异步交流电动机，其效率高，工作可靠，结构简单，维护方便，价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。

本装置的工作场合属一般情况，无特殊要求。

故采用此系列电动机。

1.电动机功率选择1选择电动机所需的功率: 工作机所需输出功率Pw=1000FV故Pw=10008.12000⨯= 3.60 kw工作机实际需要的电动机输入功率Pd=ηwp其中54321ηηηηηη=查表得：1η为联轴器的效率为0.982η 为直齿齿轮的传动效率为0.97 3η 为V 带轮的传动效率为0.96 54.ηη 为滚动轴承的效率为0.99 故输入功率Pd=98.099.099.096.097.098.0 3.60⨯⨯⨯⨯⨯=4.09KW2. 选择电动机的转速76.4345014.310008.16010060n =⨯⨯⨯=⨯⨯=D V π卷卷 r/min 按《机械设计手册》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2~5i =减速器，取V 带传动比4~3=带i ，则总传动比合理范围为I总=6~20。

故电动机转速的可选范围为=⨯=滚筒总电n n i (6~20)x76.43=到之间查表得符合这一范围的同步转速有960和1420r/min 。

根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合所以选择Y132M1-6 额定功率4kw ，满载转速960，功率因素0.77 3. 传动比的计算与分配 总i ==⨯带齿i i 960/86=12所以齿i=4 带i=3三、传动装置的运动和动力参数的计算1.计算各轴转速电机轴n=960（r/min）主动轴nI=nm/i带=960/2=480(r/min)输出轴nII=nI/i齿=480/6=80(r/min)滚筒转速nll=80（r/min）2.计算各轴的功率（KW）主动轴PI=Pd×η带=3.9×0.96=3.744KW输出轴PII=PI×η轴承×η齿轮=3.744×0.99×0.97=3.6KW3.计算各轴转矩TI=9550pl/n1 =9550x3.74/480=74.41KN.mTII =9550pll/n2=9550x3.6/80=429KN.m四、V带的设计1.皮带轮传动的设计计算选择普通V带轮插《机械设计手册》得：kA=1.2Pd=KAP=1.2×4=4.8KW据Pd=4.8KW和n1=480r/min查表得：选用A型V带2.确定带轮基准直径以及中心距的确定取d1=100 d2=1i d ⨯带=3x100=300根据）21021(2)(7.0d d a d d +<<+ 初选中心距为ao=8003.确定皮带长度Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2x800+3.14x(100+300)÷2+)100-300(2÷4x800=1450.5 查《机械技术基础》得选取相近的L=1600 4确定中心距 2Ld)-ao a ÷+=L （=800+（1600-1450)÷2=8755.验算小带轮包角α1=180-57.30 ×(dd2-dd1)/a =180-57.30x200÷875=165.94≥120 所以包角符合要求 6.计算皮带轮的根数Z= Pd/[(P0+△P0)K αKL] 查表P0=0.97 Ka=0.95 KL=1.03 0P ∆=0.11=4.8÷[0.97+0.11)x0.95x1.03=4.45所以选A 型V 带5根皮带轮五、齿轮的设计与校核1.选择齿轮材料与热处理所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。

查阅表[1] 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。

2.按齿面接触疲劳强度设计由d1≥(6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3确定有关参数如下：传动比i齿=4取小齿轮齿数Z1=20。

则大齿轮齿数：Z2=iZ1= 4×20=80查表齿宽系数因为是对称分布取φd=1.13.小齿轮的转矩T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×3.744/480=74490N.mm4.载荷系数k : 取k=1.25.计算循环应力次数许用接触应力[σH][σH]= σHlim ZN/SHmin 查表：σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天24h计算，由公式N=60njtnN1=60×480×5×300×8=345600000N2=N/u=345600000/4=86400000根据《机械设计手册》，得ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1≥(6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3=49.04mm模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm查书可得，取m=2.56.计算齿轮主要尺寸分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mmd2=mZ2=2.5×80mm=200mm齿宽：b=φdd1=1.1×50mm=55mm取b2=55mm b1=60mm7计算齿轮的圆周速度VV=πn1d1/60×1000=3.14×480×50/60×1000=1.25 m/s因为V＜6m/s，故取8级精度合适．8.计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+200)/2=125mm9.验算齿轮的弯曲强度(1)复合齿形因数YFs查表得：YFS1=4.35,YFS2=3.95(2) 许用弯曲应力[σbb]= σbblim YN/SFmin(3)查表得弯曲疲劳极限σbblim应为：σbblim1=490Mpa σbblim2=410Mpa(4）查表得弯曲疲劳寿命系数YN ： YN1=1 YN2=1（5）弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1（6)计算得弯曲疲劳许用应力为[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa [σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa (7)校核计算σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1] σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2] 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够六、轴的设计与校核1.选择轴的材料选轴的材料为45号钢，调质处理2.轴的最小直径336][2.0/P 1055.9nPC n d T •=⨯≥τ取C=110或][T τ=30 计算得d ≥37.73 所以取dmin =403.轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动 轴和从动轴均设计为阶梯轴。

计算2d11.0~07.0212d d d ⨯⨯+=）（=48~6.43因2d 必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取2d =44mm ； 计算3dd3=d2+（1~5）mm=45~49mm. 且3d 必须与轴承的内径一致，圆整 3d =45mm ，初选轴承型号为6209计算4dd4=d3+(1~5)mm=46~50,为装配方便而加大直径，应圆整为标准直 径，一般取0，2，5，8尾数，取4d =50mm ；计算5d'5444422(0.07~0.1)45.6~48d d a d d mm =+=+⨯⨯=d5=d4+2⨯(0.07~0.1)xd4=57~60取5d =58mm ； 计算6dd6=d3=45 同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗 制和减少轴承类型。

从动轴长度的选取单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。

大带轮轮毂靠轴肩、平键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。

考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，安装齿轮段长度为轮毂宽度小2mm。

L1=60 L2=50 L3=55 L4=55 L=65 L5=10 L6=704.从动轴的校核计算按许用应力校核轴的弯曲强度轴的受力简图 （图A ）（L =113mm ）（1)求支持反力水平面支反力0.50.51446723HA HB t R R F N ==⨯=⨯= 垂直面支反力 0.50.5526263VA VB r R R F N ==⨯=⨯=（2)作弯矩图水平弯矩（图B ）0.50.511372340850.HC HA M LR N mm =⨯=⨯⨯=垂直弯矩（图C ）0.50.511326314860.VCVA M LR N mm =⨯=⨯⨯=（3）求合成弯矩，作出合成弯矩图（图E ）43469.C M N mm ===（4）.作扭矩图（图D ）C 点左 '0.T N mm = C 点右 213361446242928.22t d T T F N mm ==⨯=⨯= （5)作危险截面当量弯矩图（图E ）该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑，取α=0.59149774.eaC M N mm ===(6)校核危险截面轴径45号优质碳素钢调质处理时，查《机械设计基础》 650b Mp σ= 360s Mp σ= 280e Mp σ= []160b MPa σ-=min 29.2C d mm ≥==C 剖面的轴径35029.2d mm mm => 故：强度足够5.主动轴校核计算 同理d1=c113n P =115x0.3555=35 d2=38 d3=40 d4=45 d5=50 d6=40 L1=45 L2=42 L3=46 L4=55 L5=10 L6=42七、滚轴承的选择与校核计算 1.从动轴的滚动轴承选择与校核初步选择6209滚动轴承 尺寸如表1 寿命计划：要求轴承寿命：（5年，按每年工作365天，每班工作24个小时）243655⨯⨯=L =43800h 计算选用轴承寿命 查《机械零件设计手册》 基本额定动负荷6.25=r C KN 动载荷系数1X = 0Y = 当量动载荷 34.602==+a r YF XF P温度系数1t f = 载荷系数 1.5p f = 对球轴承寿命系数3ε= Lh =δ⎪⎪⎭⎫⎝⎛P f C f n p r t 266010=3634.6025.1100016.25589.1176010⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=7254134h<43800h 所以强度符合要求 2.主动轴的滚动轴承的选择与校核根据之前设计的主动轴直径 初选6208滚动轴承要求轴承寿命：（5年，按每年工作365天，每班工作24个小时）243655⨯⨯=L =43800h计算选用轴承寿命 查《机械零件设计手册》 基本额定动负荷18=r C KN 动载荷系数1X = 0Y = 当量动载荷 34.602==+a r YF XF P温度系数1t f = 载荷系数 1.5p f = 对球轴承寿命系数3ε=Lh = δ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛P f C f n p r t 266010= 3634.6025.11000118589.1176010⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=634987h<43800h 所以强度符合要求 八、键的选择与校核1.材料选择及其许用挤压应力选择45号优质碳素钢，，查《机械零件设计手册》其许用挤压应力100jy MPa σ⎡⎤=⎣⎦2.主动轴外伸端，d=40考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了，且联轴器轴长度=62mm ，故选择12x8x100 GB/T1096型键。