减速齿轮箱设计

目 录一、 传动装配的总体设计1.1 电机的选择1 1.2 求传动比21.3 计算各轴的转速、功率、转矩 2二、 齿轮的设计2.1 原始数据32.2 齿轮的主要参数32.3 确定中心距42.4 齿轮弯曲强度的校核 52.5 齿轮的结构设计7三、 轴的设计计算3.1 轴的材料的选择和最小直径的初定83.2 轴的结构设计83.3 轴的强度校核10四、 滚动轴承的选择与计算4.1 滚动轴承的选择144.2 滚动轴承的校核14五、 键连接的选择与计算5.1 键连接的选择155.2 键的校核15六、 联轴器的选择6.1 联轴器的选择166.2 联轴器的校核16七、 润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择7.1 润滑方式的选择167.2 密封方式的选择17八、 箱体及附件的结构设计和选择8.1 箱体的结构尺寸178.2 附件的选择18九、 设计小结19十、参考资料20机械设计课程设计计算说明书 已知条件：项 目运输带拉力F（N）运输带速v（m/s）卷筒直径D(mm)参 数48002.5210结构简图 1 传动装配的总体设计1.1 电机的选择1.1.1 类型：Y系列三项异步电动机1.1.2 电动机功率的选择假设： 工作机所需功率, kw; 电动机的额定功率, kw； 电动机所需功率, kw；电动机到工作机的总效率为，。则： 查表可得：所以： 1.1.3电动机转速的选择以及型号的确定方案号电动机型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比1Y180L-615 1000 970 4.26辅助计算： 因为本设计为单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计，总传动比应在3-5左右，所以应按方案二选择电动机。 查表可得：外伸轴长度80mm,直径38mm，额定功率和满载转速见上表。1.2 求传动比 1.3 计算各轴的转速n、功率p、转矩T1.3.1 各轴的转速 1.3.2 各轴的输入功率 1.3.3 各轴的输入转矩 2 齿轮的设计2.1 原始数据材料牌号热处理方法强度极限屈服极限硬 度45正 火560200169217调 质580220229286 其中小齿轮45号钢调质，大齿轮45号钢正火2.2 齿轮的主要参数 由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动，软尺面硬度350，所以齿轮的相关参数按接触强度设计，弯曲强度校核。 由教材图529查得：小齿轮； 大齿轮。所以：式中：重合度系数，对于斜齿轮传动=0.750.88，取=0.80； 载荷系数，一般近视取k=1.31.7,因是斜齿轮传动，故k取小=1.5；齿宽系数，对于软尺面（350），齿轮相对于轴承对称布置时，=0.81.4,取=1；齿数比，对于斜齿轮。 所以： 2.3 确定中心距 式中：小齿轮的齿数； 大齿轮的齿数； 齿轮的螺旋角； 斜齿轮的模数。对于软尺面的闭式传动，在满足齿轮弯曲强度下，选取=36，则；螺旋角，一般情况下在，当制造精度较高或对振动、噪音有要求的齿轮，可取，或者更大值。本设计为一般要求，所以初选 斜齿轮的模数，由渐开线圆柱齿轮第一系列，取=2所以：取中心距a=200 mm,所以，符合其条件。2.4 齿轮弯曲疲劳强度的校核 式中： 试验齿轮的应力修正系数，取=2； 试验齿轮的齿根的弯曲强度极限应力， ； 弯曲强度的最小安全系数，取=1.3； 弯曲疲劳强度寿命系数，取=1； 弯曲疲劳强度的计算尺寸系数，取=1.所以： 又因为式中： 外齿轮的符合齿形系数； 螺旋角系数。（其他字符的意义同前。） 由教材图525可得：、 + 由教材图540可得，螺旋角系数。所以： 综上所述，两齿轮符合强度条件。2.5 齿轮结构设计2.5.1 计算齿轮分度圆直径小齿轮：mm大齿轮：mm2.5.2 齿轮宽度按强度计算要求，取齿宽系数=1，则齿轮的宽度为圆整后小齿轮的宽度为，大齿轮的宽度为2.5.3 齿轮的圆周速度 （满足精度要求）2.5.4 齿轮的相关参数如下表名 称代 号单 位小齿轮大齿轮中心距amm200传动比i4.26模 数mm2螺旋角变位系数X0齿 数Z36154分度圆直径dmm75.80324.21齿顶圆直径 d amm79.80328.21齿根圆直径d fmm70.80319.21齿 宽bmm84763 轴的设计计算3.1 轴的材料选择和最小直径估算3.1.1 轴的材料选用45号钢，调质处理。3.1.2 高速轴和低速轴直径初算直径时，若最小直径段开于键槽，应考虑键槽对轴强度的影响，当该段截面上有一个键槽时，d增加5%7%，两个键槽时，d增加10%15%，有教材表12-2，高速轴，低速轴。同时要考虑电动机的外伸直径d=38mm。所以 结合电动机的外伸直径d=48mm，初选LT8联轴器 ,所以初确定3.2 轴的结构设计3.2.1 高速轴的结构设计 3.2.1.1各轴段径向尺寸的初定结合电动机的外伸直径d=48mm，初选LT6联轴器所以取；由此直径确定轴承，选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油55100211.564911.543.229.260007500 ； ； 。3.2.1.2各轴端轴向尺寸的初定 ；（联轴器的轴孔长度为82mm） ; ; ； ；（小齿轮的宽度为50mm） ； 。3.2.2 低速轴的结构设计 3.2.2.1各轴段的径向尺寸的初定 结合电动机的外伸直径d=48mm，初选LT8联轴器所以取；由此直径确定轴承，选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油55100211.5691011.547.832.856007000 ； ； ； 。3.2.2.2各轴段的轴向尺寸的确定 ；（联轴器的轴孔长度为82mm） ; ; ；（大齿轮的宽度为46m） ； ； 。3.3 轴的强度校核（低速轴所受转矩大，且两轴的直径相差很小，只校核低速轴）3.3.1 求齿轮上的作用力的大小和方向3.3.1.1齿轮上作用力的大小 3.3.1.2齿轮上作用力的方向,方向如下图所示： 3.3.2 求轴承的支反力3.3.2.1水平面上支力 3.3.2.2垂直面上支力 = 52115.16Nm384.64Nm327.28NmFRAFRB49.51Nm129.18NmFa2FRBFt2Fr22Ft2FRA103.97NmFa2Fr22T2=543.66Nm115.16Nm165.82Nm523.3.3 画弯矩图3.3.3.1水平面上的弯矩 3.3.3.2垂直面上的弯矩 3.3.3.3合成弯矩 3.3.4 画转矩图 3.3.5 画当量弯矩图因单向回转，视转矩为脉动转矩，,已知，查表12-1可得，剖面C处的当量弯矩：3.3.6 判断危险剖面并验算强度3.3.6.1剖面C当量弯矩最大，而且直径与相邻段相差不大，故剖面C为危险面。已知则3.3.6.2剖面D虽仅受弯矩，但其直径最小，则该剖面为危险面。 所以轴的强度足够。 4 滚动轴承的选择与计算4.1 滚动轴承的选择低速轴和高速轴的轴承段的直径=48, =48 选用轴承，初选深沟球轴承, 4.2 滚动轴承的校核FAFR2FR1由于低速轴的转矩大于高速轴，同时低速轴和高速轴的直径相差很小，所以只需校核高速轴的深沟球轴承。由前面的计算可得轴向力：转速：4.2.1 求当量动载荷由上图可知轴2未受轴向载荷，轴2受轴向载荷，则，由教材表14-12可得，查有关轴承手册可得。轴2：，查表可得，可计算出，可得轴1：4.2.2 求轴承寿命 则 按单班制计算每天工作8小时，一年工作365天，则 （满足年限要求）5 键连接的选择与计算5.1 键连接的选择选择普通平键，轴代号公称直径d（mm）公称尺寸长度L(mm)深度（mm）14450149745.0258651811645.05.2 键连接的校核有教材表6-2可得键连接时的挤压应力，由于低速轴的转矩大于高速轴，而两者的直径相差很小，且对同一个轴来说，只需校核短键，所以只需校核键齿轮轴段的直径；键的长度；键的接触高度；键转动的转矩则：所以键连接符合强度要求6 联轴器的选择6.1 联轴器的选择结合电动机的外伸直径d=48mm，高速轴和低速轴的最小直径，初选LT8联轴器。6.2 联轴器的校核因为低速轴所受的转矩较大，只校核低速轴，考虑到转矩变化很小取。所以（联轴器符合其强度要求）7 润滑方式、润滑油牌号及密封方式的选择7.1 润滑方式的选择润滑方式有两种：所以小齿轮大齿轮均采用油润滑。7.2 密封方式的选择一般选用接触式密封，半粗羊毛毡垫圈。8 箱体及附件的结构设计和选择8.1 箱体的结构尺寸减速器铸造箱体的结构尺寸表名称符 号结构尺寸（mm）齿轮减速器箱座（体）壁厚8箱盖壁厚8箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度20箱座、箱盖的肋厚轴承旁凸台的高度和半径H由结构要求来确定轴承座的外径凸缘式：140地脚螺钉直径与数目单击减速器16通孔直径20沉头座直径45底座凸缘直径2523连接螺栓轴承旁连接螺栓直径箱座、箱盖连接螺栓直径,螺栓的间距连接螺栓直径14通孔直径15.5沉头座直径30凸缘尺寸2218定位销直径轴承盖螺钉直径视空盖螺钉直径吊环螺钉直径有减速器的重量来确定箱体外壁至轴承座断面的距离大齿轮顶圆与箱体内壁的距离10齿轮断面与箱体内壁的距离10备注：1、a值代表两齿轮的中心距； 2、与减速器的级数有关，对于单级减速器，取=1； 3、0.0250.030，软尺面取0.025，硬尺面0.030 4、当算出的和小于8mm时，取8mm。8.2 箱体附件的选择8.2.1 窥视孔及窥视盖的选择查表14-4，因为是单级,则窥视孔及窥视盖的相关尺寸如下表(mm)直径孔数907560-70554074458.2.2 油标指示装置的选择选择游标尺,其具体尺寸如下表(mm)412628106420168.2.3 通气器的选择选择M201.5，其具体尺寸如下表(mm)sLlaM201.53225.4222915478.2.4 起吊装置的选择减速器的重量为0.3KN,选用单螺钉起吊（最大起重为1.6KN）,具体尺寸如下表：(mm)9.12021.17183641162.510132.58.2.5 螺塞和封油垫的选择选择外六角螺塞、封油垫，M201.5，具体尺寸见下表（mm）esLcM201.517.83024.2213015431.0 （ 以上所选的附件的具体图示在相应的教材上，画图时应结合教材画图。）9 设计小结匆匆的一周时间内夹杂着考试，我们结束了紧张的机械设计课程设计，设计就意味着实践，要求思考，从中我们得到了一次能力上的提升，因为使用AutoCAD做的图，也使我对这个软件有了更深的了解。 因为时间原因，艰巨的任务要求我们必须有坚定的信念，合理的支配时间，自主的设计。同时，也是一次对以前知识的一次良好复习机会，通过查阅质料，我们切身感受到设计过程要严谨细致。 总之，通过这一周的实践，增强了自己应对问题的能力，加深了对设计理念的了解，系统的学习和复习了机械相关的知识。从中受益匪浅，同时通过自己的努力最后完成了设计，打心底是痛快的，激动的。10 参考资料1. 唐增宝、何永然、刘安俊主编。机械设计课程设计。华中科技大学出版社2. 黄华梁，彭文生主编。机械设计基础。高等教育出版3. 邓文英主编。金属工艺学。高等教育出版社4. 董怀武主编。机械工程图学，武汉理工大学出版社 21