1、南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）1一級直齒圓柱齒輪減速器的設計1一級減速器設計說明書課題：一級直齒圓柱齒輪減速器的設計學院：班級：姓名:學號:指導老師：南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）1一級直齒圓柱齒輪減速器的設計2南通紡織職業技術學院南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）目錄一、設計任務書 .二、電動機的選擇 .三、傳動裝置運動和動力參數的計算 .四、V帶的設計.五、齒輪傳動設計與校核 .六、軸的設計與校核 .七、滾動軸承的選擇與校核計算 .八、鍵連接的選擇與校核計算 .九、聯軸器的選擇與校核計算 .十、潤滑方式及密封件類型的選擇 .十一、設計小節 .十二、參考資料 .南通紡織職業技術

2、學院畢業設計（論文）1一級直齒圓柱齒輪減速器的設計3南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）1一級直齒圓柱齒輪減速器的設計4二設計任務說明書1、 減速器裝配圖 1 張；2、 主要零件工作圖 2 張；3、 設計計算說明書原始數據：輸送帶的工作拉力；F=1900輸送帶工作速度：V=1.8滾筒直徑：D=450工作條件：連續單向運載，載荷平穩，空載起動，使用期限批量生產，兩班制工作，運輸帶速度允許誤差為 傳動簡圖：1 電動機 2 皮帶輪 3 圓柱齒輪減速器 4 聯軸器 5 輸送帶5 年，小5%南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）1一級直齒圓柱齒輪減速器的設計5南通紡織職

3、業技術學院畢業設計（論文）南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）1一級直齒圓柱齒輪減速器的設計6二電動機的選擇工作現場有三相交流電源，因無特殊要求，一般選用三相交流異步電動機。最常用 的電動機為丫系列鼠籠式三相異步交流電動機，其效率高，工作可靠，結構簡單，維護 方便，價格低，適用于不易燃、不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。本裝置的 工作場合屬一般情況，無特殊要求。故采用此系列電動機。2.電動機功率選擇1選擇電動機所需的功率工作機所需輸出功率Pw=故Pw=1900 1.8= 3.42 kw1000其中12345查表得：1為聯軸器的效率為0.982為直齒齒輪的傳動效率為0.973為V帶輪的傳動

4、效率為0.964.5為滾動軸承的效率為0.99故輸入功率Pd=342=3.76KW0.98 0.97 0.96 0.99 0.99 0.983.選擇電動機的轉速n卷60 V卷100 60 1.8 100076.43r/minD3.14 450按機械設計手冊推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍i減速器25，取V帶傳動比i 帶 34，貝卩總傳動比合理范圍為I總=620。故電動機轉速的可選范圍為n電i總n滾筒（6-20）x76.43=到之間查表得符合這一范圍的同步轉速有960和1420r/min。南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）FV1000工作機實際需要的電動機輸入功率Pd=

5、Pw南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)7一級直齒圓柱齒輪減速器的設計南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)5方 案 電動機型號額定功率(kW電動機轉速(r/min )電動機 質量(kg)傳動裝置的傳動比同步、卄 +、 ，滿載總傳動比V 帶傳動單級減速器1 Y100L1-45150014203410.8734.962 Y132M-1410009604012.462.55.94根據容量和轉速，由有關手冊查出有三種適用的電動機型號，因此有三種 傳動比方案，綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減 速器的傳動比，可見第2方案比較適合所以選擇Y132M1-6額定功率4kw,滿載轉速960,功

6、率因素0.774.傳動比的計算與分配i 總=嚙 i 帶960/86=12所以i 齒=4i 帶=3四.傳動裝置的運動和動力參數的計算1.計算各軸轉速電機軸 n=960 (r/min )主動軸 n 1=nm/i 帶=960/2=480(r/min)輸出軸 nll=nl/i齒=480/6=80(r/min)滾筒轉速 nll=80 (r/min )2.計算各軸的功率(KV)主動軸 PI=PdXn帶=3.9X0.96=3.744KW輸出軸 PII=PIXn軸承Xn齒輪=3.744X0.99X0.97=3.6KW3.計算各軸轉矩TI=9550pl/n1 =9550 x3.74/480=74.41KN.m南

7、通紡織職業技術學院畢業設計（論文）1一級直齒圓柱齒輪減速器的設計8TII =9550pll/n2=9550 x3.6/80=429KN.m五.皮帶輪的傳動計算1. 皮帶輪傳動的設計計算 選擇普通 V 帶輪插機械設計手冊得： kA=1.2Pd=KAP=1.2X4=4.8KW據 Pd=4.8KW 和 n1=480r/min查表得：選用 A 型 V 帶2.確定帶輪基準直徑以及中心距的確定取 d1=100d2=i 帶 d1=3x100=300根據0.7(d1d2) a02(d1d2)初選中心距為 ao=8003.確定皮帶長度Ld=2a0+n(dd1+dd2)/2+(dd2 -dd1)2/4a0=2x8

8、00+3.14x(100+300)2+(300 - 1 00)2 4x800=1450.5查機械技術基礎得選取相近的 L=16004確定中心距a ao ( L-Ld) 2=800+ (1600-1450)2=8755.驗算小帶輪包角a1=18057.30Xd2-dd1)/a =180-57.30 x200 875= 165.94 120所以包角符合要求6.計算皮帶輪的根數Z= Pd/(P0+ P0)KaKL 查表 P0=0.97 Ka=0.95 KL=1.03 =4.80.97+0.11)x0.95x1.03=4.45南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)所以選A型V帶5根皮帶輪P0=0.11南

9、通紡織職業技術學院畢業設計(論文)9一級直齒圓柱齒輪減速器的設計7六齒輪的設計與校核1.選擇齒輪材料與熱處理所設計齒輪傳動屬于閉式傳動，通常齒輪采用軟齒面。查閱表 1 表 6-8 ，選 用價格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為 45 鋼，調質，齒面硬度 260HBS 大齒輪材 料也為 45 鋼，正火處理，硬度為 215HBS； 精度等級：運輸機是一般機器，速度不高，故選 8 級精度。2.按齒面接觸疲勞強度設計由 d1 (6712xkT1(u+1)/ ducH2)1/3確定有關參數如下：傳動比 i 齒=4取小齒輪齒數 Z1=20b 則大齒輪齒數：Z2=iZ 仁 4x20=80 查表齒寬系數因為是對

10、稱分布 取 d=1.13.小齒輪的轉矩T1=9.55x106xP1/n1=9.55x106x3.744/480=74490N.mm4.載荷系數k: 取 k=1.25.計算循環應力次數許用接觸應力 cHcH=cHlim ZN/SHmin 查表：cHlim1=610MpacHlim2=500Mpa接觸疲勞壽命系數 Zn：按一年 300 個工作日，每天 24h 計算，由公式 N=60njtnN1=60 x480 x5x300 x8=345600000N2=N/u=345600000/4=86400000根據機械設計手冊，得 ZN1=1 ZN2=1.05 按一般可靠度要求選取安全系數SHmin=1.0

11、cH1=cHlim1ZN1/SHmin=610 x1/1=610 MpacH2=cHlim2ZN2/SHmin=500 x1.05/1=525Mpa故得：d1(6712xkT1(u+1)/ducH2)1/3南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)=49.04mm模數： m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm查書可得，取 m=2.5南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)10一級直齒圓柱齒輪減速器的設計76.計算齒輪主要尺寸分度圓直徑：d 仁 mZ1=2.5 20mm=50mmd2=mZ2=2.5x80mm=200mm齒寬：b=dd1=1.1x50mm=55mm取 b2=55mm b1=60mm

12、7計算齒輪的圓周速度VV=nn1d1/60 x1000=3.14x480 x50/60 x1000=1.25 m/s 因為 Vv6m/s,故取 8 級精度合適.8.計算齒輪傳動的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+200)/2=125mm9.驗算齒輪的彎曲強度(1) 復合齒形因數 YFs 查表得： YFS1=4.35,YFS2=3.95(2) 許用彎曲應力 (T bb=(T bblim YN/SFmin(3) 查表得彎曲疲勞極限(Tbblim 應為：cbblim 仁 490Mpacbblim2=410Mpa(4)查表得彎曲疲勞壽命系數 YN： YN1=1 YN2=1(5)彎曲疲勞的最小安

13、全系數 SFmin ：按一般可靠性要求,取 SFmin =1(6)計算得彎曲疲勞許用應力為cbb1=cbblim1 YN1/SFmin=490 x1/1=490Mpacbb2=cbblim2 YN2/SFmin =410 x1/1=410Mpa(7) 校核計算cbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa cbb1cbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa cbb2 故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠七、軸的設計與校核南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)1.選擇軸的材料選軸的材料為 45 號鋼，調質處理南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）11一級直齒圓柱齒輪減速器的設計南通紡

14、織職業技術學院畢業設計（論文）102.軸的最小直徑d39.55 16p/n c?3P取C=110或T=30V 0.2Tn計算得d 37.73所以取dmin=403.軸的結構設計根據軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強度的原則，主動 軸和從動軸均設計為階梯軸。計算d2d2 di 2 （0.070.1）di=43.648因d2必須符合軸承密封元件的要求，經查表，取d2=44mm計算d3d3=d2+（15）mm=4549mm且d3必須與軸承的內徑一致，圓整d3=45mm初選軸承型號為6209計算d4d4=d3+（15）mm=4650,為裝配方便而加大直徑，應圓整為標準直徑，一般取0，2，5，

15、8尾數，取d4=50mrp計算d5d5d42a4d42 （0.07 0.1） d445.6 48mmd5=d4+2 （0.070.1）xd4=5760取d5=58mm計算d6d6=d3=45同一軸上的軸承選擇同一型號，以便減少軸承座孔鏜制和減少軸承類型。南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）12一級直齒圓柱齒輪減速器的設計南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）10齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡 配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過 盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪 依次從右面裝入。大帶輪輪轂靠軸肩、平鍵和螺栓分別實現

16、軸向定位 和周向固定。考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面與箱體內壁應有一定矩離，安裝齒輪段長度為輪 轂寬度小2mmL1=60 L2=50 L3=55 L4=55 L=65 L5=10 L6=704.從動軸的校核計算南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）13按許用應力校核軸的彎曲強度軸的受力簡圖（圖A） （L =113mm（1）求支持反力水平面支反力RHARHB0.5Ft0.5 1446723 N垂直面支反力RVARVB0.5Fr0.5526263N（2）作彎矩圖水平彎矩（圖B） MHC0.5LRHA0.5 113 72340850N.mm垂直彎矩（圖 C）MVC0.5 LRA0.5 113 263

17、 14860N.mm（3）求合成彎矩，作出合成彎矩圖（圖 E）MC, MHC2MVC24860C2仃 68 弓 43469N.mm（4）.作扭矩圖（圖D）南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)12一級直齒圓柱齒輪減速器的設計南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)14C點左 T ON.mmC點右 T 匚 Ftd23361446242928N.mm22(5)作危險截面當量彎矩圖 (圖E)該軸單項工作，轉矩產生的彎曲應力按脈動循環應力考慮， 取Meac( T)2Me243469 (0.59 242928)149774N.mm(6)校核危險截面軸徑Q45號優質碳素鋼調質處理時，查機械設計基礎C剖面的軸徑d

18、350mm 29.2mm故：強度足夠5.主動軸校核計算同理3d1=c旦=115x0.3555=35d2=38 d3=40 d4=45 d5=50 d6=40 L1=45 L2=42 L3=46 L4=55 L5=10 L6=42八. 滾動軸承的選擇與校核計算1.從動軸的滾動軸承選擇與校核初步選擇6209滾動軸承尺寸如表1軸承代號尺寸/mmdDB6209458519壽命計劃:要求軸承壽命：（5年，按每年工作365天，每班工作24個小時）=0.59b650Mps360 Mp280Mp29.2m60MPamin C3149774 0.1 60南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）15一級直齒圓柱齒輪減

19、速器的設計南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）13L 5 365 24=43800h計算選用軸承壽命查機械零件設計手冊基本額定動負荷Cr25.6KN動載荷系數X 1Y 0當量動載荷P XFrYFa602.34溫度系數ft1載荷系數fp1.5對球軸承壽命系數36Lh=10ftCr=60 n2fpP631025.6 1 1000=7254134h43800h60 117.5891.5 602.34所以強度符合要求2.主動軸的滾動軸承的選擇與校核根據之前設計的主動軸直徑初選6208滾動軸承要求軸承壽命：（5年，按每年工作365天，每班工作24個小時）L 5 365 24=43800h計算選用軸承壽命

20、查機械零件設計手冊基本額定動負荷。18KN動載荷系數X 1Y 0當量動載荷P XFrYFa602.34溫度系數ft1載荷系數fp1.5對球軸承壽命系數3南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）16一級直齒圓柱齒輪減速器的設計南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）13所以強度符合要求九、聯軸器的選擇由于減速器載荷平穩，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經濟問題，選用彈性套柱聯軸器K=1.3TC=9550經=9550X1336558.67KN.Mnii80選用TL8型彈性套住聯軸器，公稱尺寸轉矩Tn=600,TcTn。采用Y型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=40,軸孔長度L=112TL8型彈性套住聯軸器有關參

21、數型號公稱 轉矩T/(N -rm)許用 轉速n/(r - min1軸孔 直徑 d/mm軸孔 長度L/mm外 徑D/mm材料軸孔 類型LT1060036004011265HT200Y 型十、鍵的選擇與校核1.材料選擇及其許用擠壓應力選擇45號優質碳素鋼，查機械零件設計手冊Lh=106ftCr60n2fpP10618 1 100060 117.589 1.5 602.343=634987h43800h南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)15一級直齒圓柱齒輪減速器的設計南通紡織職業技術學院畢業設計(論文)17其許用擠壓應力jylOOMPa2.主動軸外伸端，d=40考慮到鍵在軸中部安裝，選擇平鍵就可以

22、了，且聯 軸器軸長度=62mm故選擇12x8x100 GB/T1096型鍵。b=12h=8L=100靜連接工作面擠壓應力jy2T/0.5hdl 2 74410/0.5 8 35 1OO= 10.36MPajy貝S：強度足夠，合適3.從動軸外伸端，d=50考慮到鍵在軸中部安裝，選擇平鍵就可以了，故(r/min)選擇。b=14 L=50 h=9靜連接工作面的擠壓應力:壬2 24295877.5MPa,0.5hdl 0.5 8 32 492T2/0.5hdl2 429000/0.5 8 35 50 61.28jy卜一、潤滑方式以及密圭寸方式的選擇1.潤滑方式、密封方式簡要說明(1)齒輪的速度小于5m/s查機械零件設計手冊P981表314-26, 選用浸油潤滑方式并根據表314-27，選用150號機械油;軸承采用潤油脂潤滑，并根據表314-23選用ZL-3型潤油脂jyjy則:強度足夠，合適南通紡織職業技術學院畢業設計（論文）18