目錄TOC\o"1-5"\h\z設計任務書 11.1設計題目 12設計數據 13設計工作量 1\o"CurrentDocument"電動機的選擇及運動參數的計算 21選擇電動機容量 22確定電動機的轉速 3\o"CurrentDocument"3計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比 3\o"CurrentDocument"4計算傳動裝置的運動和動力參數 4\o"CurrentDocument"齒輪的傳動設計 51選擇材料,確定許用應力 5\o"CurrentDocument"2按齒面接觸強度設計 5\o"CurrentDocument"3確定基本參數，計算主要尺寸 64計算齒輪幾何尺寸 6\o"CurrentDocument"3. 5校核齒根彎曲疲勞強度 7\o"CurrentDocument"6選擇齒輪傳動的潤滑油粘度、潤滑方式 7軸的設計 8\o"CurrentDocument"1軸的功率轉速扭矩、轉速、扭矩 82初步估算軸徑 83軸的結構設計 8\o"CurrentDocument"4按彎扭合成強度校核軸徑 9滾動軸承的選擇及驗算 13鍵的選擇計算 13\o"CurrentDocument"減速器的結構尺寸計算 141箱體的設計 14\o"CurrentDocument"潤滑油及潤滑方式的選擇 171齒輪的潤滑 178. 2軸承的潤滑 178. 3潤滑油的選擇 178. 4密封方法的選取 17設計小結 18參考文獻 19電動機的選擇及運動參數的計算按已知工作條件要求和條件選用Y系列，一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機。一、選擇電動機容量工作機所需功率P?F?u ,P=— =kW°100嘰式中F°=2500N =1.5m/s工作機的效率=0.94?0.96對皮帶輸送機取耳=0.94帶入上式，得P工作=FV/1000n=3。99KN電動機的輸出功率P0P0式中H電動機至滾筒的傳動裝置總效率P二Pnn二3.90X0.995X0.98二3.76II I滾齒n1 帶傳動效率n2 齒輪傳動效率 n3 滾動軸承的效率n4 聯軸器的效率 n5 運輸機平型帶傳動效率取帶傳動效率0.96齒輪傳動效率滾動軸承的效率0.98聯軸器的效率0.97運輸機平型帶傳動效率0.98n=nxr2xnxnxn總帶 軸承齒輪聯軸器滾筒=0.96x0.982x0.97x0.99x0.96=0.85D2故P=—^= =4.07kw0n0.90因載荷平穩，電動機個頂功率P只需大于P即可。查設計資料中Y系列電m0動機術數據表選電動機的個頂功率P為5.5kwm二、確定電動機轉速滾筒軸工作轉速為6x104UTOC\o"1-5"\h\zn= 仔① 兀D式中：O——皮帶輸送機的帶速 D----滾筒的直徑\o"CurrentDocument"6x104U 6x104x1.690000 /.n= &= = =71.65r/min\o"CurrentDocument"①兀D兀x400 1256電動機的轉速V帶傳動比范圍i=2?4,單級圓柱齒輪傳動比范圍i=3?5,12則總傳動比范圍為ir=2x3?4x5=6?20，可見電動機轉速可選范圍為n=in=（6?20）x71.65=429.9?1433r/min型號功率滿載時堵轉電流堵轉轉矩最大轉矩電流轉速效率功率因數額定電流額定轉矩額定轉矩Y160M-825.513.3720850.74622Y132M-625.512.696085.30.786.52.02符合這一范圍的同步轉速有750r/min和1000r/min兩種，為減少電動機的重量和價格,常選用同步轉速為1000r/min的Y系列電動機Y132M-6，其滿載轉速nm=960r/min。電動機的中心高、外形尺寸、軸伸2尺寸等均可查到。三、計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比傳動裝置總傳動比

n 960n 960i——m—n 71.65w—13.39分配各級傳動比由i—i.i，為使V帶傳動的外部尺寸不致過大，取傳動比i二3,則i齒帶 帶 齒13.39—13.39—4.46帶四、計算傳動裝置的運動和動力參數各軸轉速軸n—^-m— —320r/minii3帶軸n—-F- —71.74r/miniii4.46齒滾筒軸n—n—71.74r/minwII各軸功率軸P—P耳—4.07x0.96—3.90kwI0帶車由 P—Pnn—3.90x0.995x0.98—3.76kwII I滾齒滾筒軸P—Pnn—3.76x0.995x0.995—3.66kwwII滾聯各軸扭距TOC\o"1-5"\h\zP 4.07電機軸T—9550f—9550x—40.48N?m0 n 960mP 3.90軸T—9550——9550x—116.39N?mn 320I軸T—9550-i-—9550x—500.52N?mn 71.74ii滾筒軸T—9550-w—9550x2^—487.21N?mw n 71.74w將以上算得的運動和動力參數列表名冰軸、參電動機軸I軸II軸滾筒軸轉速96032071.7471.74n/(r/min)功率P/4.073.903.763.66扭距T/(N?m)40.48116.39500.52487.21傳動比i34.461.00效率n0.960.9650.975齒輪的傳動設計一、選擇材料，確定許用應力因載荷平穩，傳動功率較小，可采用軟齒面齒輪小輪選用45鋼，調質，硬度220HBS。大輪選用45鋼，正火，硬度為190HBS。由《機械設計基礎》中的13-35c和圖13-36c分別查得：b =555MPa，b =530MPaHlim1 Hlim2b =190MPa，b 二180MPaFlim1 Flim2由表13-8查得S二1.1，S二1.4，故HF[b]二—hiim1二504.5MPaH1SH[b]=—Hlim2=481.8MPaH2SH[b]=―fiim1=135.7MPaF1SH[b]=—Flim2=128.5MPaF2SH二、按齒面接觸強度設計計算中心距a>(i土1)/335、KT()21[b]Pa>(i土1)H a

取[b]=[b]=481.8MPaHH2計算小輪轉矩T=9.55x106390=1.16x105Nmmi 320一般減速器，取齒寬申=0.4,i=3。a原動機為電動機，輕微沖擊，支承不對稱布置，故選8級精度。選K=l。將以上數據帶入得出算中心距a=142.7mmc三、確定基本參數，計算主要尺寸選擇齒數取z=20，貝Vz=iz=3x20=60121確定模數m(z+z)a= 1 —2可得：m=3.56查表得標準模數m=4確定實際中心距"=^^="=^^=4x^^=160mm"2計算齒寬b=pa=0.4x160=64mma為補償兩輪軸向尺寸誤差，取b=70mm,b=64mm12四、計算齒輪幾何尺寸齒距p=m=4x3.14=12.56mm齒厚兀m3.14x4s= = =6.28mm22槽寬

兀m3.14x4e- - 一6.28mm22齒頂高h一h*m一1x4一4mmaa齒根高h一h+c一(h*+c*)m一5mmf a a分度圓直徑d一mz一4x20一80mm11d一mz一4x60一240mm22齒根圓直徑d一d-2h一72mmf11 ad一d-2h一232mmf2 2 a中心距m(z+z) 160a一 + 2一160mm2五、校核齒根彎曲疲勞強度2KTYb=ifsiMPaF1bm2z12KTY2KTYb= 1FS2F2 bm2z1二b fs2MPaF1YFS1按z=20,z=70查表查得Y二4.38,Y二3.88帶入上式TOC\o"1-5"\h\z1 2 FS1 FS2b二49.6MPa<[b](安全)F1 F1b二43.9MPa<[b]（安全）F2 F2六、選擇齒輪傳動的潤滑油粘度、潤滑方式由齒輪的失效分析可知，齒輪傳動如果潤滑不良，會導致齒面損傷，對齒輪傳動進行潤滑，不僅可以減輕齒面磨損，降低傳動噪聲，同時還能散熱、防銹、提高齒輪傳動的使用壽命。齒輪傳動的潤滑方式主要根據齒輪圓周速度的大小來選擇。常用的潤滑方式有：浸油潤滑也稱油浴潤滑，是將齒輪副中的大齒輪傳動浸入油中達一定的深度，其深度取決于齒輪的圓周速度，當O<12m/s時，對一級齒輪傳動，大齒輪浸入油中約一個齒高。過深會增大運轉阻力，降低工作效率，過淺則不利于潤滑；對多級齒輪傳動，因高速級大齒輪無法達到要求的浸油深度，則采用帶油輪輔助潤滑，將油帶入高速級大齒輪表面。噴油潤滑是用液壓泵將有一定壓力的潤滑油直接噴到齒輪的嚙合表面進行潤滑。用于u>12m/s的齒輪傳動，此時因圓周速度高，攪油損耗較大，不宜采用浸油潤滑。軸的設計（低速軸）減速器功率不大，又對材料無特殊要求，故選用45鋼并經調質處理。查表查得強度極限b=640MPa，許用彎曲應力a]=65MPa。b -1b一、軸的功率轉速扭矩、轉速、扭矩P=3.76kwn=71?74r/min T=500.52N?m222計算作用在齒輪上的力。因小齒輪的分度圓直徑d=2401

2TF=t=4171Ntd1F=Ftana=1518.1Nrt二、初步估算軸徑安裝帶輪處軸的直徑為最小直徑軸的材料選用45鋼。根據表查得，A=126?103根據公式d>A3-=（103?126））221=38.11?46.62mm

n *71.74考慮軸的最小直徑處要安裝聯軸器、還有鍵槽存在，故將估算增加0.5%并圓整。則取d=40mm

三、軸的結構設計由于設計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側，軸的外伸端安裝半聯軸器。要確定軸的結構形狀，必須先確定軸上零件的裝拆順序和固定方式。參考《機械設計基礎》圖20-8結構，確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩定位,右端用套筒定位。齒輪的周向固定采用平鍵聯接。軸承對稱安裝于齒輪的兩側，其軸向用軸肩定位，周向采用過盈配合定位。確定各軸段的直徑。如圖所示，軸段①直徑最小，d=40mm;考慮到要對安裝在軸段①上的聯軸器1進行定位，軸段②上應有軸肩，同時為能很順利地在軸段②上安裝軸承，軸段②必須滿足軸承內徑的標準，故取軸段②的直徑d=45mm；同樣的方法確定軸段③、2④的直徑d=50mm,d=60mm;為了便于拆卸左軸承，可查出6208型滾動軸承的安3 4裝高速為3.5mm，取d=52mm.5確定各軸段的長度。齒輪輪轂寬度為60mm，為保證齒輪固定可靠，軸段③的長度應略短于齒輪輪轂的寬度，取為55mm；為保證齒輪斷面與箱體內壁不相干涉。齒輪端面與箱體內壁間應留有一定的間距，取該間距為15mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為18mm）,并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內壁的距離為5mm，所以軸段④的長度取為20mm，軸承跨距l二118mm；根據箱體結構及聯軸器距軸承蓋有一定距離的要求，取l'二75mm；查閱有關的聯軸器手冊取l'二70mm。軸與齒輪、聯軸器均采用平鍵聯接。按設計結果繪制的結構草圖。■_)■■_)■③,r——①四、按彎扭合成強度校核軸徑畫出軸的受力圖b作水平面內的彎矩圖c

支點約束力支點約束力F=F=F=4171=2085.5NHAHB22I-I截面處的彎矩為118M=2085.5x =123044.5N?mmhi 2II-II截面處的彎矩為M=2085.5x29=60479.5NmmHII作垂直面內的彎矩圖d支點約束力為FVA—759.1FVA—759.1N——r 22F—F-F—1518.1-759.1—759NVBrVAI-I截面左側彎矩為TOC\o"1-5"\h\zl 118M—F—759.1x —44786.9mmVI左 VA2 2I-I截面右側彎矩為l 118M—F—759x —44781mmVI右VA2 2II-II截面處的彎矩為M—Fx29—759x29—22011N?mmVII VB作合成彎矩圖eM—JM2+M2V H VI-I截面：TOC\o"1-5"\h\zM—J —+M2—(44786.9)+(123044.5)N?mm—130942N?mmI左 ■ VI左 HIM—、：：_+M2—(44781)+(123044.5)?mm—130940N?mmI右 VI右 HIII-II截面：MII2 +M2VII HII—{(22011)2+(60479.5)MII2 +M2VII HII作轉矩圖f

T=9.55x106—=9.55x106x—=500529N?mm

n 71.74求當量彎矩。因減速器工作時作單向運轉，故可認為轉矩為脈動循環變化修正系數a為0.6。I-I截面：M二JM2 +(aT)2=€1309402+(0.6x500529)二327621NmmeI I右MeIIII-II截面MeII+(aT)2=1643602+(0.6x500529)二307136Nmm確定危險截面及校核強度。由圖可以看出，截面IT、II-II所受轉矩相同，但彎矩M>M，且軸上eIeII還有鍵槽，故截面I-I可能為危險截面。但由于軸徑d>d,故也應對截面II-II32進行校核。I-I截面：M327621 327621Nmmc=亠= = =26.2MPaeW 0.1d3 0.1x503mm33II-II截面：M307136 307136Nmm,c=井= = =33.7MPaeiW 0.1d3 0.1x453mm3查表得，［查表得，［c=65MPa，滿足c=［c］，故設計的軸有足夠強度，并有

e -1b定富裕量。

H\耳15H1［弋1y八F皿H\陰\八臨i\陷T滾動軸承的選擇及驗算（低速軸）根據任務書上表明的條件：載荷有輕微沖擊，以及軸承主要受到軸向力，所以選擇深溝球軸承。選用6208深溝球軸承軸承壽命計算C106 C16670L=(—)￡ =(—)￡ hP60n Pn查機械零件手冊，6308軸承所具有的徑向基本額定動載荷C=29500N,對r于球軸承，8=3。工作壽命=326243h=(C)816670=326243hPn1518.1 71.74鍵的選擇計算（低速軸）根據軸徑尺寸，查表得軸與聯軸器的鍵為：鍵C12x50GB1096-79鍵的強度校核bxh=12x8,L=502F則L=L-b=38mmQ=廠=124.13<125?150MPa=9]s ph-L ps圓周力40F=壬=22500520=25026Nrd40擠壓強度2FQ=廠=124.13<125?150MPa=[q]

ph-L ps因此擠壓強度足夠。剪切強度2Frt= =83.42<120MPa=[t]b-L因此剪切強度足夠。減速器的結構尺寸計算箱體的設計箱體是減速器中所有零件的基座，是支承和固定軸系部件、保證傳動零件的正確相對位置并承受作用在減速器上載荷的重要零件。箱體一般還兼作潤滑油的油箱，具有充分潤滑和很好密封箱內零件的作用。為保證具有足夠的強度和剛度，箱體要有一定的壁厚，并在軸承座孔處設置加強肋。加強肋做在箱體外的稱為外肋，由于其鑄造工藝性較好，故應用較廣泛。加強肋做在箱體內的稱為內肋，內肋剛度大，不影響外形的美觀，但它阻礙潤滑油的流動而增加損耗，且鑄造工藝也比較復雜，所以應用較少。箱體是減速器中結構和受力最復雜的零件，目前尚無完整的理論設計方法，因此都是在滿足強度、剛度的前提下，同時考慮結構緊湊、制造方便、重量輕及使用等方面而要求作經驗設計。代號名稱減速器形式一級（齒輪）5箱座壁厚5=851箱蓋壁厚5沁（0.85?lb=7.2>615，箱座加強肋厚5*0.855二6.85‘1箱蓋加強肋厚5'u0.855二6.12i 1b箱座分箱面凸緣厚bu1.55二12

bi箱蓋分箱面凸緣厚b沁1.55=10.8i 1b2b,b3 4平凸緣底座厚斜凸緣底座厚b沁2.355=18.82bu1.55=12;bq（2.25~2.75）5=203 4dfdd2地腳螺栓軸承螺栓聯接分箱面的螺栓dq0.036a+12=16.32fdq0.7d=11.424fdq（0.6?0.7）d=10.6fd3軸承蓋螺釘d=93n（螺釘數）n=4d0d=d+（1?2）=100 3D0D=D+2.5d=107.50 3D1D=D=D+（2.5?3）d=1301 2 0 3D4D=（0.85?0.9）D=73.954D5D=D—（2.5?3）d=83.25 3ee=l?2d=10.83e1e=（0.1?0.15）D=11.051mm=19

525=92bb=9hh=(0.8-1)b=8.1d4檢查孔蓋螺釘b=55,L=100,b=85,L=130,i ib=-(b+b)=7022-L=-(L+L)=115221R=5,d=6.5,n=44n地腳螺栓數n=4c,c,D,R1 2 0 OR,r,r,A1 9 1凸緣上螺栓凸臺的結構尺寸c=l&c=14,D=25,R=51 2 0 ORuc=18,r=3,r=0.2xc=2.81 1 9 1 2l8軸承座孔邊緣至軸承螺栓軸線的距離lu(1?1.2)d=12.5781l9軸承座孔外端面至箱外壁的距離luc+R+(2?3)=389 1 1D,D,D1 2 4軸承座孔(D)外的直徑D=D=13012D=73.954h軸承螺栓的凸臺高hu(0.35?0.45)D=522Hd箱座的深度H>r+30=216d aR2箱體分箱面凸緣圓角半徑R沁0.7(6+c+c)=28212R箱體內壁R6=83圓角半徑3潤滑油及潤滑方式的選擇一、齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于為單級圓柱齒輪減速器，速度V12m/s,當m<20時，浸油深度h約為1個齒高，但不小于10mm，所以浸油高度約為36mm。二、軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設油溝、飛濺潤滑。三、潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設備，選用GB443-89全損耗系統用油L-AN15潤滑油。四、密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結構尺寸按用其定