一級直齒圓柱齒輪減速器設計說明書

機械基礎課程設計

說明書設計題目：一級直齒圓柱齒輪減速器

班級學號： 2007級生物工程1班

學生姓名

指導老師

完成日期： 2010 年 3 月 14 日

所在單位：

設計任務書

1、題目

設計用於帶式輸送機的機械傳動裝置——一級直齒圓柱齒輪減速器。

2、參考方案

（1）v帶傳動和一級閉式齒輪傳動

（2）一級閉式齒輪傳動和鏈傳動

（3）兩級齒輪傳動

3、原始資料

4、其他原始條件

（1）工作情況：一班制，輸送機連續單向運轉，載荷有輕微震動，室內工作，少粉塵。

（2）使用期限：10年，大修期三年，每年工作300天。

（3）生產批量：100臺（屬小批生產）。

（4）工廠能力：中等規模機械廠，可加工7～8級精度齒輪。

（5）動力**：三相交流（220v/380v）電源。

（6）允許誤差：允許輸送帶速度誤差。

5、設計任務

（1）設計圖。一級直齒（或斜齒）圓柱齒輪減速器裝配圖一張，要求有主、俯、側三個檢視，圖幅a1，比例1：1（當齒輪副的嚙合中心距時）或1：1.5（當齒輪副的嚙合中心距時）。

（2）設計計算說明書乙份（16開**紙，約20頁，）。

一傳動裝置的總體設計

1、傳動方案的確定1

2、電動機的選擇1

3、傳動裝置的總傳動比的計算和分配3

4、傳動裝置的運動和動力引數的確定3

二傳動零件的設計

1、v帶設計5

2、齒輪傳動設計7

3、軸的設計11

4、滾動軸承的選擇與校核計算18

5、鍵聯接的選擇及其校核計算19

6、聯軸器的扭矩校核20

7、減速器基本結構的設計與選擇21

三箱體尺寸及附件的設計

1、箱體的尺寸設計23

2、附件的設計25

四設計心得27

五參考文獻29

六主要設計一覽表30

七附圖31

設計內容：

一、傳動裝置的總體設計

1、確定傳動方案

本次設計選用的帶式輸送機的機械傳動裝置方案為v帶傳動和一級閉式齒輪傳動，其傳動裝置見下圖。

2、選擇電動機

（1）選擇電動機的型別

按工作要求及工作條件選用三相非同步電動機，封閉自扇冷式結構，電壓380v，y系列。

（2）選擇電動機的額定功率

1 帶式輸送機的效能引數選用表1的第 6組資料，即：

表一工作機所需功率為：

②從電動機到工作機的傳動總效率為：

其中、、、、分別為v帶傳動、齒輪傳動、滾動軸承、彈性套柱銷聯軸器和滾筒的效率，查取《機械基礎》p459的附錄3 選取=0.95 、=0.97（8級精度）、=0.

99（球軸承）、=0.995、=0.96

故③ 電動機所需功率為

又因為電動機的額定功率

查《機械基礎》p499的附錄50，選取電動機的額定功率為2.2kw，滿足電動機的額定功率。

（3）確定電動機的轉速

傳動滾筒軸工作轉速

查《機械基礎》p459附錄3， v帶常用傳動比為i1=2~4，圓柱齒輪傳動一級減速器常用傳動比範圍為i2=3~5（8級精度）。根據傳動裝置的總傳動比i與各級傳動比i1、i2、…in之間的關係是i=i1i2…in，可知總傳動比合理範圍為i=6~20。

又因為，

故電動機的轉速可選擇範圍相應為

符合這一範圍的同步轉速有750r/min、1000r/min和1500r/min三種。

（4）確定電動機的型號

選上述不同轉速的電動機進行比較，查《機械基礎》p499附錄50及相關資料得電動機資料和計算出總的傳動比，列於下表：

表二為降低電動機重量和**，由表二選取同步轉速為1500r/min的y系列電動機，型號為y100l1-4。

查《機械基礎》p500附錄51，得到電動機的主要引數以及安裝的有關尺寸(mm)，見以下兩表：

電動機的技術資料

表三電動機的安裝及有關尺寸(mm)

表四3、傳動裝置的總傳動比的計算和分配

（1）總傳動比 12.166

（2）分配各級傳動比

各級傳動比與總傳動比的關係為i=i1i2。根據v帶的傳動比範圍i1=2 ~ 4 ，初選i1＝3.042，則單級圓柱齒輪減速器的傳動比為4，符合圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比範圍i2=3~5（8級精度），且符合了在設計帶傳動和一級圓柱齒輪減速器組成的傳動裝置中，應使帶傳動比小於齒輪傳動比，即i帶4、計算傳動裝置的運動和動力引數

（1）計算各軸輸入功率

1 0軸（電動機軸）的輸出功率為：

1軸（減速器高速軸）的輸入功率：從0軸到1軸，經過v帶傳動和乙個聯軸器，所以：

3 2軸（減速器低速軸）的輸入功率：從1軸到2軸，經過一對軸承，一對齒輪傳動，一對齒輪嚙合傳動，所以：

4 3軸（滾筒軸）的輸入功率：從2軸到3軸，經過一對軸承，乙個聯軸器，所以：

（2）計算各軸轉速

1 0軸（電動機軸）的轉速：

2 1軸（減速器高速軸）的轉速：

3 2軸（減速器低速軸）的轉速：

4 3軸（滾筒軸）的轉速：

（3）計算各軸轉矩

① 0軸（電動機軸）的轉矩：

2 1軸（減速器高速軸）的轉矩：

3 2軸（減速器低速軸）的轉矩：

④ 3軸（滾筒軸）的轉矩：

把上述計算結果列於下表：

表五二、傳動零件的設計

1、箱外傳動件設計（v帶設計）

（1）計算設計功率pd

根據v帶的載荷有輕微振動，一班工作制（8小時），查《機械基礎》p296表13－6，取ka＝1.1。

即（2）選擇帶型

普通v帶的帶型根據傳動的設計功率pd和小帶輪的轉速n1按《機械基礎》p297圖13－11選取。根據算出的pd＝2.42kw及小帶輪轉速n1＝1420r/min ，查圖得：

d d=80～100可知應選取z型v帶。

（3）確定帶輪的基準直徑並驗證帶速

由《機械基礎》p298表13－7查得，小帶輪基準直徑為50～90mm（ddmin=50mm），則取dd1= 80mm> ddmin.（dd1根據p295表13-4查得）

由《機械基礎》p295表13-4查「v帶輪的基準直徑」，得=250mm

1 誤差驗算傳動比：（為彈性滑動率）

誤差符合要求

② 帶速

滿足5m/s（4）確定中心距離、帶的基準長度並驗算小輪包角

由式可得0.7（80+250）2（80+250）

即231660，選取=500mm

所以有：

由《機械基礎》p293表13－2查得ld＝1600mm

實際中心距

符合要求。3.042 1420 80

（5）確定帶的根數z

查機械設計手冊，取p1=0.35kw，△p1=0.03kw

由《機械基礎》p299表13－8查得，取ka=0.95

由《機械基礎》p293表13－2查得，kl＝1.16

則帶的根數

所以z取整數為6根

（6）確定帶輪的結構和尺寸

根據v帶輪結構的選擇條件，y100l1-4型電機的主軸直徑為d=28mm；

由《機械基礎》p293 ，「v帶輪的結構」判斷：當3d＜dd1(90mm)＜300mm，可採用h型孔板式或者p型輻板式帶輪，這次選擇h型孔板式作為小帶輪。

由於dd2>300mm，所以宜選用e型輪輻式帶輪。

總之，小帶輪選h型孔板式結構，大帶輪選擇e型輪輻式結構。

（7）確定帶的張緊裝置

選用結構簡單，調整方便的定期調整中心距的張緊裝置。

（8）計算壓軸力

由《機械基礎》p303表13－12查得，z型帶的初拉力f0＝55n，上面已得到=161.74o，z=6，則

（9）帶輪的材料

選用灰鑄鐵，ht200。

2、減速器內傳動件的設計（齒輪傳動設計）

（1）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級

① 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度

因為載荷中有輕微振動，傳動速度不高，傳動尺寸無特殊要求，屬於一般的齒輪傳動，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查《機械基礎》p322表14－10，小齒輪選用45號鋼，調質處理，硬度260hbs；大齒輪選用45號鋼，調質處理，硬度為220hbs。

② 精度等級初選

減速器為一般齒輪傳動，圓周速度不會太大，根據《機械設計學基礎》p145表5－7，初選8級精度。

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