单级斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书[1]

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机械设计基础课程设计说明书

课程设计题目: 单级斜齿圆柱齿轮减速器设计

专 业：机械设计制造及自动化（模具方向）

班 级：0 6 0 5 0 4 0 5

学 号：0 5 0 5 0 4 0 2 9

设 计 者 ：龚 晶 晶

指 导 老 师 ：谢海涌老师、覃学东老师

桂林电子科技大学

目 录

2

一 课程设计书 2

二 设计要求 2

三 设计步骤 2

1. 传动装置总体设计方案 3

2. 电动机的选择 4

3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5

4. 计算传动装置的运动和动力参数 5

5. 设计V带和带轮 6

6. 齿轮的设计 8

7. 滚动轴承和传动轴的设计 19

8. 键联接设计 26

9. 箱体结构的设计 27

10.润滑密封设计 30

11.联轴器设计 30

四 设计小结 31

五 参考资料 32

一. 课程设计书

设计课题:

设计一用于带式运输机上的单级斜齿轮圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V

表一: 3 题号

参数 1

运输带工作拉力（kN） 1.5

运输带工作速度（m/s） 1.1

卷筒直径（mm） 200

二. 设计要求

1.减速器装配图一张(A1)。

2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。

3.设计说明书一份。

三. 设计步骤

1. 传动装置总体设计方案

2. 电动机的选择

3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比

4. 计算传动装置的运动和动力参数

5. “V”带轮的材料和结构

6. 齿轮的设计

7. 滚动轴承和传动轴的设计

8、校核轴的疲劳强度

9. 键联接设计

10. 箱体结构设计

11. 润滑密封设计

12. 联轴器设计

1.传动装置总体设计方案:

1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，

要求轴有较大的刚度。 4 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。

其传动方案如下：

123456

图一:(传动装置总体设计图)

初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。

选择V带传动和单级圆柱斜齿轮减速器。

传动装置的总效率a

η=η1η2η3η24η25η6＝0.96×398.0×295.0×0.97×0.96＝0.759；

1为V带的效率,η2为圆柱齿轮的效率，

η3为联轴器的效率，4为球轴承的效率，

5为圆锥滚子轴承的效率，η6为卷筒的传动效率。

2.电动机的选择

电动机所需工作功率为： P＝P/η＝2300×1.1/0.835＝3.03kW, 执行机构的曲柄转速为n＝D60v1000=105r/min，

经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i＝2～4，单级圆柱斜齿轮减速器传动比i＝3~6， 5 则总传动比合理范围为i＝6～24，电动机转速的可选范围为n＝i×n＝（6~24）×105＝630~2520r/min。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，

选定型号为Y112M—4的三相异步电动机，额定功率为4.0

额定电流8.8A，满载转速mn1440 r/min，同步转速1500r/min。

3.确定传动装置的总传动比和分配传动比

（1） 总传动比

由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为ai＝n/n＝1440/105＝13.7

（2） 分配传动装置传动比

ai＝0i×i

式中10,ii分别为带传动和减速器的传动比。 方案 电动机型号 额定功率

Ped

kw 电动机转速

minr 电动机重量

N 参考价格

元 传动装置的传动比

同步转速 满载转速 总传动比 V带传动 减速器

1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 16.15 2.3

7.02

中心高

外型尺寸

L×（AC/2+AD）×HD 底脚安装尺寸A×B 地脚螺栓孔直径K 轴伸尺寸D×E 装键部位尺寸F×GD

132 515× 345× 315 216 ×178 12 36× 80 10 ×41 6 为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取0i＝2.3，则减速器传动比为i＝0/iia＝13.7/2.3＝5.96

4.计算传动装置的运动和动力参数

（1） 各轴转速

n＝0/inm＝1440/2.3＝626.09r/min

Ⅱn＝1/　Ⅰin＝626.09/5.96＝105.05r/min

（2） 各轴输入功率

ⅠP＝dp×1＝3.05×0.96＝2.93kW

ⅡP＝Ⅰp×η2×3＝2.93×0.98×0.95×0.993＝2.71kW

则各轴的输出功率：

ⅠP＝ⅠP×0.98=2.989kW

ⅡP＝ⅡP×0.98=2.929kW

（3） 各轴输入转矩

1T=dT×0i×1 N·m

电动机轴的输出转矩dT=9550mdnP =9550×3.05/1440=20.23 N·

所以: ⅠT＝dT×0i×1 =20.23×2.3×0.96=44.66N·m

ⅡT＝ⅠT×1i×1×2=44.66×5.96×0.98×0.95=247.82 N·m

输出转矩：ⅠT＝ⅠT×0.98=43.77 N·m

ⅡT＝ⅡT×0.98=242.86N·m

运动和动力参数结果如下表

轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min

输入 输出 输入 输出

电动机轴 3.03 20.23 1440

1轴 2.93 2.989 44.66 43.77 626.09

2轴 2.71 2.929 247.82 242.86 105.05

5、“V”带轮的材料和结构

确定V带的截型

工况系数 由表6-4 KA=1.2

设计功率 Pd=KAP=1.2×4kw Pd=4.8

V带截型 由图6-13 B型

确定V带轮的直径 7 小带轮基准直径 由表6-13及6-3取 dd1=160mm

验算带速 V=960×160×3.14/60000=8.04m/s

大带轮基准直径 dd2=dd1i=160×2.3=368mm 由表6-3取dd2=355mm

确定中心距及V带基准长度

初定中心距 由0.7（dd1+dd2）

360

要求结构紧凑，可初取中心距 a0=700mm

初定V带基准长度

Ld0=2a0+3.14/2(dd1+dd2)+1/4a0(dd2-dd1)2=2232mm

V带基准长度 由表6-2取 Ld=2240mm

传动中心距 a=a0+(2240-2232)/2=708 a=708mm

小带轮包角 a1=1800-57.30(335-160)/708=1640

确定V带的根数

单根V带的基本额定功率 由表6-5 P1=2.72kw

额定功率增量 由表6-6 △P=0.3

包角修正系数 由表6-7 Ka=0.96

带长修正系数 由表6-2 KL=1

V 带根数 Z=Pd/(P1+△P2)KaKL=4.8/(3.86+0.3)0.98*1.05=1.6556

取Z=2

V带齿轮各设计参数附表

1.各传动比

V带 齿轮

2.3 5.96

2. 各轴转速n

(r/min)

(r/min)

626.09 105.05

8

3. 各轴输入功率 P

（kw） （kw）

2.93 2.71

4. 各轴输入转矩

T

(kN·m)

(kN·m)

43.77

242.86

5. 带轮主要参数

小轮直径（mm） 大轮直径（mm）

中心距a（mm） 基准长度（mm） V带型号

带的根数z

160 368 708 2232 B

2

6.齿轮的设计

（一）齿轮传动的设计计算

１．齿轮材料，热处理及精度

考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮

（1） 齿轮材料及热处理

① 材料：高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数1Z=24

高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为大齿轮 240HBS Z2=i×Z1=5.96×24=143.04

取Z2=144

② 齿轮精度

按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。

２．初步设计齿轮传动的主要尺寸

按齿面接触强度设计

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