双级展开式斜齿圆柱齿轮减速器设计说明书讲解
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武汉工程大学机械设计课程设计设计计算说明书题目: 双级展开式斜齿圆柱齿轮减速器院系: 机电工程学院班级：机电3班姓名:学号:指导教师:目录一、设计任务书 (2)二、传动方案的分析与拟定 (2)三、电动机的选择与计算 (3)四、传动比的分配 (4)五、传动装置的运动及动力参数的选择和计算 (5)六、传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择 (6)七、联轴器的选择及计算 (17)八、键连接的选择及计算 (18)九、轴的强度校核计算 (19)十、润滑和密封 (22)十一、箱体及附件的结构设计和选择 (23)十二、设计小结 (24)十三、参考资料 (25)计算与说明 主要结果 一 设计任务书设计带式传输机传动装置中的双级圆柱齿轮减速器。
设计数据及工作条件： 1、 带式输送机的原始参数鼓轮直径D(mm) 450 输送带速度v(m/s) 0.90 输出转矩T(N ·m)4002、工作条件与技术要求(1)工作环境：一般条件，通风良好；(2)载荷特性：连续工作，近乎平稳，正向运转； (3)使用期限：8年，每日两班制工作； (4)卷筒效率：96.0=η；(5)运输带允许误差：±5% ； (6)生产规模：成批生产. 设计注意事项：1.设计由减速器装配图1张，零件图2张（包括低速轴和低速轴上大齿轮），以及设计计算说明书一份组成;2.设计中所有标准均按我国标准采用，设计说明书应按规定纸张及格式编写;3.设计图纸及设计说明书必须按进度完成，经指导教师审查认可后，才能给予评分或答辩。
二 传动方案的分析与拟定根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为min /22.38min /45014.390.0100060100060r r D v w=⨯⨯⨯=⨯⨯=πη为防止过载以及过载而引起的安全事故，可拟定传动方案为：外部V 带传动+内部双级圆柱齿轮传动。
机构整体布置如图所示：T=400N ·m; V=0.90m/s; D=450mmmin/22.38r w=η三 电动机的选择与计算1．电动机的类型选择根据动力源和工作条件，选用Y 系列三相交流异步电动机。
2．电动机的功率工作机有效功率:kw kw T w P6.1955022.384009550w =⨯==η设电动机到工作机之间的总效率为η，并设η1，η2，η3，η4，η5 分别为弹性联轴器、闭式齿轮传动（设齿轮精度为8级）、滚动轴承、V 带传动以及滚筒的效率。
查文献4表2-2可得： η1=0.99，η2=0.97，η3=0.99，η4=0.96，η5=0.96，由此可得： 总效率：η=η1η22η34η4η5=0.99×0.972×0.994×0.96×0.96=0.82电动机所需功率：kw P w d P95.182.06.1===η 查文献4表16-1选取电动机的功率为2.2kW 。
3．电动机型号的确定在常用的同步转速为1500 r/min 和1000 r/min 两者之间选择。
根据电动机所需功率好同步转速，查[2]表20-1，电动机型号为Y112M-6和Y100L1-4型，根据电动机的满载转速mn 和滚筒转速可算出总传动比。
总效率： η=0.82电动机型号： Y100L1-4表1 电动机的数据及总传动比两个方案均可行，方案2电动机成本低，对选定的传动方案传动比也适中，故选方案2.选定电动机型号为Y100L1-4，其它主要参数列于表2.四 传动比的分配(1)总传动比15.3722.381420i '===ηηwm (2)取V 带传动的传动比1 2.5i =，则减速器的总传动比为86.145.215.37i 1'===ii 双级圆柱齿轮高速级传动比40.486.143.13.12=⨯==i i低速级传动比38.340.486.14i 23===i i方案号 电动机型号额定功率Kw 电动机转速 电动机质量 Kg 总传动比 同步 满载 1 Y112M-6 2.2 1000 940 45 24.59 2Y100L1-42.21500 14203437.15电动机型号额定功率Kw电动机转速 中心高 mm外伸轴径mm 轴外伸长度mm同步 满载Y100L1-42.2 1500 1420 100 28 60五 传动装置的运动及动力参数的选择和计算1. 各轴的转速计算电动机轴为0轴、高速轴为I 轴、中间轴为II 轴、低速轴为III 轴、卷筒轴为IV 轴。
n Ⅰ=ηm=1420 r/minn Ⅱ=n Ⅰ/i 1=min /568min /5.21420r r = n Ⅲ=n Ⅱ/i 2=min /09.129min /40.4568r r =n Ⅳ=n Ⅲ/i 3=min /19.38min /38.309.129r r =2. 各轴的输入功率计算 P Ⅰ=P d =2.2 kWP Ⅱ=P Ⅰη4=2.2×0.96 kW=2.112 kWP Ⅲ=P Ⅱη2η3=2.112×0.97×0.99 kW=2.028 kW P Ⅳ=P Ⅲη2η3=2.028×0.97×0.99 kW=1.947 kW3. 各轴的输入转矩计算T 1=9550P 1/n 1=9550×2.2/1420 N ·m =14.80 N ·m T 2=9550P 2/n 2=9550×2.112/568 N ·m =35.51 N ·mT 3=9550P 3/n 3=9550×2.028/129.09 N ·m =150.03 N ·m T 4=9550P 4/n 4=9550×1.947/38.19 N ·m =486.88 N ·m将上述数据归纳总结如下表所示。
表1. 各轴的运动和动力参数轴号转速（r/min ）功 率（kW ）转 矩（N ·m ）传动比i电动机输出轴Ⅰ 14202.2 14.802.5 4.403.38高速轴Ⅱ 568 2.112 35.51 中间轴Ⅲ 129.09 2.028 150.03 低速轴Ⅳ38.191.947 486.88减速器总传动比： i=14.86高速级传动比： i 2=4.40低速级传动比 i 3=3.38计算与说明主要结果六 传动零件的设计计算和轴系零部件的初步选择1. 减速器外部传动——V 带传动的设计计算 （1）、确定计算功率c p两班制工作，即每天工作16h ，查阅表8-8得工况系数K A =1.2，故pca= K A P = 1.2×2.2 kW =2.64 kW（2）、选择普通V 带的型号 根据kw pca64.2=、n 1=1420 r/min ，由文献3图2-7初步选用A 型带。
（3）、选取带轮基准直径d d1和d d2由表8-7和8-9取d d1=90 mm ，并取ε=0.02，则mm 225mm 905.2d d 1d 12d =⨯==i由表8-9取最接近的标准系列值d d2=224 mm 。
（4）、验算带速vs m s m n d v d /69.6/10006014209014.310006011=⨯⨯⨯=⨯=π因v 在5~25 m/s 范围内，故带速合适。
（5）、确定中心距a 和带的基准长度Ld初定中心距a 0的取值范围为mm a mm 6282210≤≤初选中心距a 0=500 mm 。
由此计算所需带长为mmmm a d d d d a L d d d d d 1502]5004)90224()22490(214.35002[4)()(2222122100=⨯-++⨯+⨯=-+++=π查阅文献3表2-4，选择基准长度Ld=1550 mm 。
由此计算实际中心距得mmmmL L a a d d 524]2/)15021550(500[2/)(00≈-+=-+≈ 中心距变化范围为477mm 至547mm. （6）、验算小带轮包角α1带轮基准直径： d d1=90 mm d d2=224mm安装中心距： a =524 mm带的基准长度：Ld=1550 mm计算与说明 主要结果)(1201653.5752490224-1803.57-180121合适︒≥︒≈︒⨯-︒=︒⨯-︒=a dd d d α（7）、确定带的根数已知dd 1=90 mm ，min /14201r =η，查表8-4得kw p053.10= kW ，查表8-5得Δp0=0.17 kW ；因α=165°，查表8-6得96.0=k α；因mm Ld 1550=，查表8-2得98.0=kL ，因此30.298.096.0)17.0053.1(64.2)(][z 000=⨯⨯+=∆+=≥Lcc K K P P P P P α取z=3根。
（8）、确定初拉力F 0单根普通V 带的初拉力为NNqv zvK P K F c 110]69.6105.069.6396.064.2)96.05.2(500[)5.2(500220=⨯+⨯⨯⨯-⨯=+-⨯=αα（9）、计算压轴力F QNN zF F 654]2165sin 11032[2sin210Q =︒⨯⨯⨯==α（10）、带轮的结构设计小带轮装在电动机轴上，轴孔直径应等于电动机外伸轴径，即28mm 轮缘宽度B 由[2]表9-1(1)2(31)1521050B Z e fmm=-+=-⨯+⨯=轮毂长度(1.5~2)42~56L d == 取50L mm =<电动机处伸出长度=60mm小带轮包角： α1=165°带的根数： Z=3初拉力： F 0=110N压轴力： F Q =654N小带轮： 顶圆直径： d a1=95.5mm 轮毂长度： L 1=50mm大带轮： 顶圆直径： d a2=380.5mm 轮毂长度： L 2=60mm小带轮外径由[1]表8-11mm da5.95=75.4925.992==da<电动机中心高，合适 大带轮装在减速器高速轴上，轴孔直径待定 轮缘宽度同上小带轮B=50mm 轮毂长度l 待定 材料：HT150 据[1]式（8-14），带传动实际平均传动比为0211(1)d I d n d i n d ε==- 1%~2%ε=，取0.015ε=，则54.2)015.01(90224)015.01(121=-=-=d d i d d011420559.06/min 2.542.1129550955036.08559.06I I I I n n r i P T N mn =====⨯=A 、小带轮的结构设计由于d d1=90mm ≤300mm, 所以带轮采用腹板式结构， B 、大带轮的结构设计由于d d2=224mm ≤300mm ，所以带轮采用腹板式结构。
