一级减速器说明书

目 录

一、设计任务书............................................................................................................ 1 二、拟定传动方案........................................................................................................ 1 三、选择电动机............................................................................................................ 2 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比................................................ 3 六、V带传动设计 ........................................................................................................ 4 七、齿轮传动设计........................................................................................................ 6 八、高速轴轴承的设计................................................................................................ 7 九、高速轴直径和长度设计........................................................................................ 9 十、低速轴承的设计.................................................................................................. 10 十一、低速轴直径和长度设计.................................................................................. 11 十二、键的设计.......................................................................................................... 14 十三、箱体的结构设计.............................................................................................. 13 十四、减速器附件的设计.......................................................................................... 16 十五、润滑与密封...................................................................................................... 17 十六、课程设计总结.................................................................................................. 18 十七、参考文献.......................................................................................................... 18

0

一、设计任务书

滚筒圆周力（F/N） 2000 运输带工作速度（m/s） 1 卷筒直径（mm） 250 工作条件：连续单向运转，稍有振动，多灰尘，空载起动，使用期8年，小批量生产，二班制工作，运输带速度允许误差为?4%。

二、拟定传动方案

为了估计传动装置的总传动比范围，以便合理的选择合适的传动机构和拟定传动方案。可先由已知条件计算起驱动卷筒的转速nw ，即

nw?60?1000?60?1000?1??76.4r/mim

?D??250一般常选用转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总在传

动比约为8.1或12，根据总传动比数值，可初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。

如图2-1[2]所示的四种方案可作为其中的一部分，这些方案的主要优缺点：方案b不宜在长时间连续工作，且成本高；方案d制造成本较高。根据该带式传送机的工作条件，可在a和c两个方案中选择。现选用结构较简单、制造成本较低的方案a。 据此拟定传动方案如图：

传动装置拟定方案

1

结果： 1、电动机的类型和结构形式

按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动

机，它为卧式封闭结构。

2、电动机容量

（1）工作机所需功率pw

三、选择电动机

Pw?2.08KW

（2）电动机输出功率pd

pw pd? ? 2传动装置的总效率 ???1??2??3??4??5

式中，?1、?2…为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由

表3-3[2]查得：V带传动 ?1=0.96；滑动轴承 ?2=0.96；圆柱齿轮传动

?3=0.97；弹性连轴器 ?4=0.99；卷筒轴滑动轴承 ?5=0.96,则

Pw?FV2000?1??2.08KW 10001000??0.82

总效率 ??0.96?0.96?0.96?0.99?0.97?0.82 故Pd?2Pw??2.54KW

（3）电动机额定功率ped

依据表12-1选取电动机额定功率ped?3KWY132s-6型(1000rpm)

,3、电动机的转速

为了便于选择电动机的转速，先推算电动机转速的可选范围。由表3-1[2]

'查得V带传动常用比为范围i1?2~4,单级圆柱齿轮传动i2?3~5则电动

[2]

ped?3kw

n0?960r/min'机转速可选范围为

''nd?nwi1'i2?458.4~1528r/min

规定电动机的同步转速为1000r/min，由于其额定功率的限制，其满载转速改为960r/min，所以选定电动机的型号为

2

电动机 型号 额定 功率 （KW） 电动机转速 （r/min） 同步 满载 电动机 质量 （kg） 传动装置的传动比 总传动比 V带传动比 单级减速器 Y132S-6 型号 3 1000 960 额定功率 （KW） 12.56 3.1 4.05 质量（kg） Y160M-6电动机的数据和外形，安装尺寸如下表。 转速（r/min） 同步 1000 满载 960 Y132S-6 3 尺寸 H A B C D E F 132 216 178 89 38 80 10 833 12 280 210 270 315 238 515 FG K AB AD AC HD BB L 结果：

i=12.56.

四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 1、传动装置总传动比： i?nm960??12.56nw76.4 3

结果：

所得i2 符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范分配各级传围。 动比：

取V带传动

五、传动装置的运动和动力参数

比i1=3.1。则

1、各轴转速 单级圆柱齿

按电动机额定功率为0轴，减速器高速轴为1轴，低速轴为2轴，卷筒轮减速器的轴为3轴，各轴转速为 传动比为

i2=4.05

n0?nm?960r/min

n960i12.56i2??=4.05

i13.1n1?1i1?3.1?309.7r/minn388n2?2??76.46r/mini23

n0?960r/minn1?309.7r/minn2?76.46r/min

各轴输入功率

按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率，即 P1=Pdη1=2.44kw P2=P1η3xη5?2.27kw P3=p2η2η3=?2.16KW 2、各轴转矩

p1?2.44kwp2?2.27kwp3?2.16kw

Td=25.26N?mp2.54Td?9550d?9550?=25.26N?mnm960pT1?95501=75.24N?mn1T2?9550T3?9550p2?283.5N?mn2p3?270.00N?mn3

T1=75.24N?mT2=283.5N?mT3=270.00N?m

六、V带传动设计

1、计算功率pc,由表10-7工作情况系数1班制时的值KA=1.1

[1]

pc?1.2?pd?1.2?2.54?3.048kw

2、选普通V带型号

根据pc?3.048kw,n0?960r/min,由图10-8查出此坐标点位于A型

[1]

pc?3.048k

w

与B型交界处，现暂按选用B型计算。 3、求大、小带轮基准直径dd2、dd1。

4

由表10-8， dd1?90mm,由P152公式得

[1][1]

dd1?90mmdd2?280mm`

dd2?由表10-8取dd2?355mm 4、验算带速v

[1]

n1dd1?280mm n2v?

?dd1n160?1000???90?96060?1000?4.52m/s

5、求V带基准长度Ld和中心距a

初步选取中心距

a0?1.5??dd1?dd2??1.5?(90?280)?500mm

取a0?500mm，符合0.7(d1?d2)?a0?2(d1?d2)。 由式10-16得带长

[1]

L0?1599.05mm?L0?2a0?(dd2?dd1)?(dd2?dd1)2/4a02?2?500?581?18.05

?1599.05mm[1]

[1]

查表10-2，对A型带选用Ld?1550mm再由式10-17计算中心矩

a?a0?Ld?L01550?1599.05?500??475.5mm 226、验算小带轮包角?1 由式10-8得

[1]

?1?1800?dd2?dd1?57.30?1800?(280?90)/475.5?57.3?1660?1200,a

合适

7、求V带根数z

[1]

由式10-19得

z?pc(p0??p0)KaKL

令n0?960r/min,dd1?90mm,查表10-4得p0?0.79

[1]

结果：

5

传送比

i?dd2280??3.11 dd190

pc3.048z???3.6

(p0??p0)K?KL(0.79?0.11)?0.95?0.99取4根。

8、求作用在带轮上的压力FQ

查表10-1得q=0.1kg/m,故由式10-20得单根V带的初拉力

[1]

[1]

z?4

500pc?2.5?F0??1??qv2?zv?K???500?3.0482.5.?1)?0.1?4.522?140N4?4.520.95

作用在轴上的压力

157FQ?2zF0sin?2?4?140?sin?1098N

22?1FQ?1098N

9级精度

七、齿轮传动设计

1、选择材料、精度及参数

[1]

小齿轮：45钢，调质，HB=240 （表12-1）

[1]

大齿轮：45钢，正火，HB=190 （表12-1）

两齿轮齿面硬度差为50HB，符合软齿面传动设计要求。先采用9级精度

因?Hlim1?560MPa,?Hlim2?530MPa（图12-6），msiHl[1]

?01.（表

12-5）。故

[1]

[?H1]??Hlim1/SHlim?560/1.0?560MPa[?H2]??Hlim2/SHlim?530/1.0?530MPa因

[1]

?Flim1?190MPa,?Flim2?170MPa（ 图

[1]

11-10）,SF=1.3(表11-5）。故

[?F1]??Flim1/SFlim?190/1.3?146MPa[?F2]??Flim2/SFlim?170/1.3?131MPa2、按齿面接触强度设计 结果：

6

设齿轮按9级精度制造。取载荷系数（表12-3）K=1.1，齿宽系数

[1]

z1?25z2?100?a?0.3，已知小齿轮的转矩T2?75.24?103N?mm，查表12-4[1]取

（已知u?z2/z1?4）

齿数z1?25，则z2?uz1?4?25?100,故实际传动比i=100/25=4

模数m?d1/z1?2?151/125?2.41

按表5-1[1]

取m=2.5mm. 确定中心距 a?m2(z)?2.51?z22(25?100)?156.25 齿宽 b??bd1?0.3?156.25?46.875mm 取b1?55mm,b2?50mm

则齿轮直径可得

d1?mz1?2.5?25?62.5mmd

2?mz2?2.5?100?250mm

3、验算齿轮弯曲强度

齿形系数 YF1?2.72,Y[1]

F2?2.2,（表12-5）

按式12-8验算齿轮弯曲强度

?2KTY1F12?1.1?7.52?104?2.72F1?bm2z??2.52?25?57.6MPa?[?F1]

1504、齿轮的圆周速度

v??d1n160?1000?1.01m/s

八、高速轴轴承的设计

7

i?4 m?2.5a?156.25

轴承的外形如图：

BBB/2DAA/260°ddDraD2D18

轴承型号 外形尺寸（mm） 安装尺寸额定动载荷

结果： （mm） Cr（kN） 新标准 d D B damin Damax rasmax 额定静载荷Cor(kN) 6007 35 62 14 41 56 1 16.2 10.5 从表15-4[2]中选深沟球轴承

九、高速轴直径和长度设计

轴承的内径为35mm，d3=35mm 最细的轴径由式16-1[1]

dp1?A3n 查表16-2[1]

，得A=107

dp1?A3n?10732.44309.7?21.9mm 取标准化d1?24mm

轴1与轴2相接处有定位轴肩

则

d2?30mm

轴3与轴4 处有套筒定位

d4?38mm d5?46mm d6?35mm

高速齿轮宽为55mm,取其长度L4?54mm 由V带轮的结构知

L1?65mm

先初定 L6?(15?20)?B?30mm

L3的长度要大于轴和套筒的总合：

9

d?35mmD?62mm B?14mm

d1?24mmd2?30mmd3?35mmd4?46mmd5?35mmd6?45mm

L3?B?(15?20)?30mm

确定L2 的长度：L2?46.9mm计算后估计L5?5.6mm

十、低速轴承的设计

低速轴的齿轮直径为d2?250mm 扭矩T3?283.5N?m

10

BBB/2DAA/260°ddDraD2D1

从表15-4[2]

中选深沟球轴承 轴承型号 外型尺寸（mm） 安装尺寸（mm） 额定动载荷 Cr(kN) 新标准 d D B D额定静载荷 1Min D2Max rasMax Cor(kN) 6009 45 75 16 51 69 1 21.0 14.8 十一、低速轴直径和长度设计

轴承的内径为55mm，则d3?55mm 最细的轴径由式16-1[1]

d1?A3pn 查表16-2[1]

，得A=107

dp1?A3n?10732.2776.46?33mm 取标准化 d1?35mm

轴1与轴2相接处有定位轴肩

则

d2?42mm

轴3与轴4处有套筒定位

d4?48mmd5?58mm d6?45mm低速齿轮宽为50mm，取其长度 L4?48mm

11

结果：

d?45mmD?75mm B?16mm

d1?35mmd2?42mmd3?45mmd4?48mmd5?58mmd6?45mm

由V带轮的结构知 L1?112mm 先初定 L6?(15?20)?B?33mm L3的长度要大于轴和套筒的总合： L3?33mm 确定L2的长度： L2?33.9mm L5?7mm 十二、键的设计 在高、低速轴的1，4段都需要连接 选用A型的圆头键 轴 键 宽度b 极限偏差 公 公 键槽 深度 轴 公 公 轴H9 毂D10 轴N9 毂Js9 称 尺 寸 >22 ~ 30 >30 ~ 38 >38 ~ 44 12*8 12 10*8 10 8*7 8 +0.036 +0.098 0 0 ±毂 公 称 尺 寸 min max 半径 -0.040 -0.036 0.018 4.0 3.3 0.16 0.25 +0.036 +0.098 0 0 ±+0.040 -0.036 0.018 5.0 3.3 0.25 0.4 +0.043 +0.120 0 0 -0.018 +0.050 -0.043 -0.061 5.0 3.3 0.25 0.4 12

（1）高速轴

轴1段键的长度：L=50mm 轴4段键的长度：L=40mm （2）低速轴

轴1段键的长度：L=100mm 轴4段键的长度：L=36mm

十三、箱体的结构设计

（1）箱座高度

H?da2da2?(30~50)??72*?(z?2ha)?m?(120?2?1.0)?3?366mm*a*

H?177.63mm

df?(z?2h?2c)?m?(120?2?2?0.25)?3?352.5mmH?177.63mm齿高为：h?da2?df?11.25mm

则齿轮浸油深度h?h?11.25mm符合条件齿轮浸油深度大于10mm的要求。

总的油深 h?h?30?43.5mm 箱体内储油宽度大约为60+20*2=100mm

箱体内储油长度大约为da1?da2?30?492mm 结果：

''''''L1?65mmL4?54mm

L1?112mmL4?48mm

13

则储藏的油量

Q?100?492?43.5?2140200mm3=2140.2cm3

（2）箱体的刚度设计（图5-1[2]

） 1、箱座的壁厚

??0.025?a???0.025?225?1?6.625mm 按要求墙壁厚至少取8mm。 箱座的壁厚?为8mm. 2、箱盖壁厚

?1?10mm

箱盖的厚度至少为8mm。 取其壁厚?1为8mm.

3、箱体凸缘厚度

箱座 b?12mm

箱盖 b1?1.5?1?1.5?8?12mm 箱底座 b2?2.5?8?20mm 4、加强肋厚

箱座 m?0.85???0.85?9?7mm 5、地脚螺钉直径

df?M16

6、地脚螺钉数目

因为a?250mm时，n=4 取4颗螺钉

7、轴承旁边连接螺栓直径

d1?m12

8、箱盖、箱座连接螺栓直径

d2?M10

9、轴承盖螺钉直径和数目

所选的轴承外径为62mm 所以

d3?6mmn?4

14

结果：

??8mm?1?8mmb?12mmb1?12mmb2?20mmm?7mmm1?7mmdf?M16

10、轴承盖外径

由表15-4[2]

知所选的轴承外径 D2?119mm 11、观察孔盖螺钉的直径

d4?0.3df?0.3?20.1=6mm

12、dfdd2至箱外的距离：dfd2至凸缘边缘的距离

C1min?25mmC2min?22mm

13、轴承旁凸台半径

R1?C2?12mm

14、箱体外壁至轴承座端面的距离

l1?C1?C2?7?50mm

十四、减速器附件的设计

（1）窥视孔及视孔盖

Md 4h1-2BAB 1B 0A0A1取A的宽度为39mm

A1?42mmA0?30mmB?25mm B0?60mmh?2mm（2）通气器

由已知选M12?1.25型号

15

C1min?25mmC2min?22mmR1?12mml1?50mm

(3) 游标尺

由条件可选M16型的。

安装图：

d2

d1had3

?H9?d?? h9??d1 d2 d3 h a b c D D1 M12 4 12 6 28 10 6 4 20 16 (4) 放油孔与螺塞

放油孔应设在油池的最低处，平时用罗塞堵住，采用圆柱螺塞时，箱座上装置处应设凸台，并加封油垫片。放油孔不能高于油池底面，以免排不干净。

(5) 起盖螺钉

起盖螺钉设置在箱盖连接凸缘上，其螺纹有效长度应大于箱盖凸缘的厚度。

长度L=16.8mm

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十五、润滑与密封

（１） 润滑的选择：

在上面箱座高度设计的时候已经选择了减速器采用浸油润滑的方式， 单级的圆柱齿轮，当m<20时，浸油深度为一个齿高，但不小于１

０ mm 齿高为：h'?da2?df?11.25mm

则齿轮浸油深度 h''?h'?13.5mm

符合条件齿轮浸油深度大于１０mm的要求。

总的油深 h?h''?30?43.5mm 箱体内储油宽度大约为 60?20?2?100mm 箱体内储油长度大约为 da1?da2?30?492mm 则储藏的油量

Q?100?492?43.5?2140200mm3?2140cm3

单级减速器每传递１kw 的功率所需的油为３５０～７００cm3。减速器传递的功率为2.54kw，则0.5kw的油量：

Q'?Q5.23?409cm3 350?409?700cm符合要求

结果：

d?8.04mmL?25.5mm

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减速器采用

了浸油润滑

方式

其它的零件经设计可采用脂润滑，选用的润滑剂为：

钙基润滑脂（GB491-87）中的3号，其抗水性好，使用与工业，农业和交通运输等机械设备的轴承润滑，特别是使用与水或潮湿的场合。

（2）密闭的形式：

选择接触式密封中的毡圈密封，其密封效果是靠安装与梯形轴上的梯形槽中所产生的径向压力来实现的，可补偿磨损后所产生的径向间隙，且便于更换毡圈。

其特点是：结构简单，廉价，但磨损较快、寿命短，它主要用于轴承采用脂润滑，且密封轴的表面圆周速度较小的场合。

结果：

轴承用脂润滑

毡圈密封

十六、课程设计总结

从整体上来说通过详细的计算和仔细的校核并且结合了实际情况，设计的过程基本正确，

结果基本合理，可以满足设计的要求。

课程设计使我们对所学的知识得到了一次系统，完整的复习，让我们初步了解到机械的选择、设计与加工基本知识。课程设计的过程中，进一步增强了数据的处理和一些细节处理的能力。

在设计的过程中，还有一些小的问题还未能处理的很好，我会努力找的到不足，多加注意，以便以后能做的更好。

十七、参考文献

[1]、李国斌等，机械设计基础，机械工业社，2009.11

[2]、李国斌等，机械设计课程设计指导书，机械工业出版社，2012.8

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6ob3.html