设计一用于带式运输机上的单级直齿圆柱齿轮减速器-5-27

单级直齿圆柱齿轮减速器设计

设计一用于带式运输机上的单级直齿圆柱齿轮减速器。已知减速器传递的功率p=2kw, 主动轴转速n=500 r/min, 减速器传动比i=3.2，工作条件：两班制，连续单向运转，载荷轻微冲击；工作年限10年；环境最高温度35度，小批量生产。

1.1 传动装置的总体设计

1.1.1 传动方案的确定

图1-1 单级直齿圆柱齿轮减速器传动装置简图

1 电动机 2带传动 3 减速器 4 联轴器 5 输送带 6 带轮

1.1.2 电动机的选择

电动机的选择见表1-1

表1-2 Y系列异步电动机的型号及相关数据

1.1.3 传动比的计算及分配

1.1.4 传动装置运动、动力参数的计算

1.2 传动件的设计计算

1.2.1 减速器外传动件的设计

减速器外传动只有带传动，故只需要对带传动进行设计，带传动的设计计算见表1-5

图1-2普通V型带选型图

表1-6 工作情况系数

表1-7 V带带轮最小基准直径

表1-8 普通V带基准长度及长度系数

表1-9普通V带基本额定功率

表1-10 弯曲影响系数表1-11 传动比系数

表1-12 包角修正系数

表1-13普通V带截面基本尺寸

表1-14 Y机座带底脚、端盖无凸缘电动机的安装及外形尺寸

表1-15 普通V带带轮轮槽尺寸

1.2.2 减速器内传动的设计计算

减速器采用直齿圆柱齿轮传动，其传动设计计算见表1-16

表1-17 齿轮常用材料

表1-18 齿宽系数

表1-19 材料弹性系数

图1-3重合度系数

图1-4齿面接触疲劳极限应力和齿根弯曲疲劳极限应力

图1-5接触强度寿命系数

表1-20最小安全系数参考值

图1-6 动载系数

图1-7齿向载荷分布系数

表1-21使用系数

表1-22齿向载荷分配系数

图1-8外齿轮的齿型系数()

图1-9外齿轮的齿根应力修正系数

表1-23渐开线齿轮的标准模数m

图1-10重合度系数

图1-11抗弯强度寿命系数

1.3齿轮作用力的计算

计算齿轮的作用力，可为后续轴的设计及校核、键的选择、验算及轴承的选择和校核提供数据。齿轮作用力的计算见表1-24

1.4减速器装配草图的设计

1.4.1 合理布置图面

选择A0图纸绘制装配图。根据图纸幅面大小与减速器齿轮传动中心距确定本例绘图比例1:1，采用三视图表达装配图的结构

1.4.2 绘出齿轮的轮廓

在俯视图上绘出齿轮传动的轮廓图，如图1-12所示。

图1-12 齿轮传动的轮廓图

1.4.3 箱体内壁

在齿轮轮廓的基础上，绘出箱体内壁如图1-13所示。

图1-13 箱体内壁

1.5 轴的设计计算

轴的设计与轴上齿轮轮毂孔内径及宽度、滚动轴承的选择与校核、键的选择和验算、与轴连接的带轮及半联轴器的选择同步进行。

1.5.1高速轴的设计与计算

高速轴的设计与计算见表1-25

6.轴的受力分析轴承A的总支承反力为

− −

1655.78N

轴承A的总支承反力为

− 1024.84N

（3）弯矩计算

Q

174166.4N

10681.45 N

垂直平面上为

−

−

合成弯矩，有

174166.4N

N

（4）画出弯矩图。弯矩图如图1-15c e所

示

（5）转矩和转矩图

N mm

转矩图如图1-15f所示

1655.78N

1024.84N

174166.4N

−

174166.4N

N

7.校核轴的强度齿轮轴与点A处弯矩最大且轴颈最小，故点A剖面为危险剖面。

其抗弯截面系统为

W4209.24

抗扭截面系数为

8418.48

最大弯曲应力为

MPa41.38 MPa 扭剪应力为

图1-14 高速轴的结构构想图

表1-26 轴的常用材料及其主要力学性能

表1-27 毡圈油封及槽(单位：mm)

表1-28 深沟球轴承（GB/T 276-1994）

表1-29 C级六角头螺栓（GB/T 5780-2000）、全螺纹六角头螺栓（GB/T 5781-2000）

表1-30 螺钉连接外装式轴承盖（材料:HT150）

表1-31 普通平键（GB/T 1095-1990、GB/T 1096-1990）

表1-32 轴的许用弯曲应力

图1-15 高速轴的结构与受力分析

表1-33 平键的许用挤压应力和许用压强，(单位：MPa)

图1-16 高速轴轴承的布置及受力

表1-34 温度系数

表1-35 载荷系数

1.5.1低速轴的设计与计算

低速轴的设计与计算见表1-25

图1-17 低速轴的结构构想图

表1-37 载荷系数(电动机驱动时)

表1-38 弹性柱销联轴器（GB/T 5014-2003） (单位：mm)

图1-18 低速轴的结构域受力分析

图1-19 低速轴的轴承布置及受力

1.6 装配草图

单级圆柱齿轮减速器俯视图草图如图1-20所示。

图1-20 单级圆柱齿轮减速器俯视图草图

1.7 减速器箱体的结构尺寸

单级圆柱齿轮减速器箱体的主要结构尺寸列于表1-39