一级斜齿圆柱齿轮减速器设计

王德鼎

一、设计目的

设计一种带式运输机用的V带传动及斜齿圆柱齿轮减速器。用来进行带式的运输散料，如小麦、花生、稻子、砂砾、煤等。输送机的运动方向不变，工作载荷也稳定，工作环境比价适中。能够很好的进行货物的运输，能在一定的环境下进行工作。改用一级斜齿圆柱齿轮，装备设置也比较简单，运行起来也比较方便，斜齿轮也增加了传动的效率，使传动更稳定。

二、设计内容

1.传动方案的可行性

根据所设计的减速器的要求，进行对一些零部件的选择。需要进行初验证，看自己的方案时候可行，是否能保证传动稳定可靠

2.机械传动的总体设计

（1）选择电动机、计算传动装置的总传动比并分配传动比、计算传动装置的运动和动力参数。

选择电动机类型和结构形式：Y型全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机.电源电压380V，结构为卧式电动机。

（2）确定电动机的功率

电动机到输送带的总功率η

由机械设计课程设计工作表2-3查得，v带传动功率η=0.96，球轴承的效率η=0.99（两对齿轮轴轴承和一对卷筒轴轴承），齿轮副效率η=0.97（齿轮精度为8级），弹性销联轴器η=0.99，卷筒的效率η=0.97，带入得总功率η=0.859

由电动机的工作效率的公式，查机械课程设计第二版表20-1，选择电动机的功率为3kw。

（3）确定电动机的转速

按照机械设计课程设计第二版表2-1推荐的传动比合理范围，取得v带的传动比i=2～4，单机圆柱齿轮减速器的传功比i=3～5，则总传动比i=6～20。电动机的转速的选择范围是n=696～230r/min

课程设计中，通常多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，如无特殊要求，一般不选用750r/min。有因为综合考虑减轻电动机及传动系统的重量、尺寸的协调性和节约资金，选用第二种方案，因此选定电动机的型号为Y10022-4

3.计算传动系统的总传动比和分配各级传功比

根据传动比公式，计算出传动系统总传动比i=12.32，接着分配传动系统传动比。根据指导书，取齿轮减速器i=4（单级减速器i=3～5合理）

4.机械传动系统运动和动力参数的计算

根据功率的计算公式，计算出各个轴的功率：电动机轴P=3kw，Ⅰ轴P=2.88kw，Ⅱ轴P=2.77kw，卷筒轴P=2.71kw

各个轴的转速Ⅰ轴=464.3r/min，Ⅱ轴=116.1r/min，卷筒轴n=116.1r/min

5.v带的设计

带传动的设计准则是，在保证不打滑的前提下，最大限度的发挥带传动的工作能力，同时保证带具有一定的疲劳强度和寿命。

（1）根据设计算出带的功率，然后依照机械设计图4-11选取A型V带

（2）选取各个带轮的基准直径，参考机械设计书进行选取

（3）验算传动传动比的误差和带速

6.轴的结构设计

① 高速轴的设计

因为对该轴没有特殊要求，因此选用调质处理的45钢（因为45钢多用于制造，这种钢的机械性能很好）

（1）初步估算轴径

按照扭转强度估算输出端带轮处的最小轴径。先根据机械设计表11-3，按45钢计算，有现有的数据可计算出最小的带轮直径d=22.05。

由于安装带轮处有一个键槽，轴径应增加5%，所以去安装带轮处的轴径为24mm

（2轴的各个阶段的轴径和长度

（3）轴的强度的校核，和轴承的支反力和弯矩图

（4）轴承寿命的校核

②低速轴的设计

同样如此，对于该轴没有特殊的要求，因此选用调质处理的45钢

（1）初步估算轴径

按照扭转强度估算输出端带轮处的最小轴径，加上所有的数据可得，最小的轴径d=31.67mm

由于安装联轴器处有一个键槽，轴径应增加5%，为使所选用的轴径与联轴器相连后相适应，需同时选取联轴器。从手册上查得，选用LX3弹性柱销联轴器J38X60/Y38x82。故所选取轴与联轴器连接的轴径为38mm。

（2）轴的各个阶段的轴径和长度

（3）轴的强度的校核，和轴承的支反力和弯矩图

（4）轴承寿命的校核

7.齿轮传动的设计

（1）选择齿轮材料、热处理、齿面强度、精度等级及齿数

精度等级：运输机为一般工作机器，速度不高，故齿轮选用8级精度。

硬度：因为传递功率不大，转速不高，选用软齿面齿轮传动。齿轮选用便于制造且价格便宜的材料。小齿轮：45钢（调质），硬度250HBs，大齿轮：45钢（正火），硬度为200HBs

（2）齿轮的各个数据的计算，重合度计算，螺旋角选取

（3）接触疲劳强度和接触应力循环次数，用接触应力

（4）圆周速度，因为速度较低，齿轮选取8级或者9级精度均可，考虑到加工刀疤形成应力集中对齿轮疲劳强度硬性影响，故设计初选8级精度

（5）计算和校核疲劳弯曲强度

8.减速器箱体及其附件设计

根据先前零部件的設计和选取，来进行对减速器箱体的设计和计算。材料一般选取铸铁。要做到能够完全的包裹着零部件，有可以拆卸观察齿轮运转情况的端盖。根据要求，计算出箱座壁厚，箱盖壁厚等。

9.润滑与密封

由于高速级齿轮的圆周速度小于2m/s，所以轴承采用脂润滑。

轴承内密封：由于轴承用油润滑，为了防止齿轮捏合时挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油盘。

轴承外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，为防止灰尘水份从外伸段与端盖间隙进入箱体，所有选用毡圈密封。

减速器外伸轴的密封件，具体由各轴的直径取值定，轴承旁还设置封油盘。

参考文献：

[1]徐起贺.《机械设计课程设计》.机械工业出版社.2018年.

[2]陈立德.《机械设计基础课程设计指导书》.高等教育出版社.2008年.

[3]张锋.《机械设计课程设计手册》.高等教育出版社.2010年.

[4]吴宗泽.《机械设计课程设计手册》.高等教育出版社.2012 年.

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