韶关市职工大学 08数控双高 班 二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计
第一章 绪论
原料输送大量使用皮带输送机，本论文是关于带式输送机传动装置设计，带式输送机的带传动是通过挠性件——带，把主动轴的运动和动力传给从动轴的一种机械形式，常用于两轴相距较远的场合，与其他机械传动相比，带传动结构简单，成本低廉，是一种应用很广泛的机械传动。
带式输送机传动装置主要有电动机、减速器、联轴器等组成。带传动由于承载能力低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他型式大，故应放在系统的高速级，此时速度较高，在传递相同功率时的转矩减小，从而使带传动获得较为紧凑的结构尺寸，此外，带传动工作平稳，能缓冲、吸振，被广泛采用。
论文分为七部分。第一部分“传动方案的总体设计”主要是确定传动方案，选定电动机的型号，合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数，为计算各级传动件作准备条件；第二部分“传动零件的设计计算”主要进行确定传动件齿轮的尺寸参数、材料和结构；第三部分“减速箱的结构设计”主要进行箱体的材料及各部分结构尺寸设计；第四部分“减速器轴的设计”进行轴的材料及各部分结构和主要参数的确定，强度计算校核；第五部分“减速器轴承的设计”进行了轴承的选择、寿命计算、强度计算；第六部分“减速器键的设计”进行了键的型号尺寸及材料的选择、强度的计算；第七部分“联轴器的选择和减速器的润滑”进行了联轴器的选择计算和减速器各部分的润滑方式和润滑油的选用。
所引用的参考文献资料有：《机械设计课程设计指导书》、《机械零件》、《机械原理》、《机械制图》、《互换性与技术测量》。
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第二章 传动装置的总体设计
2.1选择电动机
电动机俗称马达，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。
电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机 ）。它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。 2.1.1选择电动机的类型
1．按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2．按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 3．按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
4．按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
5．按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6．按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
按照工作条件是输送机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动，工作时间长的环境下，因此选择选择Y系列三相鼠笼式交流异步电动机。 2.1.2选择电动机的容量
要想使电动机在使用中效率最高，必须根据负载的不同性质来合理选择电动机的容量和型号。如电动机容量选择往往偏大。不仅造成投资的浪费，而且效率和功率因数也都不高，使电能浪费很大。电动机的容量选得过小，就会难于起动，或者勉强起动起来，工作电流也会超过电动机的额定电流，导致电动机绕组过热乃至烧毁。
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选择电动机容量时，还要考虑到供电变压器容量的大小。一般来说，直接起动的最大1台异步电动机的容量，不宜超过供电变压器容量的1／3。
对连续运行的电动机，如与水泵、风机等配套的电动机，从节能的观点出发，电动机约在80%左右负载率运转时，效率最高。对农用电动机，其平均负载率运转时，效率最高。所以；对农用电动机，其平均负载为电动机额定存量的70%以上时．即可认为电动机容量的选择是合理的。
对短时间运行的电动机，例如，与电动闸门配套的电动机，可以允许在比额定功率偏大的情况下运行，这应该依电动机的转矩是否能满足负载转矩的要求来确定。
(1)如果电动机功率选得过小．就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载．使其绝缘因发热而损坏．甚至电动机被烧毁。
(2)如果电动机功率选得过大，就会出现“大马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较：
(1)对于恒定负载连续工作方式，如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw)，可按下式计算所需电动机的功率P(kw)： P0=Pw/η 式中：η传动效率。
按上式求出的功率，不一定与产品功率相同。因此．所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。
工作机（输送机）所需的功率Pw ([2~1]可知，取ηw=0.955)
式中Fw=3000N，
w=0.955
Pw?FwvwKW1000?w代入上式
Vw??dn60?1000???350?6060?1000?1.09m/s，输送机的效率取η
得：
3000?1P?5KW w 1000 ? 0 .9 55 ? 3 .4
电动机的输出功率Po由[1]知： Po?
Pw?kw 式中η为电动机至卷筒主轴各传动装置的总效率（包括两对齿轮传动， 三对滚动球轴承及两个联轴器等的效率），η值按[1]式计算： η=η1η
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2η3η4
由[2-4]查得，一对齿轮传动（8级精度，油润滑）效率η1=0.97，一对圆锥滚子轴承的效率η2=0.99，弹性联轴器效率η3=0.99，凸缘联轴器效率η4=0.98，因此
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η=0.97230.993 30.9930.98=0.886
3.45?3.893kw所以
?0.866
Po??选取电动机的额定功率，使Pm=（1~1.3）Po，查表2-1，取Y系列电动机技术数据中取电机额定功率为：Pc d= 4 k w。 2.1.3确定电动机的转速
卷筒轴的转速为：
n w= 60 r/min 按表3-1所示传动比范围，二级圆柱齿轮传动比ig = 8~40 ， 电动机可选择的转速范围相应为 n’ = i n w = 480~2400 r/min
电动机同步转速符合这一范围的有750 r / min、1000 r /min和1500r/min三种，为降低电动机的重量和价格，由[2-1]表中，选取常用的同步转速为1500 r/min的Y系列电动机 ，其满载转速n w = 1440 r/min。
此外，电动机的中心高、外形尺寸、轴外伸尺寸等均由[2-2]查出。如下表： 电动机型号 Y112M-4 中心高H 112
Pw额定功率同步转速满载转速起动转矩 (kw) 4 外形尺寸 L3(AC/2+AD) 3HD (r/min) 1500 (r/mni) 1440 2.2 最大转矩 2.2 装键部位尺寸F3GD 8±0 0.036324±0 0.2 电动机的安装及有关尺寸 底脚安装尺寸地脚螺栓轴伸尺寸 A3B 140 2.1.4减速器齿轮的布置
当齿轮齿数确定之后，减速箱的结构复杂程度也就基本确定（如齿轮个数，轴数，轴承数等）。但是合理布置齿轮仍然是一个重要问题，它直接影响到减速箱的尺寸。为了节省材料，缩小外形尺寸，一般应尽可能减小减速器尺寸。但是轴向尺寸和径向尺寸经常不可能同时缩小。
有几种齿轮排列的布置方法可以缩小轴向尺寸和径向尺寸。 ⑴ 缩短轴向尺寸 ① 采用合理的齿轮块结构 ② 采用公共齿轮
采用公共齿轮既可节省齿轮个数又可以缩短轴向尺寸。
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孔直径K 12±0 0.43 D3E 28±0.0043600.009 4003(115+190) 3 265 190±0.703±0.37 韶关市职工大学 08数控双高 班 二级斜齿圆柱齿轮减速器的设计
⑵ 缩小径向尺寸 ① 缩小轴间尺寸
在强度允许下尽可能选用较小的齿数和，并使一对齿轮的降速比尽量少用i≤1/4的传动方案，宁可多加一对降速齿轮。可用i=1/231/2方案以大大缩小径向尺寸。当小齿轮的直径相同时，升级比越小或降速比越大，轴间距越小。当两轴变速组中的最大传动比与最小传动比互为倒数，即imax?imin=时，对称分布，不仅可使两轴变速组的本身轴间距较小，而且往往可以充分利用减速器内空间位置，并有利于相邻变速组的轴间距缩小。 ② 使传动轴中某些轴线相互重合
若是I轴与III轴布置在同一轴线上，使相邻变速组的轴间距完全相等，这样不但可大大缩小径向尺寸，而且减少了箱体上孔的排数，改进了镗孔工艺性。 ③尽量使各轴在空间布置紧凑
为了压缩减速器的径向面积，在各个齿轮和轴之间不发生碰撞的情况下，可在设计剖面图时，使各轴在空间布置上尽量紧凑。
2.2计算传动装置的总传动比并分配各级传动比
2.2.1传动装置的总传动比
电动机选定后，根据电动机的满载转速nm及工作机转速nw即可确定传动装置的总传动比为：
nm1440
i?? ?24
n w 60
2.2.2分配各级传动比
总传动比与各级传动比i1，i2，……,in的关系为：
i=i1·i2……in
合理分配传动比，是传动装置设计中的一个重要问题，它将直接影响到传动装置的外廓尺寸、重量、润滑以及减速器的中心距等很多方面。分配传动比主要应考虑以下几点。
1.各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，不应超过其允许的最大值。
2.应充分发挥各级传动的承载能力，注意使各级传动件尺寸协调、结构匀称合理，避免各零件的干涉及安装不便。由于高速级传动比过大，使高速级大齿轮直径过大而与低速轴相碰。
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