精品带式运输机二级直齿圆柱齿轮减速器毕业论文说明书.docx

1、精品带式运输机二级直齿圆柱齿轮减速器毕业论文说明书课 程 设 计 设计题目：带式运输机二级直齿圆柱齿轮减速器 系 别 机械工程系 班级 机制专112 指导教师 张成 郭维城 职称 教授 讲师 起止日期：2013年 6 月 17日起至 2013年 6月 28 日止目录机械设计课程设计任务书 31、传动装置的总体设计 52、传动装置的总传动比及分配 63、计算传动装置的运动和动力参数 64、带传动设计 85、齿轮的设计 106、轴的设计计算及校核 187、轴承的寿命计算 248、键连接的校核 2410、联轴器的选择 2512、润滑及密封类型选择 2613、减速器附件设计 2614、主要尺寸及数据

2、2715、设计完成后的各参数 2816、参考文献 3017、心得体会 31机械设计课程设计任务书专业：机械制造及自动化 班级：机制专112 姓名： 何磊 学号：08一、设计题目设计用于带式运输机的展开式二级直齿圆柱齿轮减速器二、原始数据(E6)运输机工作轴转矩T = 1800 Nm运输带工作速度 v = 1.35 ms卷筒直径 D= 260 mm三、工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为5%。四、应完成的任务1、减速器装配图一张（A0图或CAD图）2、零件图两张（A2图或CAD图）五、设计时间2013年6月17日至2013年6月2

3、8日六、要求1、图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；2、设计计算说明书字体端正，计算层次分明。七、设计说明书主要内容1、内容（1）目录（标题及页次）；（2）设计任务书；（3）前言（题目分析，传动方案的拟定等）；（4）电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算；（5）传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮传动的主要参数）；（6）轴的设计计算及校核；（7）箱体设计及说明（8）键联接的选择和计算；（9）滚动轴承的选择和计算；（10）联轴器的选择；（11）润滑和密封的选择；（12）减速器附件的选择及说明；（13）设计小结；（14）参考资料（资料的编号 及书名、作者、出版单位、出版年月）；2、要求和注意

4、事项必须用钢笔工整的书写在规定格式的设计计算说明书上，要求计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。本次课程设计说明书要求字数不少于6-8千字（或30页），要装订成册。1、传动装置的总体设计1 电机选择设计内容计算及说明结 果1、选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380VY系列防护式笼型三相异步电动机2、选择电动机的容量工作机有效功率P=,根据任务书所给数据T=1800Nm，V=1.35,工作机卷筒的n=(601000v)3.14D=99.22rmin则有：P=（Tn）9550=180099.229550=2.43kw.

5、从电动机到工作机输送带之间的总效率为=式中，分别为V带传动效率, 滚动轴承效率，闭式齿轮传动效率，联轴器效率，卷筒效率。据机械设计手册知=0.96， =0.99， =0.97，=0.99， =0.96，则有： =0.825所以电动机所需的工作功率为：P=2.945KW取P=3KWPw =2.43kWn=99.22rmin1=0.962=0.993=0.974=0.995=0.96=0.825P=2.945KW1、 确定电动机的转速按推荐的两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比I=840和带的传动比I=24，则系统的传动比范围应为：I=I=（840）（24）=16160 所以电动机转速的可选范围为n=I

6、=（16160）99.22 =（158715875）符合这一范围的同步转速只有3000rmin一种。查询机械设计手册（软件版）【常有电动机】-【三相异步电动机】-【三相异步电动机的选型】-【Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件】-【电动机的机座号与转速对应关系】确定电机的型号为Y100L-2.其满载转速为2880rmin,额定功率为3KW。电动机型号为Y100L-22、传动装置的总传动比及分配设计内容计算及说明结 果1、总传动比 I=29.032、分配传动比因为I=已知带传动比的合理范围为24。故取V带的传动比=3，则I分配减速器传动比，参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比

7、低速级传动比=33、计算传动装置的运动和动力参数设计内容计算及说明结 果1、 各轴的转数电动机轴高速轴中间轴低速轴=2880 rmin28803960 rmin9603.62265.19 rmin265.192.67=99.32 rmin=99.32 rmin=2880 rmin=960 rmin=265.19 rmin=99.32 rmin=99.32 rmin2、各轴输入功率2.950.962.83kW2.830.990.97=2.72kW2.720.990.97=2.61kW=2.610.990.99=2.56kW=2.83kW =2.72kW=2.61kW=2.56kW 3、各轴的输出

8、功率0.99=2.80kW0.99=2.69kW0.99=2.58kW0.98=2.53kW=2.80kW=2.69kW=2.58kW=2.53kW3、各轴的输入转矩输出转矩：0.99=28.150.99=27.870.99=97.950.99=96.970.99=250.960.99=248.450.99=245.970.99=243.51N.mN.mN.mN.mN.m=27.8796.97=248.45=243.51将上述计算结果汇总与下表:带式传动装置的运动和动力参数：轴名功率P KW转矩T Nmm转速rmin传动比效率输入输出输入输出电动机轴2.959.78288030.961轴2.8

9、32.8028.1527.879603.20.962轴2.722.6997.9596.97265.192.670.963轴2.612.58250.96248.4599.3210.98卷筒轴2.562.53245.97243.5199.324、带传动设计设计内容计算及说明结 果1 确定计算功率P据表13-8查得工作情况系数K=1.1。故有： P=KPP=3.402 选择V带带型据P和n有图13-15选用Z带Z带3 确定带轮的基准直径d并验算带速1.初选小带轮的基准直径d有表13-9取小带轮直径d=71mm。验算带速v，有： =10.7 因为10.7ms在5ms30ms之间，故带速合适。 2.计算

10、大带轮基准直径d 取=212mm 新的传动比i=2.98d=71mmv=10.7i=2.984 确定V带的中心距a和基准长度L(1)据式初定中心距a=430mm(2)计算带所需的基准长度 =1316mm由表13-2选带的基准长度L=1400mm（3）计算实际中心距 =472mma=430mm=1316mma=472mm5 验算小带轮上的包角=6 计算带的根数z（1）计算单根V带的额定功率P由和rmin查表13-3得 P=0.50KW据n=2880，i=3.0和Z型带，查13-2得 P=0.04KW查表13-7得K=0.95，K=1.14，于是： P=(P+P)KK=0.58482KW（2）计算

11、V带根数z 故取6根。Z=67 计算单根V带的初拉力最小值（F）由表13-1得Z型带的单位长质量q=0.06。所以 =50N应使实际拉力F大于（F）=50N8 计算压轴力F压轴力的最小值为： （F）=2（F）sin=2650sin1682 =593N（F）=593N5、齿轮的设计1 、高速级齿轮设计设计内容计算及说明结 果1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动； 2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；（GB1009588） 3）材料的选择。小齿轮材料为45钢（调质）硬度为241286HBS，大齿轮4）选小齿轮齿数为Z=32，大齿轮齿数Z可由Z

12、=得 Z=116；直齿圆柱齿轮45钢小齿轮调质处理大齿轮正火处理8级精度z1=32z2=1162、按齿面接触强度设计3、按齿根弯曲强度设计4、尺寸计算按公式： （1）确定公式中各数值 1）试选K=1.5。 2）选取齿宽系数=0.8。 3）计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知： T=2.82N。 4）查的材料的弹性影响系数Z=188MP 5）由表11-1，取=664MP=255MP (2) 计算 确定小齿轮分度圆直径d，代入 中较小的值 1）计算小齿轮的分度圆直径d，由计算公式可得： =77.1mm 2)计算圆周速度。 v=4.0ms 3）计算齿宽b b=0.877.1=61.7mm 4）计算模

13、数与齿高 模数据表4-1取m=2.5 齿高 5) 计算齿宽与齿高之比 （3）.按齿根弯曲疲劳强度设计 按公式： （1）确定计算参数 1）计算载荷系数查取齿形系数 查得Y=2.56，Y=2.16查取应力校正系数 查得Y=1.63，Y=1.85 2）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极=600MP，大齿轮的弯曲疲劳强度极限=220MP计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.25，则有： =480Mp =176MP 3）计算大、小齿轮的 ，并加以比较 =0.0087 =0.023经比较大齿轮的数值大。 （2）设计计算 Z3.6332=116新的传动比i3.634.几何尺寸计算（1）计算分度圆直径 mm

14、 （2）计算中心距 a=185mm（3）计算齿轮宽度 b= B=70mm，B=65mm由此设计有名称计算公式结果mm模数m2.5压力角齿数32116传动比i 3.63分度圆直径80290齿顶圆直径85295齿根圆直径74284中心距185齿宽7065T=28.2N.m=664MPa=255MPa=77.1mm4.97ms480MPa176MPa11680mm290mm a=185mm b=61.7mm=70mm=65mm2、低速齿轮的设计设计内容计算及说明结 果1选、定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）按要求的传动方案，选用圆柱直齿轮传动； 2）运输机为一般工作机器，速度不高，故用8级精度；（

15、GB1009588） 3）材料的选择。小齿轮材料为45钢（调质）硬度为241286HBS，大齿4）选小齿轮齿数为Z=32，大齿轮齿数Z可由Z=得Z=86；直齿圆柱齿轮45钢小齿轮调质处理大齿轮正火处理8级精度z1=32z2=862、按齿面接触强度设计3、按齿根弯曲强度设计4、尺寸计算 按公式： （1）确定公式中各数值 1）试选K=1.5。 2）选取齿宽系数=0.8。 3）计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知： =9.8N。 4）查的材料的弹性影响系数Z=188MP 5）由表11-1，取=664MP=255MP (2) 计算 确定小齿轮分度圆直径d，代入 中较小的值 1）计算小齿轮的分度圆直径d

16、，由计算公式可得： =116mm 2)计算圆周速度。 v=1.8ms 3）计算齿宽b b=0.8116=92.8mm 4）计算模数与齿高 模数据表4-1取m=4 齿高h=2.25=2.25 5) 计算齿宽与齿高之比 =11.46 （3）.按齿根弯曲疲劳强度设计 按公式： （1）确定计算参数 1）计算载荷系数查取齿形系数 查得Y=2.56，Y=2.16查取应力校正系数 查得Y=1.63，Y=1.85 2）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极=600MP，大齿轮的弯曲疲劳强度极限=220MP计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.25，则有： =480Mp =176MP 3）计算大、小齿轮的 ，并加

17、以比较 =0.0087 =0.023经比较大齿轮的数值大。 （2）设计计算Z2.6732=86 新的传动比i2.674.几何尺寸计算 （1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 a236mm （3）计算齿轮宽度 b116=92.8mm B=100mm，B=95mm由此设计有：名称计算公式结果mm模数m4 齿数3286传动比2.67分度圆直径128344齿顶圆直径136350齿根圆直径118338中心距236齿宽10095T2=98N.m=664MPa=255MPa=116mmV=1.8msmmF1=480MPaF2=176MPaZ1=32Z2=86d1=128mmd2 =344mma=236mm

18、b=92.8mm=100mm=95mm6、轴的设计计算及校核1、 高速轴的设计设计内容计算及说明结 果1、已知条件功率转矩转速2.83Kw28.15Nm960rmin2、选择轴的材料因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调制处理45钢，调制处理 F=703.75NF=1574NF=18553、求作用在齿轮上的力已知高速级小齿轮的分度圆直径为d=80mm 而 F=703.75N F=F703.75=N 压轴力F=1574N4、初步确定轴的最小直径现初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理取A=110，于是得： d=A15.8mm因为轴上应开键槽，所以

19、轴径应增大5%故d=16.59mm，又此段轴与大带轮装配，综合考虑两者要求取d=20mm。 6、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（1）拟定轴上零件的装配方案 通过分析比较，装配示意图（2）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）I-II段是与带轮连接的其d=32mm，l=76mm。 2）II-III段用于安装轴承端盖，轴承端盖的e=9.6mm（由减速器及轴的结构设计而定）。根据轴承端盖的拆卸及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖与I-II段右端的距离为38mm。故取l=58mm，因其右端面需制出一轴肩故取d=35mm。 3）初选轴承，因为有轴向力故选用深沟球轴承，参照工作要求并据d=

20、35mm，由轴承目录里初选6208号其尺寸为d=40mm80mm18mm故d=40mm。又右边采用轴肩定位取=52mm所以l=139mm， =58mm， =12mm 4）取安装齿轮段轴径为d=46mm，齿轮左端与左轴承之间用套筒定位，已知齿轮宽度为90mm为是套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于齿轮宽度故取l=86mm。齿轮右边-段为轴套定位，且继续选用6208轴承，则此处d=40mm。取l=46mm（3）轴上零件的周向定位 齿轮，带轮与轴之间的定位均采用平键连接。按d由5P表4-1查得平键截面b,键槽用键槽铣刀加工长为70mm。同时为了保证带轮与轴之间配合有良好的对中性，故选择带轮与轴之间

21、的配合为，同样齿轮与轴的连接用平键14，齿轮与轴之间的配合为轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。（4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考2表15-2取轴端倒角为2.其他轴肩处圆觉角见图。mm2、中间轴设计内容计算及说明结 果1.求轴上的功率，转速和转矩由前面的计算得P=2.69KW，n=265.19，T =96.97N2、初步确定轴的最小直径现初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理据2表15-3，取A=110，于是得： d=A38.8mm 因为轴上应开2个键槽，所以轴径应增大10%-14%故d=44.6mm，又此段轴与轴承装配，故同时选取轴承，因为轴

22、承上承受径向力，故选用深沟球轴承，参照工作条件可选6210其尺寸为：d=50故d=50mm右端用套筒与齿轮定位，套筒长度取24mm所以l=48mm 45钢，调制处理d=38.8mm3，轴的结构设计（1） 拟定轴上零件的装配方案通过分析比较，装配示意图（2）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）II -III段为高速级大齿轮，由前面可知其宽度为85mm，为了使套筒端面与大齿轮可靠地压紧此轴段应略短于齿轮轮毂宽度。故取l=79mm，d=68mm。 2）III-IV段为大小齿轮的轴向定位，此段轴长度应由同轴条件计算得l =20mm，d=80mm。 3）IV-V段为低速级小齿轮的轴向定位，由其宽

23、度为113mm可取l=112mm，d=56mm 4）V-VI段为轴承同样选用深沟球轴承6210，左端用套筒与齿轮定位，取套筒长度为24mm则 l =48mm d=50mm （3）轴上零件的周向定位 两齿轮与轴之间的定位均采用平键连接。按d由5P表4-1查得平b,按d得平键截面b=16其与轴的配合均为。轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。 （4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考2表15-2取轴端倒角为2.个轴肩处圆觉角见图l=79mmd=68mml =20mmd=80mml=112mmd=56mml =48mmd=50mm3 III轴的设计计算1.求轴上的功率，转

24、速和转矩由前面算得P=2.58KW，n=99.32rmin，T=2.49N2.求作用在齿轮上的力已知低速级大齿轮的分度圆直径为 d=344mm而 F=2301N F=F2301828N3.初步确定轴的最小直径现初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理据2表15-3，取A=110，于是得： d=A50.3mm同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩T=K查2表14-1取K=1.3.则：T 按计算转矩应小于联轴器的公称转矩的条件查5P表8-7可选用GY7型弹性柱销联轴器。其公称转矩为轴器长度L=112mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度l=102mm。d=50.3mmT md=50mm4.轴的

25、结构设计（1） 拟定轴上零件的装配方案通过分析比较，装配示意图（2）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为满足半联轴器的轴向定位，I-II右端需制出一轴肩故II-III段的直径d=52mm；左端用轴端挡圈定位取轴端挡圈直径D=52mm。半联轴器与轴配合的毂孔长为102mm，为保证轴端挡圈只压在联轴器上而不压在轴上，故I-II段长度应比L略短一些，现取l=132mm. 2）II-III段是固定轴承的轴承端盖e=12mm。据d =52mm和方便拆装可取l=95mm。 3）初选轴承，因为有轴向力故选用深沟球轴承，参照工作要求d=55mm，由轴承目录里初选6211号其尺寸为d=55mm100mm

26、21mm，l=21mm由于右边是轴肩定位，d=65mm，l=98mm，d=71mm，l=12mm。 4）取安装齿轮段轴径为d=63mm，已知齿轮宽为115mm取l=111mm。齿轮右边-段为轴套定位，轴肩高h=6mm则此处d=70mm。取l=48mm（3）轴上零件的周向定位齿轮，半联轴器与轴之间的定位均采用平键连接。按d由5P表4-1查得平键截面b键槽用键槽铣刀加工长为95mm。选择半联轴器与轴之间的配合为，同样齿轮与轴的连接用平键22齿轮与轴之间的配合为轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。（4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考2表15-2取轴端倒角为2.个轴肩

27、处圆觉角见图。d=52mml=132mmd=55mml=21mmd=65mml=98mmd=71mml=12mmd=63mml=111mmd=70mml=48mm7、轴承的寿命计算（一）、轴上轴承6211的寿命计算预期寿命： 已知7461924000h 故II轴上的轴承6211满足要求。74619符合要求8、键连接的校核（一）、低速轴键的选择低速上有两个键，一个是用来安装低速级大齿轮，另一个是用来安装联轴器。齿轮选用圆头普通平键，齿轮的轴段的直径d=45mm，轮宽B=100mm ，通过查表机械设计课程设计表11-26选用b安装联轴器的键用单圆头普通平键，轴直径d=40mm，所以选键b。按表6-2 齿轮选用圆头普通平键选用b安装联轴器的键用单圆头普通平键，轴直径d=42mm，所以选键b（二）、中间轴键的选择中间轴上的键是用来安装齿轮的，因此选用圆头普通平键。通过查机械设计课程设计表11-26小齿轮齿宽B=65mm，轴段直径d=35mm，所以选用b安装齿轮选用圆头普通平键选用b（三）高速轴键的选择高速轴上只有安装联轴器的键。根据安装联轴器处直径d=20，通过查机械设计课程设计表11-26选择普通平