带式输送机传动装置一圆柱直齿轮减速器设计方案.docx

1、带式输送机传动装置一圆柱直齿轮减速器设计方案郑州大学机械设计课程设计计算说明书题目：带式运输机传动系统一级直齿圆柱齿轮减速器学生姓名：杨泽坤学号：200978030225学校：郑州大学专业：汽车制造与装配技术指导教师：王成明 李霞 张响张军第 1 章概述 31.1设计的目的 31.2 设计的内容和任务 31.2.1 设计的内容 41.2.2 设计的任务 41.3设计的步骤 5 第 2 章传动装置的总体设计 52.1拟定传动方案 52.2 选择原动机电动机 62.2.1 选择电动机类型和结构型式 62.2.2 确定电动机的功率 62.2.3确定电动机的转速 错误！未定义书签。2.3传动装置总传动

2、比的确定及各级传动比的分配 82.3.1 计算总传动比 92.3.2 合理分配各级传动比 92.4算传动装置的运动和动力参数 92.4.1 0 轴电机轴）输入功率 转速 转矩 102.4.2 1 轴高速轴）输入功率 转速转矩 102.4.3 2 轴低速轴）输入功率 转速 转矩 102.4.43 轴滚筒轴）输入功率转速转矩 错误！未定义书签。 0 第 3 章传动零件的设计计算 123.1减速箱外传动零件带传动设计 错误！未定义书签。 23.1.1带传动设计要求： 错误！未定义书签。 23.1.2 V 带传动设计计算 错误！未定义书签。 23.2 减速器内传动零件 - 齿轮设计 错误！未定义书签。

3、 53.2.1选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数错误！未定义书签。 53.2.2按齿面接触强度设计错误！未定义书签。63.2.3按齿根弯曲强度计算183.2.4、齿轮几何尺寸计算错误！未定义书签。03.3 轴的设计输入轴的设计错误！未定义书签。03.3.1确定轴的材料及初步确定轴的最小直径错误！未定义书签。 03.3.2初步设计输入轴的结构 错误！未定义书签。 13.4 轴的设计输出轴的设计 223.4.1初步确定轴的最小直径 错误！未定义书签。 23.4.2 初步设计输出轴的结构 23第 4 章部件的选择与设计 254.1 轴承的选择 254.1.1 输入轴轴承 254.1.2 输出轴轴承

4、254.226输入轴输出轴键连接的选择及强度计算4.3 轴承端盖的设计与选择 274.3.1类型 274.4 滚动轴承的润滑和密封 284.5联轴器的选择 294.5.1、联轴器类型的选择 294.5.2、联轴器的型号选择 294.6其它结构设计 294.6.1 通气器的设计 294.6.2 吊环螺钉、吊耳及吊钩 304.6.3 启盖螺钉 304.6.4定位销 314.6.5油标 314.6.6 放油孔及螺塞 314.7箱体 32第 5 章结论 33 参考文献 34第 1 章 概述1.1 设计的目的设计目的在于培养机械设计能力。设计是完成机械专业全部课程学习的最后一次较为全面的、重要的、必不可

5、少的实践性教案环节，其目的为：1.通过设计培养综合运用所学全部专业及专业基础课程的理论知识，解决工程实际问题的能力，并通过实际设计训练，使理论知识得以巩固和提高。2.通过设计的实践，掌握一般机械设计的基本方法和程序，培养独立设 计能力。3.进行机械设计工作基本技能的训练，包括训练、计算、绘图能力、计算机辅助设计能力，熟悉和运用设计资料 手册、图册、标准、规范等）。1.2 设计的内容和任务1.2.1 设计的内容本设计的题目为一级直齿圆柱齿轮减速器，设计的主要内容包括以下几方面： 1）拟定、分析传动装置的运动和动力参数；2）选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数；3）进行传动件的设计计算，校核轴

6、、轴承、联轴器、键等； 4）绘制减速器装配图及典型零件图；5）编写设计计算说明书。1.2.2 设计的任务1）减速器装配图 1 张0 号图纸）2）输入轴输出轴零件图各 1 张3）齿轮零件图 1 张4）减速器箱体零件图 1 张 b图2-1带式运输机传动方案比较传动方案应满足工作机的性能要求，适应工作条件，工作可靠，而且要求结构简单，尺寸紧凑，成本低，传动效率高，操作维护方便。设计时可同时考虑几个方案，通过分析比较最后选择其中较合理的一种。下面为图1中a、b两种方案的比较。a方案 结构简单，尺寸紧凑，成本低，操作维护方便；b方案 相比较,宽度尺寸较大，成本高。根据传动要求，工作条件，故选择方案 a,

7、同时加上V型带传动。即采用V带传动和一级圆柱齿轮减速器传动。2.2选择原动机一一电动机电动机为标准化、系列化产品，设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数，根据选择的传动方案，合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速，提出具体的电动机型号。2.2.1选择电动机类型和结构型式电动机有交、直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种， 其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较 300广的丫系列自扇冷式笼型三相异步电动机， 电压为380V,其结构简单、起动性能好，工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无

8、腐蚀性气体、无特殊要求的场 合，如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等。2.2.2确定电动机的功率电动机功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏：若所选电 动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作；若功率过大，则电动 机不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。1.带式输送机所需的功率巳由1中公式2-1)得:巳=FV/1000 =4800 1.4/1000 = 6.72kW设计题目给定：输送带拉力 F=1.4m/s2.计算电动机的输出功率巳根据文献1机械设计课程设计唐增宝 常建娥 主编 华中科技大学 出版）表22确定个部分效率如下：弹性联轴器：r = 0.9

9、9 个）滚动轴承 每对）：2= 0.99 共三对，两对减速器轴承，一对滚筒轴承）圆柱齿轮传动：3二0.98精度7级）传动滚筒效率：4=0.96 V 带传动效率：带二0.95得电动机至工作机间 的总效率：总二 1 2 2 2 3 4 带二 0.99 0.99 0.99 0.99 0.98 0.96 0.95 = 0.8585电动机的输出功率：Pd FV 4800 1.4 7.83KW10001 总 1000 汉0.85852.2.3确定电动机的转速同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多，外部尺寸及重量较大， 价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减少；高速电动机则与其相反， 设计时应综合考

10、虑各方面因素，选取适当的电动机转速。三相异步电动机常用的同步转速有3000r/min ， 1500r/min ，1000r/min ， 750r /min，常选用 1500r /min 或 1000r/ min 的电动机。1.计算滚筒的转速nw由公式nw二1000 60V计算滚筒转速nw :兀D工作机的转速：1000 乂60V 1000 乂 60 .4 “ 匚/ nw 53.5r/min兀D 500兀设计题目给定:滚筒直径 D=500mm输送带速度V（m/s=1.4m/s2.确定电动机的转速nd由参考文献2机械设计)中表18 1可知一级圆柱齿轮减速器推荐传动 比范围为i =35，由参考文献1

11、V 带传动比范围为i = 24，所以总传动比 合理范围为i总二620，故电动机转速的可选范围是：血=(620) 53.5r/min 二 3211072r/min符合这一范围的同步转速有 750r/min、1000r/min、1500r/min由参考文献1中表16 1查得：万案电动机型号额定功率参考重量kg)同步转速满载转速1Y160M-41115001460992Y160L-61110009701423Y180L-811750730151表16 1中，考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和总传动比，即选定 3 号方案，电动机型号为 丫180L-8。其主要参数如下：表2-1电动机相关参数型号额定功

12、率满载转速计算输出功 率轴伸长中心高轴颈键槽宽Y180L-811kw730 r/min9.1kw110mm180mm48mm14mm表2-2带式输送机相关参数皮带速度皮带拉力滚筒直径工作条件每天时间设计寿命转速功率1.4m/s4800N500mm平稳连续8小时10年53.5r/min6.7kw2.3传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配由选定电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw可得传动装置的总传动比i = nm/nw对于多级传动i二h仏 in计算出总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减少动载荷。2.3.1计算总传动比可得:2.3.2合理分配各级传动比由参考文献1

13、中表23，取带传动比i带=3， i=13.64 ，则一级减速器传动比表2-3传动比分配总传动比电机满载转速电机-高速轴高速轴-低速轴滚筒转速i=13.64730r/miniv=3i12=4.5553.5 r/min2.4算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速、功率和转矩，一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。2.4.10 轴 电机轴）输入功率、转速、转矩Fd =7.83kWnm 二 730r/min7 83Td =9550Pd/nm =9550 102.43N m7302.4.21轴 高速轴）输入功率、转速、转矩P =pd 01 二

14、巳带=7.83 0.95 =7.44KWni = nm/i 带=243.3r/mi nT,二Td i带 带=102.43 3 0.95 = 291.93N m2.4.32 轴 低速轴）输入功率、转速、转矩243 3R =r n3 =7.44x0.98 = 7.29KW n? = m/ = =53.47r/min 4.55T, =T, i12 3 =291.93 4.55 0.98 = 1301.72N *m2.4.43 轴 转矩T传动比i效率口0电机轴7.83102.4373030.95I轴7.44291.93243.34.550.98II轴7,291301.7253.4710.99III滚筒

15、轴7.1451275.853.47注：各轴输出都是依据该轴输入乘以该轴承效率得出，一对滚动球轴承效率取0.99.第3章传动零件的设计计算3.1减速箱外传动零件一一带传动设计 参考2中P163例题3.1.1带传动设计要求：1.带传动设计的主要内容 选择合理的传动参数；确定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴的作用力及带的材料、结构和尺寸 等。2.设计依据传动的用途及工作情况；对外廓尺寸及传动位置的要求； 原动机种类和所需的传动功率；主动轮和从动轮的转速等。3.注意问题 带传动中各有关尺寸的协调，如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否协调；大带轮直径选定后，要检查与箱体尺寸是否协

16、调。小带轮孔径要与所选电动机轴径一致；大带轮的孔径应注意与带轮直径尺 寸相协调，以保证其装配稳定性；同时还应注意此孔径就是减速器小齿轮轴外 伸段的最小轴径。3.1.2 V带传动设计计算1、 确定计算功率由2中表8-7查得工作情况系数Ka =1.1由2中公式8-21 :巳二KaPPea 二心巳1 7.83 = 8.613kW2、 选择V带的带型根据 Pea =8.613kW及 nm=730r/min,由2中图 8-11 选用 B型3、 确定带轮的基准直径dd并验算带速v1初选小带轮的基准直径dd1由2中表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1 =150mm2验算带速v按2中公式8-13验算带

17、的速度因为5m /s : v ： 25 m / s ,故带速合适。3计算大带轮的基准直径。根据2中公式8-15a计算大带轮的基准直径dd2dd2 二 idd1 =3 150 = 450mm由2中表 8-8 取dd2 = 450mm4、确定V带的中心距80和基准长度Ld1根据2中公式 8-20，0.7 dd1 dd2 空 a。乞 2 dd1 dd2 ,初定中心距a0 = 500mm=2 500 150 450 450 一150 = 1987 mm2 4 x 500由2中表8-2选带的基准长度Ld = 2000mm3计算实际中心距a 由2中公式8-23计算丄ld 一也 re 丄 2000 1987

18、 -ca 二 a0 一 = 500 510mm2 25、验算小带轮上的包角宀根据2中公式8-25计算:6、计算带的根数z1计算单根V带的额定功率pr 由 dd1 = 150mm 和 nm =730r/min,查2中表 8-4a 得 R =1.93kw 根据 nm =730r/min、n =970r/min、i =3和 B 型带查2中表 8-4b 得 = 0.23kw 查2中表 8-5 得 K 二 0.914，查2中表 8-2 得 K 0.98 ,于是由2中公式8-26 :Pr = P0 R K-Kl = (1.93 0.23) 0.914 0.98 = 1.935kW2计算V带的根数z取5根7

19、、计算单根V带的初拉力的最小值F。min根据2中公式8-27 :其中q由2中表8-3得B型带q =0.18kg/m应使带的实际初拉力Fo - Fo min。&计算压轴力压轴力的最小值由1中公式8-28得：146 29 (Fp min =2z(F0 min sin=2 x 5 x 266.74 x sin: = 3063.39N9、带轮结构设计查2中表8-10得大、小带轮总宽度： B=4 19 2 11.5=99mmV型带传动相关数据见表3-0V。表3-0 V型带传动相关数据计算功率Pc&kw)传动比i带速V (m/s带型根数单根初拉 力N)压轴力大带轮直径(mm中心距(mm基准长度小带轮包角1

20、504505102000990146.293.2减速器内传动零件一一齿轮设计 2中P211题3.2.1选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数按照已经选定的传动方案，高速级齿轮选择如下：1.齿轮类型选用直齿圆柱齿轮传动2.齿轮精度等级 带式输送机为一般机器速度不高，按照 2中表10-8,选择7级精度3.材料 由2中表10-1选择：两者材料硬度差为40HBS小齿轮 40Cr 调质 硬度270HBS大齿轮 45 钢调质 硬度230HBS4.试选择小齿轮齿数 乙=25大齿轮齿数 z2 =i12 Z“ =4.55 25 =113.75取Z2 = 114 齿数比Ui二応二4.553.2.2按齿面接触强度设计1

21、.确定公式内各计算数值1试选载荷系数kt =1.32小齿轮转矩 T1 =9.55 106 P =9.55 106 乙44 2.92 105N mmn1 243.313由文献2中表10-6查得材料弹性影响系数zE =189.8MPa4齿宽系数：由文献2中表10 7知齿宽系数爲=15由文献2中图10-21d按齿面硬度查得齿轮接触疲劳强度极限：二 Hiim1 =600MPa ；Hiim1 =550MPa6计算应力循环次数N60n1 j Lh =60 243.3 1 8 300 10 =3.5 1083.5 汉108 8N2*1/U1 0.77 104.557由文献2中图10-19取接触疲劳寿命系数K

22、hn1 二 0.90 Khn2 二 0.958计算接触疲劳许应力取失效概率为1%安全系数S=1由文献2中式10-12! 1 二 -0.90 600 =540MPa1 SI Khn2 Hiim2 0.95 550 =522.5MPaS试算小齿轮分度圆直径d1tdit _2.32 计算圆周速度vv二 d1t n160 1000二 90.83 243.360 1000=1.16m/s计算齿宽bb 二 d d1t = 1 90.83 二 90.83mm4计算齿宽与齿高比bh模数 m 二虫=3.63 齿高 h = 2.25m = 2.25 3.63 = 8.17 乙 255计算载荷系数据v=1.16m/s 7级精度。由图10-8查动载荷系数K1.04直齿轮 Kh = Kf = 1由文献2中表10-2查得使用系数Ka =1由文献2中表10-4用插入法查得7级精度、小齿轮相对非对称布置时Kh ：=1.12 0.18(1 0.6 d2) d2 0.23 10” b = 1.12 0.18 1.6 0.23 10 90.83 = 1.43K由-=11.12 心 -：=1.43 在文献2中查图 10-13 得 K4 100% 二 1% 吒 5% 允许4.14324、齿轮几何尺寸计算