二级展开式直齿圆柱齿轮减速器课程方案设计Word文档下载推荐.docx
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四周30
指导教师签名：
年月日
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带式运输机传动装置传动系统
摘要
本次论文设计的题目是“带式输送机传动装置的设计及制造”。
进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。
．
本次的设计具体内容主要包括：
撰写开题报告；
撰写毕业设计说明书；
翻译外文资料等。
对于即将毕业的学生来说，本次设计的最大成果就是：
综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、金属材料与热处理、公差与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理、计算机应用基础以及工艺、夹具等基础理论、工程技术和生产实践知识。
掌握机械设计的一般程序、方法、设计规律、技术措施，并与生产实习相结合，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，具备了机械传动装置、简单机械的设计和制造的能力.
ABSTRACT
Thistopicdesigntopicis“thebelttypetransportstheenginedrive
instrumentthedesignandthemanufacture”.Structuraldesign,and
completesthebelttypetotransportintheenginedriveinstrumentthe
reductiongearassemblydrawing,thedetaildrawingdesignandthemajor
partscraft,theworkclothesdesign.
Thistimedesignconcretecontentmainlyincludes:
Thebelttype
transportstheenginedrivesystemdesign；
Maintransmissionsystem
design；
Mainzero,partdesign；
Completesthemajorpartsthe
technologicaldesign；
Designssetofmainimportantdocumentsthecraft
equipment；
Composesthetopicreport；
Compositiongraduationproject
instructionbooklet；
Translationforeignlanguagematerialandsoon.
Regardingthestudentwhosoongraduates,thisdesignbiggest
achievementis:
Synthesisbasictheories,projecttechnologyand
productionpracticeknowledgeandsoonutilizationmachinedesign,
mechanicaldrawing,machinemanufacturefoundation,metalmaterialand
heattreatment,commondifferenceandtechnicalsurvey,theoretical
mechanics,materialsmechanics,mechanism,computerapplication
foundationaswellascraft,jig.Graspsthemachinedesignthegeneral
procedure,themethod,thedesignrule,thetechnicalmeasure,and
unifieswiththeproductionpractice,raisesanalyzerandsolvesthe
generalengineeringactualproblemability,hashadthemechanicaldrive,
thesimplemachinerydesignandmanufactureability.
Keywords（关键词）:
Beltconveyor（带式输送机）
Transmissiondevice（传动装置）
Design（设计）
Manufacture（制造）
一、引言………………………………………………………………1
二、传动方案的拟定及说明………………………………………2
2.1、组成……………………………………………………………2
2
、特点……………………………………………………………2.2．
2.3、确定传动方案…………………………………………………2
三、电动机的选择……………………………………………………5
3.1、电动机类型选择………………………………………………5
3.2、电动机功率选择………………………………………………5
3.2.1、传动装置的总功率…………………………………………5
3.2.2、电动机所需的工作功率……………………………………5
3.3、确定电动机转速………………………………………………5
3.4、确定电动机型号………………………………………………6
四、计算总传动比及分配各级的传动比………………………7
4.1、总传动比………………………………………………………7
4.2、分配各级传动比………………………………………………7
五、运动参数及动力参数及传动零件的设计计算……………7
5.1、计算各轴转速…………………………………………………7
5.2、计算各轴的功率………………………………………………7
5.3、计算各轴的扭矩………………………………………………8
六、齿轮传动的设计计算…………………………………………12
6.1、选择齿轮材料及精度等级和齿数……………………………12
6.2、按齿面接触疲劳强度设计……………………………………12
6.3、确定齿轮传动主要参数及几何尺寸…………………………13
6.4、校核齿根弯曲疲劳强度………………………………………14
6.5、标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算公式表格……………………15
七、轴的设计计算……………………………………………………16
7.1、输入轴的设计计算……………………………………………16
7.1.1、选择轴的材料，确定许用应力……………………………16
7.1.2、估算轴的基本直径…………………………………………16
7.1.3、轴的结构设计………………………………………………17
7.2、输出轴的设计计算……………………………………………21
7.2.1、选择轴的材料，确定许用应力……………………………22
22
、估算轴的基本直径…………………………………………7.2.2．
237.2.3、轴的结构设计………………………………………………箱体结构。
减速器八九、键联接的选择及校核计算31
……………………………………31、输入轴与大带轮轮毂联接采用平键联接……………………9.131、输入轴与齿轮联接采用平键联接……………………………9.232、输出轴与齿轮2联接用平键联接………………………………9.333
9.4、输出轴与联轴器联接用平键联接………………………………联轴器的选择十、33……………………………………………………十一、减速器箱体附件的选择说明34
…………………………………34、检查孔和视孔盖……………………………………………11.1.134、通气器………………………………………………………11.1.23411.1.3、轴承盖………………………………………………………3411.1.4、定位销………………………………………………………3511.2、启盖螺钉………………………………………………………3511.3、油标……………………………………………………………35、放油孔及放油螺塞……………………………………………11.411.5、起吊装置………………………………………………………35
十二、润滑与密封………………………………………………………36
十三、电器电路图………………………………………………………38
十四、外文翻译……………………………………………………………39
设计总结………………………………………………………46
致谢………………………………………………………………47
参考资料目录…………………………………………………48
计算过程及计算说明
一、引言
计算过程及说明国外减速器现状?
齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。
当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在．
材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。
最近报导，日本住友重工研制的FA型高精度减速器，美国Jan-Newton公司研制的X-Y式减速器，在传动原理和结构上与本工程类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。
减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。
目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。
在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制分子发动机的尺寸在纳M级范围如能辅以纳M级的减速器，则应用前景远大。
二、传动方案拟定及说明
要求：
输送机连续工作，单向运转，载荷较平稳，空载起动，输送带速度允许误差±
5%，滚筒效率0．96，每天两班制工作，载荷平稳，环境要求清洁,每年按300个工作日计算，使用期限10年。
2.1组成：
传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2.2特点：
齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。
2.3确定传动方案：
考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。
其传动方案如下：
1）外传动为V带传动。
2）减速器为同轴式二级圆柱齿轮减速器
二、方案简图如下：
该方案的优缺点：
减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。
结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。
齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之—。
本设计采用的是单级直齿轮传动。
原始数据：
输送带拉力F=2000N；
带速V=1.3m/s；
滚筒直径D=180mm。
三、电动机选择
1、电动机类型的选择：
Y系列三相异步电动机（工作要求：
连续工作机器）
2、电动机功率选择：
Fv1000TV?
3p?
.15
w?
D1000、3ww
（1）传动装置的总功率：
（查指导书附表2.2）
23?
?
1zc230.97?
0.99?
0.99=
=0.90
（2）电机所需的工作功率：
P=FV/1000η=3.5d3、确定电动机转速：
计算滚筒工作转速：
n380=67.89r/min
×
π1.35/×
1000×
D=60π1000V/×
=60筒．
按指导书P7表2.1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i=3～4。
。
故电动机转速的可选范围为n=i×
n=（9～16）×
筒d齿轮总67.89=（610.96～1086.24）r/min，符合这一范围的同步转速有750r/min、和1000r/min。
根据容量和转速，由指导书附表10查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表：
表2.1传动比方案
电动机转传动装置的传动
r/mi额定功电动动比同满总K型
动转转速Y160M1-720
1
10.61
750
4
8
Y132M1-2
14.14
1000
960
4、确定电动机型号
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，可知方案1比较合适（在满足传动比范围的条件下，有利于提高齿轮转速，便于箱体润滑设计）。
因此选定电动机型号为Y132S-6，额定功率为P=4KW，满载转速n电动d=960r/min。
电动机型号额定功率满载转速启动转矩最大转矩
额定转矩额定转矩
2.2
Y132M-6
4KW
1000r/min
四、计算总传动比及分配各级的传动比．
=960/67.89=14.14/n、总传动比：
i=n1筒电动总、分配各级传动比2之间取i=3~5=3（单级减速器表据指导书P72.1，取齿轮i
（1）齿轮、合理，为减少系统误差，）4.22i=i×
∵i
（2）带齿轮总=14.14/4.22=3.35
=ii/i∴齿轮带总五、运动参数及动力参数计算r/min）1、计算各轴转速（nn=960r/min?
III电动Inn=960/4.22=227.49r/min
/i?
齿轮IIIn227.49?
n67.9r/min3.35
IIIi
2、计算各轴的功率（KW）
P=P×
η=4×
0.99=3.96KW带IdP=P×
η×
η=3.96×
0.99×
0.97=3.8KW齿轮轴承齿轮IIIP=P×
η0.99=3.8×
0.97=3.65KW
η联轴器IIIII齿轮轴承3计算各轴扭矩（N·
mm）
T=9550×
P/n=9550×
4/960=39.79N·
mm
电动ddnmm
·
3.96/960=39.39N/×
=9550TP×
=9550III．
n=9550×
3.8/227.49=159.54N·
mmT=9550×
P/IIIIIIn=9550×
3.65/67.91=513.29N·
=9550×
P/mm
TIIIIIIIII六、齿轮传动的设计计算
1）选择齿轮材料及精度等级和齿数
考虑减速器传递功率不大，按课本P142表10-8及10-9选，以齿轮采用软齿面。
小齿轮选用45#钢，齿面硬度为230HBS。
大齿轮选用45#钢，正火，齿面硬度190HBS；
根据表选7级精度。
齿面精糙度R≤1.6～3.2μm。
取小齿轮齿数Z=25。
1a则大齿轮齿数：
Z=iZ=4.2×
25=105.51齿22）按齿面接触疲劳强度设计
26711/32】
（u+1）/kTφu[σ10-24由课本P147式（）d≥【]HP1d1=u=4.2i确定有关参数如下：
传动比齿=1取φ10-12由表dm
=9550/n×
3.96/960=39393.75NT转矩=9550×
P11I载荷系数k由课本P144取k=1.2
许用接触应力σ由课本P150图10-33查得：
HP，=650Mpaσ=570Mpa
σHlim2Hlim1[σ=0.9×
]=0.9σ650Mpa=585MpaHlim1HP1=0.9×
σσ]=0.9[570Mpa=513Mpa
Hlim2HP2．
取[σ]=513MpaHP故得：
（u+1）/φu[σ]d≥【kTHPd1126711/3mm24.2×
513]=[×
1.2×
39393.75×
（4.2+1）/0.9×
=50.5mm
3）确定齿轮传动主要参数及几何尺寸=50.5/25=2.02mm
/Z模数：
m=d11m=2.5mm取标准模数：
根据课本P130表10-2
25=62.5mm×
分度圆直径d=mZ=2.511106=265mm
=mZd=2.5×
22）/2=2.5（25+106）/2=163.75mma=m（Z+Z传动中心距2162.5=62.5mm=1×
b=b=φ×
d齿宽12d+4mm=66.5mm=bb21验算齿轮圆周速度1000=3.14m/s960/60×
1000=3.14×
62.5×
/60dV=πn1齿1级合宜由表10-7选齿轮传动精度等级8校核齿根弯曲疲劳强度4）]
≤mb）Y/d=（2kTσ）得式（由课本P14810-26[σF1FS111F．
确定有关参数和系数
许用弯曲应力[σ]
FP由课本P150图10-34查得：
σ=357Mpaσ=220Mpa
Flim1Flim2[σ]=0.7σ=0.7×
357Mpa=245MpaFlim1F1=0.7×
[σ]=0.7σ220Mpa=154Mpa
Flim2F2复合齿形系数Y由P149图10-32查得FSY=4.4Y=3.8FS2FS1计算两轮的许用弯曲应力
σ=（2kT/dmb）YFS1
1F11=（2×
39393.75）/（62.5×
60.5×
2.5）×
4.4Mpa
=42.60Mpa＜[σ]F1σ=（2kT/dmb）YFS2
11F2=（2×
39393.75）/（265×
3.8Mpa
=8.68Mpa＜[σ]
F24、标准直齿圆柱齿轮的尺寸计算公式如下表：
一选齿轮类、精度等级、材料及齿数
1为提高传动平稳性及强度，选用直圆柱齿轮；
2因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度；
HBS=280
调质40Cr小齿轮材料：
3
aMP?
750（由图10-21d接触疲劳强度极限）3imHl?
390MPa（由图10-20c弯曲疲劳强度极限）Mpa3FEHBS=240
大齿轮材料：
45号钢正火?
007（由图10-21c接触疲劳强度极限）MPa4Hlim?
70010-20b弯曲疲劳强度极限）（由图4FE30z?
30=102=3.4×
齿轮齿轮齿数齿数Z大4初选小34按齿面接触强度设计二2?
T2KZu?
1?
tE?
.32?
d2?
3?
t3u?
Hdmm（由式10-21计算公式：
）确定公式内的各计算参数数值1
2k1.选载荷系数初t?
Z?
189.81/2（由表Mpa（由表10-7）齿宽系数材料的弹性影响系数dE）10-6计算应力循环次数80175?
0）?
7.（6?
2?
8?
300?
10N?
6njL?
60?
269.1H1i9015?
7.78019?
1.8N?
2114.
K92?
0.?
97K0.10-19计算接触疲劳寿命系数）（由图4HN3HN1?
S1%，取安全系数计算接触疲劳许用应力，取失效概率为?
506.92?
550?
MPa[]01H?
523.MP8[0].97?
5402H2计算d1）试算小齿轮分度圆直径（t1TKZμ1?
tE）?
d（3?
t3]μ[Hd=81.53mm
nd23?
v1.?
0m1000?
60s计算圆周速度）2（（3）计算齿宽b及模数mnt
05.83?
7682.m?
m05?
b?
83.d?
18?
3.05230Itdm6.23?
h?
2.252.768?
b/h=13.33
K?
4）计算载荷系数（HHAVHK1K?
根据电动机驱动得<
由表①使用系数10-2>
AAK?
K1.07动载系数<
由表10-8>
根据v=0.807m/s7级精度②vV?
KK1?
直齿轮，③FH
级精度，小齿轮相对支承非对称布置时，用插值法查得7④由表10-4?
431K1.?
H?
K1.34?
得10-13，故载荷系数根据b/h=13.33，，查图FKK?
1.53.431?
1.07?
11=HHAVHd（5）按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径15311.mm05?
90.07d?
83.321.m计算模数（6）07.d901002?
.?
3m30z1按齿根弯曲强度设计三
YYTK2aSFa?
m?
n2[]Z?
F1d（10-5）>
<
由式xma1确定计算参数?
K.43381计算载荷系数K0.92?
85K0.由图10-18>
得<
2（）弯曲疲劳系数K2FN1FNFN
][取弯曲疲劳安全系数S=1.3<
（3）计算弯曲疲劳许用应力由式（10-F得12）>
K0.85?
390?
11FEFN]?
255MPa[F1S1.3?
K0.92?
370?
22FNFE]?
[?
262MPaF2S1.3
（4）查取齿型系数Y应力校正系数Y得10-5>
由表<
ααSF．
.52y2?
79?
1Y.625Y1.Y2.181Fa2Fa2SaSa1YY?
SaFa]?
[（5并加以比较）计算大小齿轮的FYYYY2.6258.18?
1.79.52?
122SaFa21SaFa1014890.?
01605?
262[]255[]2F1FY?
YYY22SaFa1SaFa1?
][][?
0.
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