机械设计课程设计-设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器（含全套图纸）.doc

机械设计课程设计计算说明书cad设计图纸，联系qq153893706设计题目 设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器 机 械 系 机械设计与制造及其自动化 专业 机 设 0923 班设 计 者 学 号 指导老师 2011 年 12月 日 目录一、 设计任务(1)二、 传动方案总体设计(1)三、 电机（原动机）选择(2)四、 确定传动比(2)五、 机构的运动分析及动力参数选择与计算(3)六、 传动零件的计算(4)七、 轴的计算.(11)八、 轴承的选择.(21)九、 连接件的计算.(28)十、 润滑、密封.(29)十一、 三维图(30)十二、 小结(33)参考资料(34)附录 .(35)3一、 设计任务：设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器 已知条件及要求：运输带工作拉力f； 运输带工作速度v（允许运输带速度误差为5%）； 滚筒直径d； 两班制，连续单向运转，载荷轻微冲击； 工作年限5年；环境最高温度350c； 小批量生产。 题目数据表 序 号卷筒上的圆周力f（n）卷筒直径d（mm）运输带速度v（m/s）1130003401.2二、 传动装置总体设计：1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。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。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：三 选择电机. 计算电机所需功率： 查手册第3页表1-7：带传动效率：0.96每对轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.96联轴器的传动效率：0.993卷筒的传动效率：0.96说明：电机至工作机之间的传动装置的总效率： 2确定电机转速：查指导书第7页表1：取v带传动比i=24二级圆柱齿轮减速器传动比i=840所以电动机转速的可选范围是：符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号，因此有4种传动比方案如下：方案电动机型号额定功率同步转速r/min额定转速r/min重量总传动比1y112m-24kw3000289045kg152.112y112m-44kw1500144043kg75.793y132m1-64kw100096073kg50.534y160m1-84kw750720118kg37.89综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第3种方案比较合适，因此选用电动机型号为y132m1-6，其主要参数如下：额定功率kw满载转速同步转速质量adefghlab496010007321638801033132515280四 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：分配传动比：取 则取经计算注：为带轮传动比，为高速级传动比，为低速级传动比。五 计算传动装置的运动和动力参数：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。. 各轴转速：2各轴输入功率：3各轴输入转矩：运动和动力参数结果如下表：轴名功率p kw转矩t nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.6736.59601轴3.523.48106.9105.8314.862轴3.213.18470.3465.6683轴3.053.021591.51559.619.14轴32.971575.61512.619.1六 设计v带和带轮：1.设计v带确定v带型号查课本表13-6得： 则根据=4.4, =960r/min,由课本图13-5，选择a型v带，取。查课本第206页表13-7取。为带传动的滑动率。验算带速： 带速在范围内，合适。取v带基准长度和中心距a：初步选取中心距a：，取。由课本第195页式（13-2）得：查课本第202页表13-2取。由课本第206页式13-6计算实际中心距：。验算小带轮包角：由课本第195页式13-1得：。求v带根数z：由课本第204页式13-15得：查课本第203页表13-3由内插值法得。 ef=0.1=1.37+0.1=1.38 ef=0.08 查课本第202页表13-2得。查课本第204页表13-5由内插值法得。=163.0 ef=0.009=0.95+0.009=0.959则取根。求作用在带轮轴上的压力：查课本201页表13-1得q=0.10kg/m，故由课本第197页式13-7得单根v带的初拉力：作用在轴上压力：。七 齿轮的设计：1高速级大小齿轮的设计：材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250hbs。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220hbs。查课本第166页表11-7得： 。查课本第165页表11-4得： 。故 。查课本第168页表11-10c图得： 。故 。按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数，取齿宽系数 计算中心距：由课本第165页式11-5得： 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 则取 实际传动比：传动比误差：。齿宽：取高速级大齿轮： 高速级小齿轮： 验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得： 按最小齿宽计算： 所以安全。齿轮的圆周速度： 查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。2低速级大小齿轮的设计：材料：低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250hbs。低速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220hbs。查课本第166页表11-7得： 。查课本第165页表11-4得： 。故 。查课本第168页表11-10c图得： 。故 。按齿面接触强度设计：9级精度制造，查课本第164页表11-3得：载荷系数，取齿宽系数计算中心距： 由课本第165页式11-5得： 取 则 取计算传动比误差：合适齿宽：则取 低速级大齿轮： 低速级小齿轮： 验算轮齿弯曲强度：查课本第167页表11-9得：按最小齿宽计算：安全。齿轮的圆周速度：查课本第162页表11-2知选用9级的的精度是合适的。八 轴的设计：1高速轴设计： 材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取 c=100。各轴段直径的确定：根据课本第230页式14-2得： 又因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且所以查手册第9页表1-16取。l1=1.75d1-3=60。因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查手册85页表7-12取，l2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段装配轴承且，所以查手册62页表6-1取。选用6009轴承。l3=b+2=16+10+2=28。段主要是定位轴承，取。l4根据箱体内壁线确定后在确定。装配齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴： 查手册51页表4-1得：得：e=5.96.25。段装配轴承所以 l6= l3=28。2 校核该轴和轴承：l1=73 l2=211 l3=96作用在齿轮上的圆周力为：径向力为作用在轴1带轮上的外力： 求垂直面的支反力：求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：求水平面的支承力：由得nn求并绘制水平面弯矩图：求f在支点产生的反力：求并绘制f力产生的弯矩图：f在a处产生的弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择调质，查课本225页表14-1得，查课本231页表14-3得许用弯曲应力，则：因为，所以该轴是安全的。3轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则 因此所该轴承符合要求。4弯矩及轴的受力分析图如下：5键的设计与校核: 根据，确定v带轮选铸铁ht200，参考教材表10-9,由于在范围内，故轴段上采用键：, 采用a型普通键:键校核.为l1=1.75d1-3=60综合考虑取=50得查课本155页表10-10所选键为：中间轴的设计：材料：选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取c=100。根据课本第230页式14-2得：段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取，查手册62页表6-1选用6208轴承，l1=b+=18+10+10+2=40。装配低速级小齿轮，且取，l2=128，因为要比齿轮孔长度少。段主要是定位高速级大齿轮，所以取，l3=10。装配高速级大齿轮，取 l4=84-2=82。段要装配轴承，所以查手册第9页表1-16取，查手册62页表6-1选用6208轴承，l1=b+3+=18+10+10+2=43。校核该轴和轴承：l1=74 l2=117 l3=94作用在2、3齿轮上的圆周力： n 径向力：求垂直面的支反力计算垂直弯矩：求水平面的支承力： 计算、绘制水平面弯矩图：求合成弯矩图，按最不利情况考虑：求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径： n-n截面: m-m截面: 由于，所以该轴是安全的。轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本259页表16-9，10取取则，轴承使用寿命在年范围内，因此所该轴承符合要求。弯矩及轴的受力分析图如下：键的设计与校核：已知参考教材表10-11，由于所以取因为齿轮材料为45钢。查课本155页表10-10得l=128-18=110取键长为110. l=82-12=70取键长为70根据挤压强度条件，键的校核为：所以所选键为: 从动轴的设计：确定各轴段直径计算最小轴段直径。因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由式14-2得：考虑到该轴段上开有键槽，因此取查手册9页表1-16圆整成标准值，取为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径。查手册85页表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取。设计轴段，为使轴承装拆方便，查手册62页，表6-1，取，采用挡油环给轴承定位。选轴承6215:。设计轴段，考虑到挡油环轴向定位，故取设计另一端轴颈，取，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。 轮装拆方便，设计轴头，取，查手册9页表1-16取。设计轴环及宽度b使齿轮轴向定位，故取取,确定各轴段长度。有联轴器的尺寸决定(后面将会讲到).因为,所以轴头长度因为此段要比此轮孔的长度短其它各轴段长度由结构决定。（4）校核该轴和轴承：l1=97.5 l2=204.5 l3=116求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。作用在齿轮上的圆周力： 径向力：求垂直面的支反力：计算垂直弯矩：.m求水平面的支承力。计算、绘制水平面弯矩图。求f在支点产生的反力求f力产生的弯矩图。f在a处产生的弯矩：求合成弯矩图。考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩。从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径。因为材料选择调质，查课本225页表14-1得，查课本231页表14-3得许用弯曲应力，则：考虑到键槽的影响，取因为，所以该轴是安全的。（5）轴承寿命校核。轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本259页表16-9，10取取按最不利考虑，则有： 则,该轴承寿命为64.8年,所以轴上的轴承是适合要求的。（6）弯矩及轴的受力分析图如下：（7）键的设计与校核：因为d1=63装联轴器查课本153页表10-9选键为查课本155页表10-10得因为l1=107初选键长为100,校核所以所选键为: 装齿轮查课本153页表10-9选键为查课本155页表10-10得因为l6=122初选键长为100,校核所以所选键为:.九 高速轴大齿轮的设计因 采用腹板式结构代号结构尺寸和计算公式结果轮毂处直径72轮毂轴向长度84倒角尺寸1齿根圆处的厚度10腹板最大直径321.25板孔直径62.5腹板厚度25.2电动机带轮的设计 代号结构尺寸和计算公式结果 手册157页38mm68.4mm取60mm81mm74.7mm10mm15mm5mm十.联轴器的选择：计算联轴器所需的转矩：