2级减速器课程设计说明书-----完整版本

机械设计课程设计计算说明书设计题目设计带式输送机中的传动装置专业年级学号学生姓名指导教师完成时间机械设计课程设计任务书学生姓名学号专业任务起止时间设计题目设计带式输送机中的传动装置一、传动方案如图1所示图1带式输送机减速装置方案1、输送胶带2、传动滚筒3、两级圆柱齿轮减速器4、V带传动5、电动机二、原始数据表21滚筒直径D/MM800传送带运行速度V/M/S15运输带上牵引力F/N2300每日工作时数T/H24传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载启动三、设计任务1减速器装配图1张（A0图纸）2低速轴零件图1张（A3图纸）3低速轴齿轮零件图1张（A3图纸）4设计说明书1份在三周内完成并通过答辩参考资料机械设计机械设计基础课程设计指导书机械设计手册工程力学机械制图目录一、电机的选择111选择电机的类型和结构形式112电机容量的选择113电机转速确定1二、传动装置的运动和动力参数计算221分配传动比及计算各轴转速222传动装置的运动和动力参数计算2三、V带传动设计331确定计算功率432选择普通V带型号433确定带轮基准直径并验算带速434确定V带中心距和基础长度435验算小带轮包角436计算V带根数Z537计算压轴力5四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）541高速级齿轮传动设计计算542低速级齿轮传动设计计算743传动齿轮的主要参数9五、轴的结构设计计算951高速轴的计算（1轴）952中间轴的计算（2轴）1153低速轴的计算（3轴）13六、轴的强度校核1661高速轴校核1662中间轴校核1763低速轴校核19七、校核轴承寿命2071高速轴2072中间轴2073低速轴21八、键连接的选择和计算21九、箱体的设计22十、心得体会22一、电机的选择11选择电机的类型和结构形式依工作条件的要求，选择三相异步电机封闭式结构U380VY型12电机容量的选择工作机所需的功率PWFV/1000345KWV带效率1096滚动轴承效率（一对）2098闭式齿轮传动效率（一对）30978级精度联轴器效率4；0995（弹性）工作机（滚筒）效率5W0,96（传动滚筒）传输总效率0872则，电动机所需的输出功率PWPD/396KW13电机转速确定卷筒轴的工作转速3581R/MINW601VNDV带传动比的合理范围为24，两级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为840，则总传动比的合理范围为16160，故电动机转I速的可选范围为5729657296R/MINDWNI在此范围的电机的同步转速有750R/MIN1000R/MIN1500R/MIN3000R/MIN依课程设计指导书表181Y系列三相异步电机技术参数（JB/T96161999）选择电动机型号Y112M4额定功率PED4KW同步转速N1500R/MIN满载转速NM1440R/MIN二、传动装置的运动和动力参数计算总传动比4021MWNI21分配传动比及计算各轴转速取V带传动的传动比I03（带传动的传动比一般小于齿轮传动）则减速器传动比II/I01314取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比43314II则低速级传动比30921I22传动装置的运动和动力参数计算0轴（电动机轴）396KW0DP1440R/MINMN262625NM0095T1轴（高速轴）38KW101P480R/MIN0NI7564NM1195T2轴（中间轴）3,61KW（传动部分的功率是指各轴的2123P11085R/MIN输入功率，转矩是指输出转矩）1NI311NM22950PTN3轴（低速轴）343KW3233587R/MIN2NI913NM33950PT4轴（滚筒轴）334KW43243587R/MINWN889NM44950PT以上功率和转矩为各轴的输入值，13轴的输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率的乘积。各轴运动和动力参数如下表表21各轴运动和动力参数功率P/KW转矩T/NM轴名输入输出输入输出转速N/R/MIN传动比I效率0轴39614401轴38379767548030962轴361357311308110854330953轴34334091390435873090954轴33433188988035871098三、V带传动设计31确定计算功率根据已知条件结合教材机械设计由图/表87得到工作情况系数KA13（工作情况系数），故PCAKAPD5184（计算功率）KW。32选择普通V带型号已知PCA，NM，结合教材机械设计由图/表86确定所使用的V带为A型。33确定带轮基准直径并验算带速1结合教材机械设计由图/表8688，初选小带轮直径DD1125MM。2验算带速942M/S，满足5M/S120合格。OOD21180573A36计算V带根数Z由NM，DD1结合教材机械设计查图/表84A得P0107KW。由NM，I0，A型带，查图/表84B得P0017KW。已知1查表85得K095，已知LD查表82得KL101则V带根数32，取Z4（考虑轴段CA0LPZ长度此处带轮不宜过宽，带轮带数应小于等于4为宜）。37计算压轴力由教材机械设计表83，可知A型带单位长度质量Q01KG/M。单根V带的初拉力最小值119N。CA20MIN25KPFQVZ压轴力的最小值935N。1PMIN0IN2S2Z四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）41高速级齿轮传动设计计算1选择材料及确定许用应力机械设计表41高速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度/MPAHLIM1/MPAFE1小齿轮调制300770650大齿轮调制250700600由表1020，取安全系数SH1，SF15。则许用应力为770MPA700MPAHLIM11SHLIM22S520MPA480MPAFE1FE222按齿面接触强度设计设齿轮按7级精度制造，由教材机械设计表得载荷系数KKAKVKHAKHB，由表107得齿宽系数D1，由表106可得弹性系数ZE18898。12MPA小齿轮传递的（输入）转矩T176000NMM注意单位换算小齿轮分度圆直径5689MM。2131TDMIN2EHKTIZD齿数取Z124，Z2I1Z1104，故实际传动比I1Z2/Z1433。齿宽5689MM（圆整）。D1TB取大齿轮齿宽B257MM，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽B1B251063MM。模数MD1T/Z1237，按表，取标准模数M25，实际分度圆直径60MM，260MM，中心距2D12DA160MM。3验算齿轮弯曲强度由教材机械设计图/表105，取齿形系数YFA1265,YFA2233，应力修正系数YSA1158，YSA217932。判断968F11FAF12ZSKTBM判断966F21FA2SF2Y满足条件，安全。4齿轮的圆周速度151M/S。160DNV对照表108可知，选着7级精度是合适的。42低速级齿轮传动设计计算1选择材料及确定许用应力由教材机械设计表101确定以下参数表42低速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度/MPAHLIM1/MPAFE1小齿轮调制280820650大齿轮调制240750620由表105，取安全系数SH1，SF13。则许用应力为820MPA750MPAHLIM11SHLIM22S500MPA477MPAFE1FE222按齿面接触强度设计设齿轮按8级精度制造，由教材机械设计表108得载荷系数K13，由表107得齿宽系数D1，由表106可得弹性系数ZE1889。12MPA小齿轮传递的（输入）转矩T2913000NMM注意单位换算小齿轮分度圆直径1348MM。2231TDMIN1EHKTIZD齿数取Z123，Z2I1Z171，故实际传动比I1Z2/Z131。齿宽1348MM（圆整）。D1TB取大齿轮齿宽B2140MM，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽B1B2510145MM。模数MD1T/Z16，按表，取标准模数M6，实际分度圆直径138MM，426MM，中心距12D12DA282MM。3验算齿轮弯曲强度由教材机械设计图/表105，取齿形系数YFA1297,YFA22,91，应力修正系数YSA1152，YSA2153。判断924F11FAF12ZSKTBM判断899F21FA2SF2Y满足条件，安全。4齿轮的圆周速度026M/S。160DNV对照表108可知，选着7级精度是合适的。43传动齿轮的主要参数表43传动齿轮的主要参数高速级低速级齿数Z241042371中心距A/MM160282模数M/MM256齿宽B/MM6357145140分度圆直径D/MM60260138426齿顶高HA/MM252566齿根高HF/MM3,12531257575齿高H/MM56255625135135齿顶圆直径DA/MM65265157438齿根圆直径DF/MM537525375123411五、轴的结构设计计算51高速轴的计算（1轴）根据表151得，高速轴材料为45，热处理方式调制，许用弯曲应力1B60MPA。1初估轴径初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表153得常数A01102192MM1310PDAN考虑到键槽的作用，轴径增加3为228MM，圆整后暂取D125MM。2轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定、定位、安装要求，确定轴的结构如下图（结构草图,标注轴段，用充分的文字说明支撑计算结果）表51高速轴径向尺寸确定轴段直径D/MM确定方法说明D125D1D1由初估直径确定D230D2D134定位轴肩D3356407滚动轴承6407滚动轴承D445齿根圆直径D554D5D4007D4D645D6D4齿根圆直径D735D7D36407轴承3轴的轴向尺寸设计轴的结构图如下（结构草图,标注轴段长度及支撑点距离，表格内用充分的文字说明支撑计算结果）经验值的计算与选取轴承端盖至箱外传动件间的距离L18箱座壁厚10联接螺栓至外箱壁的距离C124；至凸缘边距离C222（C1、C2通过螺栓直径查设计指导书表42确定）轴承座宽度LC1C251061齿轮至机体内壁的距离212（212壁厚）大齿轮齿轮端面的距离310（3壁厚）轴承内侧至箱体内壁的距离44寸确定轴段长度L/MM确定方法说明L142L1152D1L1略小于带轮宽L238L2LELB4L2LELB4L325L3BL36407轴承宽度L4160L43B低小L563L5B高小L615L6取1015L725L7BL76407轴承宽度L16005T05L524L220405L5L405BL37205L1L205B52中间轴的计算（2轴）根据表151得，中间轴材料为45，热处理方式调制，许用弯曲应力1B60MPA。1初估轴径初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表153得常数A011036MM2310PDN2轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定、定位、安装要求，确定轴的结构如下图（结构草图,标注轴段，用充分的文字说明支撑计算结果）表53中间轴径向尺寸确定轴段直径D/MM确定方法说明D135最小直径D237D2D12过度轴肩D343D3D234C2定位轴肩D437D4D5007D5D537D5D13轴的轴向尺寸设计轴的结构图如下（结构草图,标注轴段长度及支撑点距离，表格内用充分的文字说明支撑计算结果）经验值的计算与选取轮毂宽度与轴段长度之差3（指导书38页图510）齿轮至机体内壁的距离212（同上）大齿轮齿轮端面的距离310（同上）轴承内侧至箱体内壁的距离44（取35）（指导书38页图512）表54中间轴轴向尺寸确定轴段长度L/MM确定方法说明L139L1B42236307滚动轴承L261L2B高大L3705齿宽差3L4142B低小L54742B齿宽差L160L210805B高大L305B低小L39405B低小L505B53低速轴的计算（3轴）根据表151得，低速轴材料为45，热处理方式调制，许用弯曲应力1B60MPA。1初估轴径初选轴径，根据扭转强度计算初估。由表153得常数A0110503MM310PDAN考虑到键槽的作用，轴径增加3为518MM，圆整后暂取D152MM。2轴的径向尺寸设计根据轴及轴上零部件的固定、定位、安装要求，确定轴的结构如下图（结构草图,标注轴段，用充分的文字说明支撑计算结果）表55低速轴径向尺寸确定轴段直径D/MM确定方法说明D153D257D2D1007D1定位轴肩D3656013滚动轴承过度轴肩D473D4D334C1定位轴肩D575D5D423D667D6D534X25D765D7D3表56所选用联轴器的主要参数型号公称转矩TN/NM许用转速N/MM轴孔直径D/MM轴孔长度L/MM轴孔长度L1/MMTL91000210060142107DD1D2BA25016653轴的轴向尺寸设计轴的结构图如下（结构草图,标注轴段长度及支撑点距离，表格内用充分的文字说明支撑计算结果）经验值的计算与选取轴承端盖至箱外传动件间的距离L18箱座壁厚10（箱座002A3，A是低速级中心距）联接螺栓至外箱壁的距离C120；至凸缘边距离C218轴承座宽度LC1C251055齿轮至机体内壁的距离212大齿轮齿轮端面的距离310轴承内侧至箱体内壁的距离44（指导书38页图512）表57低速轴轴向尺寸确定轴段长度L/MM确定方法说明L188L1152D1175L276L318L3B6013滚动轴承宽度L46724B3L505齿宽差L524L514HH007D4L6138L6B低大12L739L7B4205齿宽差12L112905L1L205BL215805BL4L505L6L39905L6L705B六、轴的强度校核61高速轴校核轴的受力分析如下图1齿轮的受力2521N；918N1T2TFDRTANF2水平面内轴承约束力3竖直面内轴承约束力4弯矩图和扭矩图水平面内弯矩图竖直面内弯矩图扭矩图5合成弯矩（考虑最不利的情况下）带轮的压轴力FP在支点产生的反力弯矩图合成弯矩131NMM（注意单位换算）P2AVHAFM6按第三强度理论校核106MPA22CATW1B满足强度要求。62中间轴校核轴的受力分析如下图1齿轮的受力大齿轮2392N；870N2TTFDRTANF小齿轮4570N；1640N2TRT2水平面内轴承约束力3竖直面内轴承约束力4弯矩图和扭矩图水平面内弯矩图竖直面内弯矩图扭矩图最危险截面的合成弯矩319NMM（注意单位换算）2AVHM5按第三强度理论校核38MPA22CATW1B满足强度要求。63低速轴校核轴的受力分析如下图1齿轮的受力4286N；1560N3T2TFDRTANF2水平面内轴承约束力3竖直面内轴承约束力4弯矩图和扭矩图水平面内弯矩图竖直面内弯矩图扭矩图最危险截面的合成弯矩419NMM（注意单位换算）2AVHM5按第三强度理论校核54MPA22CATW1B满足强度要求。七、校核轴承寿命表71所选用的轴承主要参数轴名称轴承代号D/MMD/MMB/MMCR/KN高速轴64073510025568中间轴630738021