一级减速器的课程设计带式运输机传动装置

1、西南科技大学课程设计说明书目录一、机械零件课程设计任务书2二、合理拟定传动方案2三、 电机选择31.选择电机类型32.选择电机容量33.确定电机转速3四、确定装置的总传动比和分配传动比41.确定总传动比42.分配传动比4五、计算传动装置的运动和动力参数51.各轴转速52.各轴输入转矩5六、传动零件的设计计算71、闭式齿轮传动的设计计算72、开式齿轮传动的设计计算10七、轴的设计计算与校核141、小齿轮轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。142、计算轴各段长度16八、滚动轴承的选择及校核计算261、计算输入轴承262、计算输出轴承27九、键联接的选择及校核计算28十、减速器箱体结构设计29

2、十一、联轴器的设计32十二、密封和润滑的设计32十三、设计小结33 34 / 34一、机械零件课程设计任务书 姓名 班级 设计完成日期 指导教师 .设 计 题 目 : 带式运输机传动装置已知条件：1. 工作参数运输带工作拉力f= 5.5kn。运输带工作速度 v=1.4m/s，（允许带速误差5%）。滚筒直径 d=450mm。滚筒效率0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）。2使用工况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳。3工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度35。4动力来源 三相交流电，电压380/220v。5寿命要求 使用折旧期8年，大修期4年，中修期2年，小修期半年。6制造条件 一般机械厂制造，

3、小（大）批量生产。设计工作量：减速器装配图1张（a0或a1），零件工作图 1 张，计算说明书1份。二、合理拟定传动方案选用一级圆柱直齿轮减速器 由于圆柱直齿轮传动时轴只受径向力而无轴向力故用深沟球轴承.三、 电机选择1.选择电机类型 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，y型。2.选择电机容量 电机所需工作功率为式中1、2、3、4、j分为联轴器、轴承、闭式齿轮传动、开式齿轮传动和卷筒的传动效率。取 则a =0.992*0.993*0.98*0.93*0.96=0.83所以pd=pw/a=7.7/0.83=9.3kw3.确定电机转速 卷筒轴工作转速为 n=60x10

4、00v/d=59.45 r/min 按手册推荐的传动比合理范围，取减速器传动比i=942。故电动机转速的可选范围为：n=in=(942)x52.55=535.032496.9 r/min符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，选定电机转速为1000 r/min，电机型号为y160l6，其主要性能如下表：电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量/kgy160l6119702.02.0147电动机主要外形和安装尺寸列于下表：四、确定装置的总传动比和分配传动比 1.确定总传动

5、比由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为： 2.分配传动比 两级齿轮传动按展开式布置。为使两级大齿轮直径相近，由二级齿轮传动比分配曲线图取,则。五、计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩。如将传动装置各轴由高速至低速一次定为轴、轴、轴、卷筒轴，以及 i0,i1 为相邻两轴间的传动比； 01,12 为相邻两轴间的传动效率； t1，t2 为各轴的输入转矩（n.m）； p1,p2 为各轴的输入功率（kw）； n,n 为各轴的转速（r/min），则可按电动机轴至工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力 参数。1.各轴转速式中：n

6、m电动机满载功率； i0电动机至轴的传动比。以及： 2.各轴输入转矩其中td为电动机轴的输出转矩，按下式计算：td=9549pdnm nm=91.55 nm所以t=tdi001 =9549pdnmi01 =95499.397010.99=90.64 nmt=ti112=ti123 =90.64 5.560.990.98=488.92 nmt=ti223=ti224 =488.92 2.930.990.93=1318.94 nm t滚=t34=t21 =1494.500.990.99=1292.69 nm式中1、2、3、4、分为联轴器、轴承、闭式齿轮传动、开式齿轮传动的传动效率。轴的输出转矩则分

7、别为输入转矩乘轴承效率0.99。各轴输入功率p=pd01=pd1=9.30.99=9.21 kwp=p12=p23=9.210.990.98=8.93 kwp=p23=p24=8.930.990.93=8.22 kwp滚=p34=p21=8.220.990.99=8.06 kw式中1、2、3、4、分为联轴器、轴承、闭式齿轮传动、开式齿轮传动的传动效率。轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.99。运动和动力参数计算结果整理于下表：六、传动零件的设计计算1、闭式齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40cr调质，齿面硬度为260h

8、bs。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220hbs；由于减速器要求传动平稳，所以用圆柱斜齿轮。初选。查取教材可得： ， ， ，； 又由表查得各数据如下： ， ， ，取则 (2)按齿面接触疲劳强度设计查图可知： ； 则应力循环次数： 又查图可知： 则： 取、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数 (4)、确定中心距 尽量使尾数为0或5,以便于制造和测量，所以初定。 (5)、选定模数、齿数、和螺旋角 一般，。初选， 则 由标准模数取 ，则 取 则 取 则 齿数比：与的要求比较，误差为0.8% ，可用。于是 满足要求。 （6）、计算齿轮分度圆直径小齿轮 大齿轮 （7）、齿轮宽度 圆整大齿轮宽度 取小齿轮宽度

9、 （8）、校核齿轮弯曲疲劳强度 查表可知： ； ； 取 根据、查表取：， 又 所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理。齿轮基本数据如下：2、开式齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40cr调质，齿面硬度为260hbs。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220hbs；由于减速器要求传动平稳，所以用圆柱斜齿轮。初选。查取教材可得： ， ， ，； 又由表查得各数据如下： ， ， ，取则 (2)按齿面接触疲劳强度设计查图可知： ； 则应力循环次数： 又查图可知： 则： 取、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数 (4)、确定中心距 尽量

10、使尾数为0或5,以便于制造和测量，所以初定。 (5)、选定模数、齿数、和螺旋角 一般，。初选， 则 由标准模数取，则 取 则 取 则 齿数比：与的要求比较，误差为1.0% ，可用。于是 满足要求。 （6）、计算齿轮分度圆直径小齿轮 大齿轮 （7）、齿轮宽度 圆整大齿轮宽度 取小齿轮宽度 （8）、校核齿轮弯曲疲劳强度 查表可知： ； ； 取 根据、查表取：， 又 所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理。齿轮基本数据如下：七、轴的设计计算与校核不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。 按承载性质，减速器中

11、的轴属于转轴。因此，一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转对轴的直径进行估算，然后根据结构条件定出轴的形状和几何尺寸，最后校核轴的强度。这里因为从动轴为轴，故只对轴进行强度的校核，对两根轴进行尺寸的设计计算过程。 具体步骤如下： 1、小齿轮轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。选择45钢正火。硬度170217hbs初步计算各轴段直径 （1）计算d1，按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率p和扭矩t 最小直径计算（查机械设计基础教材表153 取 c=110）考虑键槽 选择标准直径 （2）计算 因必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取=30mm； （3）计算 ，且必须与轴承的内径一致，圆整=3

12、5mm，初选轴承型号为6207,查附表可知，b=17mm，d=72mm，； （4）计算 ，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取0，2，5，8尾数，取； （5）计算 取 ； （6）计算 ，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。 电动机轴各阶梯轴直径列表如下： 名称直径（mm）263035405035 2、计算轴各段长度 （1）计算 半联轴器的长度l=62mm，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上，而不压在轴的端面上，故第一段的长度应比l略短一些，取 =60mm; （2）计算 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取，其中d3为螺钉直径m8，由轴承外径d=72mm，查表，取，

13、式中，为箱体壁厚，取=8mm， 取轴旁连接螺栓的直径为10mm，查得； 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积，故轴承采用脂润滑，取， 所以 , 所以 =20+8.4+4=32.4mm取 ； （3）计算 ，式中，为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度差，两齿轮的宽度差为5mm，取小齿轮至箱体内壁的距离为10mm，则 取 （4）计算 ; （5）计算 取 （6）计算 ； 各段轴长度列表如下: 名称长度/mm60334258636 尺寸设计部分具体步骤如下： 1、大齿轮轴的材料选择、热处理方式，许用应力的确定。 选择45钢正火。硬度达到170217hbs,抗拉强度=600mpa，屈服强度=355m

14、pa。=55mpa2、 初步计算各轴段直径 （1）按下列公式初步计算出轴的直径，输出轴的功率p和扭矩t 最小直径计算（查机械设计基础教材表142 取 c=110）考虑键槽 选择标准直径 （2）计算 因必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取=50mm； （3）计算 ，且必须与轴承的内经一致，圆整=55mm，初选轴承型号为6311,查附表可知，b=29mm，； （4）计算 ，为装配方便而加大直径，应圆整为标准直径，一般取0，2，5，8尾数，取=60mm； （5）计算 取 =75mm； （6）计算 ，同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。 电动机轴各阶梯轴直径列表如下： 名

15、称直径（mm）405055607555 3. 计算各轴长度 （1）计算 l1段部分为插入开式齿轮的长度：b2小齿轮=110mm， 取l1=120mm （2）计算 轴承端盖采用凸缘式轴承端盖，取，其中d3为螺钉直径，由轴承外径d=120mm，查表，取d3=7mm， ， 式中，为箱体壁厚，取=8mm， 取轴旁连接螺栓的直径为10mm，查得； 由于轴承的轴颈直径和转速的乘积（1.52）105，故轴承采用脂润滑，取 =9mm， 所以 m=8+16+14+8-9-29=8mm, 所以 =20+8+8.4=36.4mm，取 =37mm； （3）计算 ，式中，为大齿轮端面至箱体内壁距离，应考虑两个齿轮的宽度

16、差，两齿轮的宽度差为5mm，取小齿轮至箱体内壁的距离为10mm，则 取 l3=54mm（4）计算 ; （5）计算 取 l5=8mm （6）计算 ； 各段轴长度列表如下: 名称长度/mm120375458846 强度校核部分具体步骤如下：输入轴求分度圆直径：已知d1=57mm求转矩：已知t1=89380nmm求圆周力ft，根据教材p142式（6.12）得：ft=2t1d1=28938057=3136n求径向力fr,根据教材p142式（6.12）得： 求轴向力fa,根据教材p142式（6.12）得： fa=fttan=3136tan9.470=523.1n 轴承支反力： 该轴两轴承对称:la=lb

17、=54mm水平支反力： 垂直面内支反力： 得=716.65n =440.57n 作出弯矩图分别求出水平面和垂直平面内各力产生的弯距：=84672nmm =38699.1nmm =23790.78nmm总弯距=93096.55nmm =87950.83nmm 作出计算弯矩图87950.83n.mm 校核轴的强度-1故安全。输出轴 分度圆直径：已知求转矩：已知求圆周力ft，根据教材p142式（6.12）得：求径向力fr,根据教材p142式（6.12）得： 求轴向力fa,根据教材p142式（6.12）得： 轴承支反力： 该轴两轴承对称:水平支反力： 垂直面内支反力： 得 =53.1n 作出弯矩图分别

18、求出水平面和垂直平面内各力产生的弯距：=81059.4nmm =65357.8nmm =2867.4nmm总弯距=104126.2nmm =81110.1nmm 作出计算弯矩图81110.1n.mm 校核轴的强度e由表8.5求得：x1=0.56,y1=1.75所以=1.0(0.56*1724+1.75*523.1)= 1880.865n轴承ii ： p2=fpr2=1628.72n 轴承寿命计算：p1p2 故取p=p1=1880.865n深沟球轴承=3n1=970r/min取f t=1由教材p175（8.2）式得lh=4281738400h预期寿命足够,所选轴承6207合格 2、计算输出轴承初

19、选深沟球轴承6311，查手册有：cr=71500n,cor=44800n 由教材表8.6取 =1.0 又 r1=1928.3n r2=1502.04n a1=fa=500.8n a2=0轴承i： a1/cor=0.0112 由教材表8.5，用线性插值法取e=0.19 a1/r1=0.259e 由表8.5求得：x1=0.56,y1=2.30所以轴承ii ： 轴承寿命计算故取深沟球轴承=3取f t=1由教材p175（8.2）式得lh=2800000h38400h预期寿命足够,所选轴承6311合格九、键联接的选择及校核计算 1、联轴器与i（输入）轴的联接 轴径d1=24mm,l1=60mm 查手册p

20、53选用a型平键，得： gb/t 1096 键 8740(a型） 根据教材p77（3.1）式得2、输入轴与齿轮1联接采用平键联接 轴径d2=40mm l2=58mm 查手册p53选a型平键，得： gb/t 1096 键 12845(a型） 根据教材p77（3.1）式得 3、输出轴与齿轮2联接用平键联接轴径d3=60mm l3=58mm 查手册p53 选用a型平键，得：gb/t 1096 键 181145(a型）根据教材p77（3.1）式得 p=4t2dhl=57.2mpap (120mpa)4、 输出轴与齿轮3之间的联接轴径d4=40mm l4=120mm 查手册p53 选用a型平键，得：gb

21、/t 1096 键 12890(a型）根据教材p77（3.1）式得 p=4t2dhl=59.00mpap (120mpa)十、减速器箱体结构设计 1.窥视孔和窥视孔盖 在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。2.放油螺塞 减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞赌注。3.油标 油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。4.通气器 减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。所以多

22、在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出，达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。5.启盖螺钉 机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后结合较紧，不易分开。为便于取盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖。在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调整。6.定位销 为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联结后，镗孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些。如机体结构是对的，销孔位置不应该对称布置。7.调整垫片 调整垫片由多片很薄的软金属制成，用一调整轴承间隙。有的垫片还要起调

23、整传动零件轴向位置的作用。8.环首螺钉、吊环和吊钩 在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖。9.密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。根据机械设计课程设计指导书p26，得如下表格： 名称符号减速器型式及尺寸关系/mm箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度1.512箱座凸缘厚度1.512箱座底凸缘厚度2.520地脚螺钉直径0.036a+1218地脚螺钉数目a1.212齿轮端面与内箱壁距离10箱盖、箱座肋厚0.85=7轴承端盖外径轴承端盖凸缘厚度(11.2) 8轴承旁联接螺栓距离s十一、联轴器的设计由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性套柱销联轴器，取工作情况系数 选用lt5联轴器 弹性套柱销联轴器,根据主动轴连接联轴器处，将各种参数列表如下：型号公称转矩t许用转数n轴孔直径d轴孔长度l外径d材料轴孔类型lt512546002562130ht200y型联轴器承