带式输送机传动系统中单级圆柱齿轮减速器设计书

1 带式输送机传动系统中单级圆柱齿轮减速器设计书 一、课程设计的目的 进一步巩固和加深所学基本知识，使学生能综合运用已学的有关课程的基本知识。通过简单的机械传动设计，培养学生独立设计能力，掌握基本的设计方法 ， 学会查阅技术资料，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。 二、 设计题目 带式输送机传动系统中单级圆柱齿轮减速器 带式输送机传动系统简图 2 3 一、 传动方案说明 用于带输送机转筒的传动装置 1、工作条件：室内； 2、原始数据： （ 1）输送拉力 F=2000N； （ 2）输送带工作速度 V=s（允许输送带 的工作速度误差为 5%）； （ 3）输送机滚筒直径 D=280 （ 4）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳， 空载启动 （ 5）使用寿命： 8 年 （ 6）工作环境：室内 （ 7）动力来源：电力，三相交流电源，电压为 380/220 伏； （ 8）检修间隔期：三年一次大修 （ 9）制造条件及生产批量： 小批量生产；生产条件为中等规模机械厂，可加工 7 8级精度的齿轮； 4 二、 电动机的选择 1、 选择电动机类型 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工条件，选用一般用途的 Y 系列三相交流异步电动机。这类电动机属于一般用途的全封闭自 扇冷式电动机，其结构简单、工作可靠、启动性能好、价格低廉、维护方便，适用于运输机。 2） 电动机容量 （ 1） 工作机所需功率 100 0 w（ 2） 电动机所需功率 式中：为从电动机 至工作机主动轴之间的总效率，即： 543221 式中： 21, 为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表 2 参考文献【 1】）查得： V 带传动;滚动轴承 2=圆柱齿轮传动 3=弹性联轴器 4=卷筒轴滑动轴承 5= =以 因载荷平稳，电动机的额定功率 表 17 5 电动机，额定功率 4 3） 选择电动机的转速 卷筒的转速为： 0 1000v/60 1000 (280)=r/通常， 4，单级圆柱齿轮传动比范围 5,则电动机转速可选范围为： n=(2 34 5) 183.8(r/符合这一同步转速的范围有 750r/1000r/1500r/据前述若选用 750r/的电动机，则电动机重量较大，价格昂贵； 1000r/1500r/电动机，从其重量、价格以及传动比等考虑，选用 电动机。电动机主要参数 、尺寸见下表 电动机主要性能参数、尺寸 电动机型号 额定功率 （ 电动机满载转速（ r/ 轴径（ 启动转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 960 24 、 计算传动装置总传动比和分配各级传动比 (1)传动装置的总传动比 由前面计算得输送机卷筒转速 总传动比为： 2）分配各级传动比 r/i=6 取 V 带传动的传动比 31i ，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为： 所得 3、 计算传动装置的运动和动力参数 0 轴 d=n0=60(r/550 P0/ m) 1 轴 0 1=n1=n0/20(r/550 P1/ m) 2 轴 1 12=2 3=i(r/)(955 0222 3 轴 2 23=P 4 5= n3=r/0= m 20r/1=N m r/2= m 7 )(955 0333 将计算的运动参数和动力参数列于下表中 计算所得运动参数和动力参数 参数 轴名 0轴 1轴 2轴 3轴 转速（ r/ 960 320 入功率 （ 入转矩（ N m） 动比 3 率 3=m 8 三、 皮带轮传动的设计计算 1、确定计算功率 参加考文献【 2】表 8得 故 =5.2(2、选择 V 带的型号 根据计算功率 动轮转速 1n =960r/参考文献【 3】图 7择 A 型普通 V 带。 3、 确定带轮基准直径21 dd 由参考文献【 3】表 7图 7 5取100 大带轮基准直径 321 0010031212 由参考文献【 3】表 7取标准值 00实际传动比 i，从动轮的实际转速分别为 310030012 、验算带速 V d /60 960100100 060 11 带速在 5 25的范围内。 5、 确定带的基准长度a 5mm 00mm i=3 20e/=s 9 (1)初取中心距 估算公式参考文献【 2】公式 8 2(得 280 800 取 00 2） 确定带长 计算公式参考文献【 2】公式 8 0212210 4)()(2 d 162 85004 )100300()300100(250020 查参考文献【 2】表 8 8003)计算实际中心距 由计算公式参考文献【 2】公式 8 862 162 8180 05002 00 6、 校验小带轮包角 1a 由计算公式参考文献【 2】 8 21 a dd 0030018017、 确定 V 带根数 Z 由计算公式参考文献【 3】 7 628d=1800mm a=5861= 120 10 z)( 00 查参考文献【 3】表 7表 7： 参考文献【 3】表 7表 7： z取 z=5 根 8、 求初拉力0文献【 3】公式 7 20 )00 查参考文献【 3】表 7 q=m 则 )(00 20 由参考文献【 3】公式 7得作用在轴上的压力 )(2 0 9、 设计结果 选用 5 根 A 型 V 带，中心距 a=586轮直径 00 00 轴上压力 0=z=5 根 63N 11 四 、 齿轮传动的设计计算 1、选择齿轮材料及精度等级 根据参考文献【 4】表 轮选用 20，渗碳淬火，齿面硬度为 5862部硬度 32为是普通减速器、由参考文献【 4】表 8 级精度，要求齿面粗糙度 6.3 m 。 2、按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为 钢质齿轮，可应用参考文献【 4】式（ 出 1d 值。确定有关参数与系数： 1）转矩 1T 1T =16 510 N ）载荷系数 K 查参考文献【 4】表 K=）齿数 1z 和齿宽系数d小齿轮的齿数 1z 取为 25，则大齿轮齿数 2z =73。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由参考文献【 4】表 1。 4）许用的接触应力 H 由参考文献【 4】图 得 1= 2=1500 参 考文献【 4】表 得 1 510 N =1.1 d=1 1 560=53012 1N =0 320 1（ 2 8 300 16） =910 2N = 1N /i=10/3=10查参考文献【 4】图 1 由参考文献【 4】式（ 得： 1H = 2H = MP 4 2 51 1 5 0 i )，按表查取 虑节点处轮廓曲率对接触应力的影响，由图查取。对于标准直齿轮， a=25， 虑重合度对单位齿宽载荷的影响，其值可由图查取， (1(32253 2211）（m=由参考文献【 4】表 m=、主要尺寸计算 d 252511 取 1b =25b =1b +1=1010 1H =532 2H =562 m=5mm 3mm b=2513 1 =、按齿根弯曲疲劳强度校核 由参考文献【 4】式（ 出 F ，如 则校核合格。 确定有关系数与参数： 1）、齿形系数 查参考文献【 4】表 12）、应力修正系数4】表 21 S ）许用弯曲应力 F 由参考文献【 4】图 得 M 5 02 。 由参考文献【 4】表 得 由参考文献【 4】图 得 121 4】式（ 得 01l i F Y =400 T 12 512 121 齿根弯曲强度校核合格。 a=14 5、齿轮的圆周速度 v 00 060 32025100 060 11 由参考文献【 4】表 知，选 8 级精度是合适的。6、几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图。 （见零件图 1） 15 五 、 轴的设计计算 1、选择轴的材料，确定许用应力 由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选用 45 钢并经调质处理。由参考文献【 4】表 =650再由参考文献【 4】表 许用弯曲应力 =60 2、按扭转强度估算轴径 根据参考文献【 4】表 C=107118。又由参考文献【 4】式（ 轴：18107( 33 轴： (3 18）09 考虑到 轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大 3%5%，取为 设计手册取标准直径 1d =25轴取为 由设计手册取标准直径 1d =3516 六 、 联轴器的选择 联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩，联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、受载变形和温度变化等影响，往往存在着某种程度的相对位移。因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具 有补偿上述偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加载荷，导致工作情况恶化。综上所述，故选择挠性联轴器，这种联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力，再根据联轴器补偿位移方法，选弹性柱销联轴器，它仅用弹性柱销（通常用尼龙制成）将两半联轴器连接起来，它传递转矩的能力大、结构更简单、耐用性好，故选择弹性柱销联轴器。 为了隔离震动、缓和冲击和安装方便，拟轴选用选弹性柱销联轴器，轴选用无弹性元件扰性联轴器 2）计算转矩 由设计手册查的 K= 955019550m 955029550m 3) 选择型号及尺寸 由 m 1d =25, m 2d=35 m 5 m 517 查 84， 轴选用选弹 性柱销联轴器 ,型号为 中50 N m, n= 3800r/ 轴选用无弹性元件扰性联轴器，型号为 中 30 N m， n= 5000r/、润滑、密封装置的选择 根据参考文献【 4】 11 18页，再根据齿轮的圆周速度 ,轴承可以用脂润滑和油润滑润滑 ,由于齿轮的转速是小于 2m/s, 故轴承润滑采用脂润滑，为防止箱体内的轴承与润滑脂的配合，防止润滑脂流失，应在箱体内侧装挡油环，润滑脂的装填量不应超过轴承空隙体积的，在减速器中，齿 轮的润滑方式根据齿轮的圆周速度而定，由于 V12m/s，所以采用油池润滑，齿轮浸入油池 1齿高深度，大齿轮的齿顶到油底面的距离为 40体内采用0号润滑，装至规定高度。 轴承盖中采用毡圈油封密封。 八、 减速器的设计 名称 符号 减速器型式、尺寸关系 /果 齿轮减速器 箱座壁厚 8 8 箱盖壁厚 1 8 8 箱盖凸缘厚度 1b 12 箱座凸缘厚度 b 12 箱座底凸缘厚度 20 地脚螺钉直径 2 22 地脚螺钉数目 n A 250时， n=6 6 18 轴承旁连接螺栓直径 16 盖与座连接螺栓直径 2d（ 12 连接螺栓 2l 150 200 150 轴承端盖螺钉直径 3d（ 0.5）查孔盖螺钉直径 4d（ 8 定位销直径 d (2d 9 1d 、 2d 至外箱壁距离 1C 见参考文献【 4】表 4.2 1C =30 1d ： 1C =22 2d ： 1C =18 2d 至凸缘边缘距离 2C 见参考文献【 4】表 4.2 2C =26 2d ： 2C =16 轴承旁凸台半径 116 凸台高度 h 根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准 20 外箱壁至轴承座端面的距离 1 2C +（ 5+10） 36 齿轮顶圆与内箱壁间的距离 1 10 齿轮端面与内箱间的距离 2 9 19 箱盖、箱座肋厚 1 轴承端盖外径 2D D+（ 5 d， 120 140 轴承旁连接螺栓距离 S 尽量靠近，以 M 1d 和 般取 S= 2D 120 140 20 设计小结 这次关于带式运输机上的一级圆柱直齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质起到了很大的帮助；使我对机械设计有了更多的了解和认识 1、机械设计是机械工业的基础 ,是一门综 合性相当强的技术课程，它融机械设计基础、工程力学、互换性与测量技术、 机械设计手册等于一体。 2、这次的课程设计 ,对于培养我们理论联系实际的设计思想 ;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论 ,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力 ;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。 3、在这次的课程设计过程中 ,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能 ,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计 ,一方面 ,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力 ,特别是提高 了分析问题和解决问题的能力 ,为我们以后对