带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器设计书

1 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器设计书 1 任务书 一 课程设计的性质和目的 机械设计课程设计是把学过的各学科的理论较全面地综合应用到实际工程中去，力求从课程内容上、从分析问题和解决问题的方法上，从设计思想上培养工程设计能力，课程设计有以下几个方面的要求： 1 培养综合运动机械设计课程和其他先修课程的基础理论和基础知识，以及结合生产实践分析和解决工程实际问题的能力使所学的知识得以融会贯通，调协应用。 2 通过课程设计，学习和掌握一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计的思想，培养独立的、全面 的、科学的工程设计能力。 3 在课程设计的实践中学会查找、翻阅、使用标准、规范，手册，图册和相关的技术资料等。熟悉个掌握机械设计的基本技能。 二 课程设计的内容 1设计题目： 带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器 2运动简图 2 3工作条件 传动不逆转，载荷平稳，起动载荷的名义载荷的 ,使用期限 10 年 ,两班制工作 ,输送带速度容许误差为 5%，输送带效率一般为 4原始数据 已知条件 题号 9 输送带拉力 F/ 筒 直径 D/ 250 输送带速度 v(m/s) 三 完成工作量 （ 1）设计说明书 1 份 （ 2）减速器装配图 1 张 （ 3）减速器零件图 3 张 四 机械设计的一般过程 设计过程 : 设计任务 总体设计 结构设计 零件设计 加工生产 安装调试 3 五 课程设计的步骤 在课程设计时，不可能完全履行机械设计的全过程，只能进行其中一些的重要设计环节，如下： 设计准备 认真阅读研究设计任务书，了解设计要求和工作条件。 传动装置的总体设计 首先根据设计要求，同时参考比较其他设计 方案，最终选择确定传动装置的总体布置。 传动零件的设计计算 设计计算各级传动零件的参数和主要尺寸 结构设计（装配图设计） 首先进行装配草图设计，设计轴，设计轴承，最后完成装配图的其他要求。在完成装配草图的基础上，最终完成的图即正式的饿装配结构设计。 完成两张典型零件工作图设计 编写和整理设计说明书 设计总结和答辩 六 课程设计中应注意的问题 课程设计是较全面的设计活动，在设计时应注意以下的一些问题： （一）全新设计与继承的问题 在设计时，应从具体的设计任务出发，充分运用已有的知识和资料进行科学、先进的 设计。 （二）正确使用有关标准和规范 为提高所设计机械的质量和降低成本，在设计中应尽量采用标准件，外购件，尽量减少的自制件。 （三）正确处理强度，刚度，结构和工艺间的关系 在设计中任何零件的尺寸都不可能全部由理论计算来确定，而每个零件的尺寸都应该由强度，刚度，结构。加工工艺，装配是否方便，成本高低等各方面的要求来综合确定的。 4 （四）计算与图画的要求 进行装配图设计时，并不仅仅是单纯的图画，常常是图画与设计计算交叉进行的。先由计算确定零件的基本尺寸，再草图的设计，决定其具体结构尺寸，再进行必要的计 算。 2. 电动机的选择 电动机已经系统化 ,系统化一般由专门工厂按标准系列成批大量生产 ,设计时只需根据工作载荷 ,工作机的特性和工作环境 ,选择电动机的类型 ,结构形式和转速 ,计算电动机功率 ,最后全顶电动机型号 . 一 类型选择 电动机类型选择是根据电源种类 (流或交流 ),工作条件 (度 ,环境 ,空间 ,尺寸等 )及载荷特点 (性质 ,大小 ,起动性和过载现象 )来选择的 系列三相异步电动机 (全封闭自扇冷鼠型三相异步电动机 ,适用于无特殊要求的各种机械设 备 系列电动机具有交好的起动性能 ,因此 ,也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械 ,如压缩机等 . 二 电动机功率确定 电动机功率是根据工作机容量的需要来确定的 w 5 1 工作机所需功率 据公式计算 :已知工作机阻力 ()1000F w V wP w K W 式中 :N m/s 将数据 N s 带入公式 1000 0*w = 输出功率 知 任务要求知 : 滚链联轴承齿 35代入得 : a公式 )(4 9 选择额定功率 电动机 在计算传送装置的总功率时 ,应注意以下几点 : 1)取传动副效率是否以包括其轴效率 ,如包括则不应计算轴承效率 2)轴承的 效率通常指 3)同类性的几对传动副 ,轴承 ,或联轴器 ,要分别考虑效率 4)当资料给出的效率为 一般可以取中间值 ,如工作条件差 ,加工条件差 ,加工精度低或维护不良时应取低值 ,反之应取高值 . 3 确定工作机转速 额定功率相同的类型电动机 ,可以有几种转速供选择 ,如三相异步电动机就有四种常见 同步转速 ,即 :3000r/500r/000r/50r/动机的转速高 ,极对数少 ,尺寸和质量叫 ,价格便宜 ,但机械传动装置总转动比加大 ,结构尺寸偏大 ,成本也变高 ,所以选择电动 机转速时必须作全面分析比较 ,首先满足主要要求 ,尽量兼顾其他要求 . 公式 : 6 0 1 0 0 0 /w Vn r 代入数据 :V=s,d=250 :式中为输送带速度为滚筒转矩 ) 6 m 0060 rn w 取 v=24，单 级 圆柱齿轮 传动比范围 5， 则 合理 总传动比 围为 i=620， 故电动机转速的可选范围为 nd=in w=（ 620） 型号选择 综合考虑电动机和转动装置的尺寸 ,结构和带装动，及减速器的转动比 ,故查表知电动机型号可选择 :(注 :表格在课程设计书 264页 ) 以下附电动机选择计算表 : 电动机类型 Y 系列一般用三相异步电动机 选择电动机功率 1000 0*w = a出功率 : )( 确定电动机转速 m 0060 rn w 型号选择 注：参考选择表均在课程设计书中： 7 3. 传动装置总传动比计算并分配传动比 电动机选定以后，根据电动机满载转速 工作机转速 I 总 =w=满载转速 /工作机转速 由传动方案可知，传动装置的总传动比等于各级传动比之积，即： 动比分配合理与否，将直接影响传动装置轮廓尺寸、重量、润滑及减速器的中心距的选择计算。但这些因素不能兼顾，因此，合理分配传动比 是一个十分重要的问题，设计时应根据设计要求考虑分配方案。在合理分配传动比时应注意以下几点： （ 1）各级传动比都应在常用的合理范围之内，以符合各种传动形式的工作特点，能在最佳状态下运转，并使结构紧凑，工艺合理。 （ 2）应使传动装置结构尺寸较小，质量较轻。 （ 3）应使各级传动件协调，结构匀称合理，避免相互干扰碰撞。 传动装置的总传动比 i =nm/440/i =配各级传动比 初选齿轮传动比 =注：各级传动比见课程设 计 2 4） 8 4. 传动装置的运动参数和动力参数计算 机械传动装置的运动参数和动力参数，主要指的是各轴的功率、转速和转距，它为设计计算传动比和轴提供极为需要的依据。 计算各轴运动和动力参数时，应将传动装置中各轴从高速轴到低速轴依此编号，定为 0轴（电机轴）、 1轴、 2轴，相邻两轴之间的传动比表示为 相邻两轴的传动比效率为 01、 12、 23、，各轴的输入功率为 2、 各轴的输入转距为 ，各轴的输入转速为 电动机轴的输出功率、转速、和转距为： 0 n0=n0/ r/ 550P0/动装置中各轴的输入功率、转速和转距分别为： 1 n1=n0/r/ 550P1/2= n2=n1/r/ 550P2/3= n3=n2/r/ 550P3/据上述计算可计算出各轴的功率、转速和扭距。 9 0轴 w n0=440r/0=9550440=0=440r/0=轴 (高速轴 ) 023=n1=440r/1=1=w 440r/1=轴（低速轴） 112=n2=1440/5=288r/2=2=w 88r/2=轴（滚动轴） 223=n3=88/33r/3=3=w 33r/3=体计算数据如下： 轴号 功率 p/kw n r/ (I 0 440 440 88 33 10 设计单级标准直齿圆柱齿轮减速的齿轮传动。该减速器用电 动机驱动，载荷平稳，单向运转。 按下表步骤计算： 计算项目 计算内容 计算结果 选择材料与热处理方式 因该齿轮传动比无特殊要求，故可选一般材料，而且为软齿面。 小齿轮材料为 45 钢，调质处理，5钢，正火处理，硬度为 215择齿轮精度 因为是一般减速器，故选择 8级精度，要求齿面粗糙度 m 初选 计算齿轮比 由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴之间对称布置，查书 0=Z 1/1/440/288=5 K=5 选择齿宽系数 查书 0 d=11 应力循环次数 001440/(1052402)=0 9 1/i=710 8 0 9 108 许用接触应力 由书 0 H1=（ 560/490 H2=（ 5 30/70 H1=490 H2=370轮分度圆直径 由于啮合接触应力是一样的，故用小齿轮应力计算 4031d )1( 2 d=40定齿轮模数 a=d(1+)/2=406/2=120 m=(a= m=2 确定齿数 2 Z1=d/m=40/2=20 Z 1=520=100 0 00 实际齿数比 =Z 2/00/20=5 =5 计算齿轮主要尺寸 d1= 20=40 d2= 100=200 中心距 a=0.5(d1+120 齿轮宽 d 40=44mm b1=510)=49mm 40mm 00mm a=120mm 4mm 9核齿轮强度 确定两齿轮的弯曲应力由书 0得齿轮弯曲疲劳极限 1090最小安全系数 书 得弯曲疲劳系数 F1=(10)/F2=(90)/1090F1=F2=齿轮齿根的弯曲应力 计算两齿轮齿根的弯曲应力由书 较 ( F1=( F2=(算小齿轮齿根弯曲应力 2000KS1(2000(45420)= 轴的强度足够。 修改轴的结构 15 由于所设计轴的强度足够，此轴不必再做修改 22031174510230+25? 22+0. 02 8+0. 01 5? 35+0. 01 8+0. 00 2? 440+0. 04 618100 6 输入轴运动参数 17 (1)选择轴的材料确定许用应力，由已知减速器传递功率居中小功率，对材料无特殊要求，选 45 钢并经调质处理，由表 得强度极限 B=650由表 许用弯曲应力 602)按 扭转强度估算直径由书 C=107118 12 8 0 71 1 8( 33 由于轴的最小直径处要安装链轮，会有键槽，故将直径加大 3%5%5 a)绘制轴系结构草图 根据轴的轴向定位要求确定轴径和轴长 b)初步确定轴径 5的长度 0mm c)轴段 2 要与轴段 1 形成轴肩并与密封装置相适应，故取 0册80，轴承端盖厚度为 10，参考 减速箱体有关数据，箱体内壁至轴承端盖左侧距离为 62 故 所以d)由轴段 3与轴承相适合初选一对 6009深沟球轴承 ,dDB=457616 故 5 由 ()+)+齿轮端面至箱体内壁的距离为 轴段 3的长度 0mm e)轴段 4 与齿轮轮毂相适合，使轮毂与套筒紧贴，要略短于轮毂长度0mm 8 所以 8mm 8f)轴环取 h=()h 取 h=6 g)轴段 6与轴承相适应 5 2以 5 218 从动轴强度校核 (1)计算作用力 圆周率 000T1/2000200=796N 径向力 t796290N 由于直齿轮轴向力 (2)从动轴受力 支撑点间距离 L=50+25 水平弯矩： t/2=796/2=398N )=39891/2=18109 垂面弯矩： r/2=290/2=145N )=14591/2=6598 成弯距： 59818109()( 2222 ( 22 校核危害截面的强度 由书 600)10 33 由 d 取 35 轴的强度足够。 修改轴的结构 由于所设计轴的强度足够，此轴不必再做修改 19 440 2248404551228? 48+? 58? 45+? 45+? 40145,5? 35+310 0 输出轴运动参数 21 滚动轴承的选择： 1）主动轴的轴承 考虑轴受力小且主要是径向力，故选用深沟球轴承 由手册 16取 6007 深沟球轴承一对 276命计划：寿命 10年单班制 1052402=41600h 两 轴承受纯径向载荷 由书表 =r=95= X=1 Y=0 基本容量定动载荷 书 由球轴承 =3 06/60nr/P3=(106/601440) (1000)/= h 预 故轴承寿命合格 2）从动轴的轴承 选择 6009深沟球轴承一对 276=290=435N X=1 Y=0 基本额定动载荷 1书 由球轴承 =3 06/60nr/P3=(106/60288) (1211000)/4353=6510980h 由 h 预 故轴承寿命合格 22 （ 1）主动轴外伸端 d=22，考虑键在轴中部安装轮毂长 L=50 故由手册 14 a）选择键的型号和确定尺寸 选 料 45 钢 键宽 b=8，键高 h=7 键长由书 度系列 L=45 （ b）校核键联接强度 由键，轮毂，轴材料都为 45 钢，由表 25150 型键工作长度 L=57T/4000)/22737= 取 10轮端面与内机壁距离 2=10 机盖，机座肋厚 取 10 0 主动轴轴承端 盖外径 =D+(55.5)9+(55.5)5 从动轴轴承端盖外径 +(55.5)9+(55.5)9+50=115 轴承端盖厚 t=(1) 取 10 26 减速器润滑方式，润滑油牌号以及用量，密封方式的选择 计算线速度 V=(d1601000=(01440)/60000=s 由 V12m/s 应用浸油润滑，飞溅润滑 27 由书 运动粘度 0s 再由书 齿轮间润滑油选 械油 低 最高油面距（大齿轮） 10用油 1L 左右 轴承选 2润滑脂 油量为轴承 1/3 为空 28 a)箱座与箱盖凸缘接合面的蜜蜂 选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 b)观察孔和油孔等处接合面的密封 在观察孔和螺塞与机体之间 加石棉，像 胶纸垫片密封 c)轴承孔的密封 轴承盖间用毡圈密封 由手册 18动轴 毡圈 22 920(0毡圈 38 920(0 29 1.机械设计基础课程设计 李建平 马纲 2.机械设计基础 陈立德 3.机械零件 郑志详 4.机械设计基础 沈乐年 5.机械设计课程手册 吴宗泽 6.机械设计 王昆 7. 李振格 8.机械设计课程设计 刘俊龙 30 在本周我们进行了为期一周的机械设计基础课的课程设计。我们这次课程设计的题目是一级圆柱齿轮减