机械设计课程设计--带式输送机传动装置中的一级直齿圆柱齿轮减速箱及带传动.doc

机械设计课程设计计算说明书机械设计课程设计计算说明书姓 名:_班 级:_学 号:_指导教师:_年_月_日(江西理工大学机电工程系)目录机械课程设计任务书一、电动机的选择二、总传动比的计算及传动比的分配三、传动装置的运动和动力参数的计算四、设计皮带传动五、直齿轮传动设计六、轴的设计七、滚动轴承的选择及寿命计算八、键的选择及其强度校核九、联轴器的选择十、减速器的润滑与密封十一、设计小结十二、参考资料目录机械零件课程设计任务书1 姓名 专业 班级 学号设计题目 带式输送机传动装置中的一级直齿圆柱齿轮减速箱及带传动运动简图 工作条件 输送带连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动，使用期限10年，两班制工作，输送带速度容许误差为5%。参数输送带拉力f（n）输送带速度v（m/s）滚筒直径d（mm）数据24001.6400原始数据 设计工作量 设计说明书1份 减速箱装配图1张 减速箱零件图3张(从动轴、大齿轮及箱体底座）指导教师：开始日期： 年 月 日 完成日期 ： 年 月 日具体计算内容步骤如下:一、电动机的选择电动机的选择及参数的计算 一般电动机均采用三相交流电动机，无特殊要求都采用三相交流异步电动机，其中首先y系列全封闭自扇冷式电动机。1） 确定皮带输送机所需功率pw=fwvw/1000=24001.6/1000=3.84kw传动装置的效率式中：为带传动效率取0.96为轴承效率（一对） 取0.99为齿轮传动的效率 取0.98为联轴器的效率 取0.97为卷筒轴的轴承效率（一对） 取0.98为卷筒的效率 取0.96则：电动机的额定功率： p3.84/0.84=4.57kw2) 确定电动机的转速按推荐的合理传动比范围，取v带传动比，单级齿轮传动比，则合理总传动比的范围，故电动机转速的可选范围为按n电机的范围选取电动机的转速n列出电动机的主要参数（y132m1-6）电动机额定功率p(kw)5.5电动机满载转速r/min1000电动机轴伸出端直径d(mm)42电动机轴伸出端的安装高度（mm）132电动机轴伸出端的长度（mm）110二、总传动比的计算及传动比的分配传动装置总冲动比：分配传动装置各级传动比：式中、.从p6表2.2中选值考虑到后面齿轮设计的方便，易于将齿轮的传动比分配为整数，所以将斜齿圆柱齿轮的传动比预定为5，则皮带传动比为2.51。皮带：=2.51一级斜齿圆柱齿轮：=5三、传动装置的运动和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数的计算 各轴转速的计算： i（高速轴）轴 ii（低速轴）轴 各轴的输入功率的计算：i轴 ii轴 滚筒轴 各轴输入转矩 由式计算电动机的输出转矩td由书中公式得i轴ii轴四、设计皮带传动已知电动机额定功率p=5.5kw，转速,从动轴转速，中心距约为1000mm电动机驱动，载荷平稳，单班制工作。1） 确定计算功率pc由表 查得ka，由式得2) 选取普通v带型号根据pc=6.6kw、n0=960r/min,选用a型普通v带。3）根据表,选取，且 大带轮基准直径为 按表 选取标准值，则实际传动比i、从动轮的实际转速分别为 4）验算带速v 带速在525m/s范围内。5） 确定带的基准长度ld和实际中心距a 按结构设计要求初定中心距 由式得 由表6-6选取基准长度ld=1800mm。 由式得实际中心距a为： 中心距a 的变化范围为 6）校验小带轮包角 由式得7）确定v带跟条数z由式得根据、，查表6-4和表6-5， 可得。 由表 查得=0.93根据传动比i=3.51，查表6-6得则 得普通v带根数圆整得z=4。8）求初拉力f0及带轮轴上的压力fq由表6-1查a型普通v带的每米长质量 q=0.10kg/m，根据式得单根v带的初拉力为 由式可得作用在轴上的压力fq为9)设计结果 选用5根a 型的v带，中心距a=450mm，带轮直径，轴上压力。五、齿轮传动设计设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动。已知：传递功率p=5.15kw,皮带带动，小齿轮转速273.5r/min，传动比i=3.51，单向运转，载荷平稳。使用寿命10年，单班制工作。（1）选择齿轮材料及精度等级小齿轮选用45钢调质，硬度为220250hbs；大齿轮选用45钢正火，硬度为170210hbs。因为是普通减速器，由表7-4选8级精度，要求齿面粗糙度。 （2）按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为软齿面钢质齿轮，故主要失效形式为齿面点蚀，按齿面接触疲劳强度设计。斜齿齿面接触疲劳强度设计公式 1）转矩t1有前面算出的数据 2)载荷系数k查表7-6取k=1.13）齿数 和齿宽系数软齿面，取，则； 因为是软齿面，斜齿轮对称布置，查表 取4）许用接触应力和弯曲应力由图7-21查得 由图7-23查得 查得 由式可得同理： 故：根据 求得由表7-1取标准模数。中心距 （3）求齿轮主要尺寸 （4）验算齿根弯曲强度由，查表7-8得齿形系数 根据弯曲强度校核合格。 （5）验算齿轮的圆周速度v由表7-4可知，选8级精度是合适的。（6）计算几何尺寸及绘制齿轮零件工作图分度圆直径，小数点后保留3位齿顶高 齿顶圆直径 齿根高 齿根圆直径 全齿高 标准中心距 （7）选择齿轮传动的润滑油粘度、润滑方式 因齿轮的圆周速度vd2，故也因对截面ii-ii进行校核。i-i截面: ii-ii截面: 查表14.2得，满足的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。 5、修改轴的结构因所设计轴的强度裕度不大，此轴不必再作修改。七、滚动轴承的选择及寿命计算选用深沟球轴承，前面轴设计时已预选了主动轴上的轴承为6028，从动轴上的轴承为6211.下一步应该分别验算它们的寿命已知主动轴的直径d主=40mm，转速，从动轴的直径，转速，工作温度正常，要求轴承预定寿命 应分别算出主动轴左右两个轴承的径向力fra1和frb1 同理，应分别算出从动轴左右两个轴承的径向力fra2和frb2主动轴上的轴承两个轴承，不能只验算一个。 1）求当量动载荷 查表15.12得,式中径向载荷系数x和轴向载荷系数y要根据值查取。是轴承的径向额定静载荷，未选轴承型号前暂不知道，故用试算法计算。根据表15.13，暂取，则，由，查表15.13得x=0.56，y=1.0，则 2）计算所需的径向额定动载荷值 由式15.6可得 3）选择轴承型号 查有关轴承的手册，根据d=40mm，选得6208轴承，其，其。6208轴承的，与初定值相近，所以选用深沟球轴承6208合适。从动轴上的轴承同理，两个轴承，不能只验算一个 1）求当量载荷p根据式15.1得查表15.12得查表15.12得,式中径向载荷系数x和轴向载荷系数y要根据值查取。是轴承的径向额定静载荷，未选轴承型号前暂不知道，故用试算法计算。根据表15.13，暂取，则，由，查表15.13得x=0.56，y=1.0，则 2）计算所需的径向额定动载荷值 由式15.6可得 3）选择轴承型号查有关轴承的手册，根据选得6211轴承，其，。6210轴承的，与初定值相近，所以选用深沟球轴承6210合适。 轴承的润滑方式：滚动轴承最常用的润滑剂为润滑脂。应根据大齿轮的线速度大于还是小于1.5米、秒，选择轴承为油润滑或脂润滑。前面齿轮线速度已算出为0.904m/s，故用脂润滑。八、键的选择及其强度校核（一）i轴键的选择（主动轴）轴段1与带轮配合的键：1）根据d1=35mm，从手册选取圆头（a型）平键，b=10mm，h=8mm，l=50mm（比轮毂长度小10mm）2）按式校核该联接的强度由表14.9查得，则该键联接强度足够。3）结论 选取 键 1050gb/t1096（二）ii轴键的选择（从动轴）轴段1与联轴器配合的键1）根据d1=50mm，从手册选取圆头（a型）平键，b=14mm，h=9mm，l=60mm，（比轮毂长度小10mm）2）按校核该联接的强度查表14.9查得，则该键联接强度足够。 3）结论 选取 键 1460gb/t1096轴段3与齿轮配合的键 1）根据d3=60mm，从手册选取圆头（a型）平键，b=18，h=11mm，l=55mm（比轮毂长度小8mm） 2）按校核该联接的强度查表14.9查得，则该键联接强度足够。3）结论 选取 键1855gb/t1096九、联轴器的选择1、由于所连接的轴的转速较低，传递的转矩较大，减速器与工作机常不在同一底座上，而要求有较大的轴线偏移补偿。因此，选择十字滑块联轴器。2、已知联轴器所传递的转矩t2为665.7nmm，转速n2为74.77r/min，被连接轴的直径为45mm，联轴器为国家标准部件，应写出选用的型号及国标的编号。十、减速器的润滑与密封1、传动件的润滑由于齿轮的圆周速度小于12m/s，所以通常选择浸油润滑，将大齿轮浸入油池中进行润滑，齿轮浸入油中的深度至少为10mm，转速低可浸深一些，但浸入过深则会增大运动阻力并使温度升高，浸油齿轮可将油甩到齿轮箱壁上，有利于散热。而一般浸油深度为一个大齿轮齿高。2、滚动轴承的润滑减速器中滚动轴承的润滑应尽可能利用传动件的润滑油来实现，通常根据齿轮的圆周速度来选择润滑方式，本设计采用润滑脂润滑，并在轴承内侧设置挡油环，以免油池中的稀油进入舟车功能而使润滑脂稀释。3、润滑剂的选择润滑剂的选择与传动类型、载荷性质、工作条件、转动速度等多种因素有关。轴承负荷大、温度高、应选用粘度较大的润滑油。而轴承负荷较小、温度低、转速高时，应选用粘度较小的润滑油，一般减速器常采用ht-40,ht-50号机械油，也可采用hl-20,hl-30齿轮油。当采用润滑脂润滑时