课程设计说明书--带式输送机用二级齿轮减速器.doc

机械设计基础课程设计 目录机械设计课程设计说明书(2010- 2011年度第2学期)名 称： 机械设计课程设计 题 目： 带式输送机用二级齿轮减速器 院 系： 汽车工程系 班 级： 车辆081 学 号： 200800205128 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 2周 成 绩： 日 期：2011年2月26日 机械设计课程设计任 务 书一 设计题目：设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器，动力由电动机经减速器传至输送带。每天两班制工作，载荷较平稳，连续单向运转，环境最高温度350c，工作期限八年。（允许输送带速度误差为5%） 设计任务1. 减速器装配图1张（a1或以上）；2. 零件工作图2张（a4或以上）；3. 设计说明书1份。4. 斜齿轮,螺旋角初选15度，最终结果误差控制在2度以内。注：至少手绘完成一张图纸，设计说明书用word编写，不接受手写版。二、 设计内容及要求1设计题目设计带式输送机用二级齿轮减速器原始数据：1）滚筒直径320mm2) 输送带工作速度v= 0.75m/s(允许输送带速度误差为5)；3）输送带主轴所需扭矩900nm9传动方案分析机械设计课程设计题目：设计两级圆柱齿轮减速器减速器工作条件：每天两班制工作，载荷较平稳，连续单向运转，环境最高温度350c，工作期限八年。（允许输送带速度误差为5%）设计的示意图如下：已知工作条件：滚筒直径320mm，传送带运行速度0.75m/s，输送带主轴所需扭矩900nm为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算滚筒的转速，即：nw=44.76r/min机械传动装置的总体设计选择电动机选择电动机类型电动机是标准部件。因为工作环境清洁，运动载荷平稳，所以选择y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。电动机容量的选择1、工作机所需要的功率为：其中：，得2、电动机的输出功率为电动机至滚筒轴的传动装置总效率。取v带传动效率，齿轮传动效率，效率,联轴器传动效率3、电动机所需功率为：展开式减速器的传动比为：v带的传动比为：得总推荐传动比为：所以电动机实际转速的推荐值为：选用同步转速1500r/min的电机。型号为y132s-4，满载转速传动比的分配1、总传动比为2、分配传动比为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，现选v带传动比：；则减速器的传动比为：；考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应该有相近的浸油深度。则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为1.2，取则：；v带传动设计计算电动机转速，传动装置输入功率为。1、 求计算功率由机械设计（第八版）查表8-7得，故计算功率为：=6.20kw2、选择v带型号 根据，由机械设计（第八版）查图8-11得坐标点位于a型界内，故初选普通a型v带。3计算大、小带轮基准直径、由机械设计（第八版）查表8-11可知，应不小于112mm，现取=112mm。 查表取圆整 ，误差小于5%，允许。因此，皮带实际传动比4验算带速v带速在范围内，符合要求5、求v带的基准长度ld 和中心距a初步选中心距a0 =1.5（d1+ d2）=1.5（112+315）=640.5mm就取a0 =640mm，符合0.7（d1+ d2） a0 120故包角合适7、计算v带根数z由n0=1440r/min，d1=112mm，查机械设计（第八版）表8-4a,并由内差法求得p0=1.60kw1查机械设计（第八版）表8-2得 kl=1.01查机械设计基础（第五版）表13-5得 ，查机械设计基础（第五版）表13-7得 ka =0.946，因此现取z=4作用在轴上的压力f0， （q=0.1kg）作用在轴上的压力10、v带传动的主要参数整理并列表：带型带轮基准直径(mm)传动比基准长度(mm)a2.811800中心距（mm）根数初拉力(n)压轴力(n)5554157.961242.72计算传动装置的运动和动力参数 传动比校核得：i 各轴的转速：1轴 ；2轴 3轴 ；各轴的输入功率：1轴 ；2轴 ；3轴 ；各轴的输入转矩：电机轴 ；1轴 ；2轴 ；3轴 ；滚筒轴 4、各轴输入转速、功率、转矩如下表所示：项目电动机轴1轴2轴3轴转速r/min1440512.46138.1344.70功率kw5.174.914.674.44转矩34.2991.50322.87948.67传动比2.813.713.09效率0.950.950.95带轮结构的设计1、带轮的材料：采用铸铁带轮（常用材料ht200）2、带轮的结构形式：v带轮的结构形式与v带的基准直径有关。小带轮接电动机，较小，所以采用实心式结构带轮。内孔直径与电动机轴相同，长度50mm。大带轮直径较大采用辐板式，内孔直径28mm，长度60mm。(结构图见背面)圆柱齿轮(高速轴)传动设计计算1. 减速器高速级齿轮传动比为，高速轴转速，传动功率为，支持圆柱齿轮采用软齿面制造2材料选择：小齿轮材料为45钢调质处理，齿面硬度为260hbs，接触疲劳强度极限 ，弯曲疲劳强度极限；大齿轮材料为45钢，正火处理，齿面硬度为217hrc,接触疲劳强度极限，弯曲疲劳强度极限。取sf=1.4, sh =1， zh=2.425, ze =189.8mpaf = h = 3、螺旋角：820,初选=154、齿数：初选小齿轮齿数：； 大齿轮齿数：，取。按尺面接触强度计算1、（1）取载荷（2）（3）， ，查机械设计（第八版）表8-2得mm2、计算模数 3、4、计算齿轮圆周速度齿高h=2.25=5.89，b/h=9.65计算纵向重合度 计算载荷系数：已知使用系数ka=1.根据v=1.53m/s，8级精度查机械设计（第八版）图10-8查的kv=1.07，查表10-4得，查图10-13 ，查表10-3 载荷系数： 按实际载荷系数校正分度圆直径： 计算模数：按轮齿弯曲强度设计计算1、法向模数 2、3、查机械设计基础表11-6，得齿宽系数4、小齿轮上的转矩5、齿形系数 查机械设计基础图11-8得：， 查机械设计基础图11-9得：， 因为和比较所以对大齿轮进行弯曲强度计算。6、法向模数取对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法向模数大于齿根疲劳强度计算的模数，取m=2mm，满足弯曲疲劳强度，但是为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度计算的分度圆直径mm计算。取，则，取=115。几何尺寸的计算：中心距 ，取整mm。 按取整后的中心距修正螺旋角在两度范围内变化，参数不必修正。计算大小齿轮分度圆直径：mm mm计算齿宽：b= =64.12mm。 取=65mm，=60mm。将几何尺寸汇于表：序号名称符号计算公式及参数选择1端面模数2螺旋角3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距151验算齿面接触强度计算可知两齿轮的齿面接触强度安全。验算齿面弯曲强度两齿轮的齿面弯曲强度安全。圆柱齿轮(低速轴)传动设计计算1. 减速器低速级齿轮传动比为，低速轴转速，传动功率为，支持圆柱齿轮采用软齿面制造2材料选择：小齿轮材料为45钢调质处理，齿面硬度为260hbs，接触疲劳强度极限 ，弯曲疲劳强度极限；大齿轮材料为45钢，正火处理，齿面硬度为217hrc,接触疲劳强度极限，弯曲疲劳强度极限。取sf=1.4, sh =1， zh=2.425, ze =189.8mpaf = h = 3、螺旋角：820,初选=154、齿数：初选小齿轮齿数：； 大齿轮齿数：，取。按尺面接触强度设计1、（1）取载荷（2）（3）， ，查机械设计（第八版）表8-2得mm2、计算模数 3、4、计算齿轮圆周速度齿高h=2.25=6.77mm，b/h=12.89计算纵向重合度 计算载荷系数：已知使用系数ka=1.根据v=0.63m/s，8级精度查机械设计（第八版）图10-8查的kv=1.03，查表10-4得，查图10-13，查表10-3 载荷系数： 按实际载荷系数校正分度圆直径： 计算模数：按轮齿弯曲强度设计计算1、法向模数 2、3、查机械设计基础表11-6，得齿宽系数4、小齿轮上的转矩5、齿形系数 查机械设计基础图11-8得：， 查机械设计基础图11-9得：， 因为和比较所以对大齿轮进行弯曲强度计算。6、法向模数取对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法向模数大于齿根疲劳强度计算的模数，取m=2.5mm，满足弯曲疲劳强度，但是为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度计算的分度圆直径mm计算。取，则，取=115。几何尺寸的计算：中心距 ，取整mm。 按取整后的中心距修正螺旋角在两度范围内变化，参数不必修正。计算大小齿轮分度圆直径：mm mm计算齿宽：b= =98.06mm。 取=90mm，=85mm。将几何尺寸汇于表：序号名称符号计算公式及参数选择1端面模数2螺旋角3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距200验算齿面接触强度计算可知两齿轮的齿面接触强度安全。验算齿面弯曲强度两齿轮的齿面弯曲强度安全。i轴的计算1）p1=4.91kw，n1=512.45r/min，t1=91.5n.m=91500n.mm，分度圆直径d1=64.12mm圆周力 径向力 fr= =2951.6n轴向力 = ft tan=1111.10n1）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。查表，取a0=115，于是得 =24.43mm因有键连接，所以 取 =28mm，v带轮的轮毂长为60mm，为了保证轴端挡圈不压在轴的端面上，故iii的长度应取短点现取， iii轴段右端需要制出一轴肩，故iiiii段的直径diiiii=36mm2）根据d iiiii=36mm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承7208ac d d b =408018，故, l iiiiv =30mm,右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，取d ivv =46mm，=108.3）因为，x，故因以轴承i的径向当量载荷 为计算依据，查表的;工作温度正常，查表所以 因7208ac的25.8kn23.43kn 所以合适。键的校核本设计均采用普通a型平键1轴轴径d28 mm，带轮轮毂宽度为60mm。扭矩t1=91.50n.m 载荷有轻微冲击。查机械设计（第八版）选择校核挤压强度条件为：键用45钢，查表10-10，许用挤压应力mpa满足强度要求2轴安装大齿轮处轴径d55mm，齿轮轮毂宽度为60mm。小齿轮轴颈50mm，轮毂宽度90mm。扭矩t=322.87n.m 载荷有轻微冲击。查表两键选择,.满足强度要求3轴 齿轮段轴颈d=65mm，轮毂宽度85mm，扭矩t=948.67n.m。选择 满足强度要求 联轴器段的轴颈50mm，长度110。选择满足强度要求。联轴器的选择联轴器的选择应根据工作条件而定，联轴器与减速器底速轴连接，由于轴的转速较底传递扭矩较大又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移，因此可选刚性联轴器和弹性联轴器。由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。 联轴器的设计计算由于装置用于传送机，原动机为电动机，所以工作情况系数为：，t3=948.67 n.m计算转矩为:1.3948.67=1233.27 n.m 所以联轴器选择为tl5型弹性柱销联轴器 gb5014-85其主要参数如下：公称转矩轴孔直径，轴孔长 减速器附件的选择及简要说明检查孔与检查孔盖二级减速器总的中心距，则检查孔宽,长，检查孔盖宽,长螺栓孔定位尺寸：宽，圆角,孔径,孔数，孔盖厚度为,材料为q235通气器可选为油塞为了换油及清洗箱体时排出油污，在箱体底部最低位置设置一个排油孔，排油孔用油塞及封油圈堵住在本次设计中，可选为，封油圈材料为耐油橡胶，油塞材料为q235油标选用带螺纹的游标尺，可选为定位销为保证箱体轴承座孔的镗制和装配精度，在箱体分箱面凸缘长度方向两侧各安装一个圆柱定位销，其直径可取：,长度应大于分箱面凸缘的总长度启盖螺钉启盖螺钉上的螺纹段要高出凸缘厚度，螺纹段端部做成圆柱形减速器润滑与密封润滑方式齿轮润滑方式齿轮，应采用喷油润滑，但考虑成本及需要选用浸油润滑。齿轮润滑方式轴承采用润滑脂润滑密封方式1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。2.观察孔和油孔等出接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外延端与透端盖的间隙，由于，故选用半粗羊毛毡加以密封。4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部。机座箱体结构尺寸箱体的结构设计在本次设计中箱体材料选择铸铁ht200即可满足设计要求代号名称设计计算结果箱座壁厚箱盖壁厚箱座加强肋厚箱盖加强肋厚箱座分箱面凸缘厚箱盖分箱面凸缘厚箱座底凸缘厚地脚螺栓=轴承旁螺栓联结分箱面的螺栓轴承盖螺钉检查孔螺钉定位销直径地脚螺栓数目时，、至外箱壁距离由推荐用值确定、至凸缘壁距离由推荐用值确定轴承旁凸台半径由推荐用值确定轴承座孔外端面至箱外壁的距离轴承座孔外的直径轴承孔直径轴承螺栓的凸台高箱座的深度，为浸入油池内的最大旋转零件的外圆半径设计总结本设计是根据设计任务的要求，设计一个展开式二级圆柱减速器。首先确定了工作方案，并对带传动、齿轮传动轴箱体等主要零件进行了设计。零件的每一个尺寸都是按照设计的要求严格设计的，并采用了合理的布局，使结构更加紧凑。通过减速器的设计，使我对机械设计的方法、步骤有了较深的认识。熟悉了齿轮、带轮、轴等多种常用零件的设计、校核方法；掌握了如何选用标准件，如何查阅和使用手册，如何