带式输送机传动系统中单级圆柱齿轮减速器设计书.doc

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。2、 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1、 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=1.6m/s（允许输送带的工作速度误差为5%）；（3）输送机滚筒直径D=280mm；（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78级精度的齿轮；2、 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PW （2） 电动机所需功率Pd 式中：为从电动机至工作机主动轴之间的总效率，即： 式中： 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2-2（ 参考文献【1】）查得：V带传动 滚动轴承2=0.99; 圆柱齿轮传动3=0.97; 弹性联轴器4=0.99; 卷筒轴滑动轴承5=0.96; =0.960.9920.970.990.960.86 所以 因载荷平稳，电动机的额定功率Ped大于Pd即可，由表17-1选 Pd=3.72kwY132M1-6型电动机，额定功率4kW。3） 选择电动机的转速卷筒的转速为： nw=601000v/3.14D=(6010001.6)/(3.14280)=109.19(r/min)通常，V带传动常用传动比范围i1=24，单级圆柱齿轮传动比范围i2=35,则电动机转速可选范围为：n=nwi1i2=(2345)109.19=655.142183.8(r/min)符合这一同步转速的范围有750r/min、1000r/min、1500r/min。根据前述若选用750r/min同步转速的电动机，则电动机重量较大，价格昂贵；1000r/min、1500r/min的电动机，从其重量、价格以及传动比等考虑，选用Y132M1-6型电动机。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（kw）电动机满载转速（r/min）轴径（mm）启动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y132M1-64960242.02.02、 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nw=109.19r/min,则总传动比为： （2）分配各级传动比取V带传动的传动比，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为： 所得i2值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。3、 计算传动装置的运动和动力参数0轴-电动机轴： P0=Pd=3.72(kw) n0=nm=960(r/min) T0=9550 P0/n037.01(Nm)1轴-高速轴： P1=P01=3.720.963.57(kw) n1=n0/i1=320(r/min) T1=9550 P1/n1106.54(Nm)2轴-低速轴： P2=P112=P123=3.570.990.973.43(kW) n2=(r/min) 3轴-卷筒轴： P3=P223=P45=3.430.990.963.26(kW) n3=nw=109.19(r/min) 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/min）960320109.22109.19输入功率 （kW）3.723.573.433.26输入转矩（Nm）37.01106.54299.91285.13传动比32.93效率0.960.990.970.99nw=109.19(r/min)i=8.79P0=3.72kwT0=37.01NmP1=3.57kwn1=320r/minT1=106.54 NmP2=3.43kwn2=109.22r/minT2=299.91NmP3=3.26kwn3=109.19r/minT3=285.13Nm3、 皮带轮传动的设计计算1、确定计算功率Pca由参加考文献【2】表8-7查得 KA=1.3，故 Pca=KAPed=1.34=5.2(kw)2、选择V带的型号根据计算功率Pca=5.2kw，主动轮转速=960r/min,由参考文献【3】图7-17选择A型普通V带。3、确定带轮基准直径 由参考文献【3】表7-6和图7-17得dmin=75mm 取=100mm 大带轮基准直径 由参考文献【3】表7-7 选取标准值dd2=300mm,则实际传动比i，从动轮的实际转速分别为 r/min4、验算带速V 带速在525的范围内。5、确定带的基准长度和实际中心距a(1)初取中心距a0由估算公式参考文献【2】公式8-20得：0.7（dd1+dd2）a02(dd1+dd2)得280a0800 取a0=500mm（2） 确定带长Ld由计算公式参考文献【2】公式8-22得： 查参考文献【2】表8-2取Ld=1800mm(3) 计算实际中心距 由计算公式参考文献【2】公式8-23得： 6、校验小带轮包角 由计算公式参考文献【2】8-25得： 7、确定V带根数Z由计算公式参考文献【3】7-31得：Pca=5.2kwdmin=75mmdd2=300mmi=3n2=320e/minV=5.024m/sLd0=1628mmLd=1800mma=586mm1= 查参考文献【3】表7-8和表7-10得： P0=0.97kW, P0=0.11kW查参考文献【3】表7-9和表7-3得： K=0.98 KL=1.01则 取z=5根8、求初拉力及带轮轴上的压力由计算公式参考文献【3】公式7-33得： 查参考文献【3】表7-11得： q=0.10kg/m则 由参考文献【3】公式7-32可得作用在轴上的压力FZ为： 9、设计结果选用5根A型V带，中心距a=586mm，带轮直径 dd1=100mm, dd2=300mm, 轴上压力Fz=1623.5N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10.9，齿轮选用20CrMnMo钢，渗碳淬火，齿面硬度为5862HRC，心部硬度32HRC。因为是普通减速器、由参考文献【4】表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度3.26.3。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（10.22）求出值。确定有关参数与系数：1）转矩 =9.55Nmm=1.07 Nmm2）载荷系数K查参考文献【4】表10.11取K=1.1 3）齿数和齿宽系数小齿轮的齿数取为25，则大齿轮齿数=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10.20选取=1。4）许用的接触应力由参考文献【4】图10.24查得= =1500 Mpa由参考文献【4】表10.10查得=1=603201（2830016）=1.475=/i=1.475/3=4.917查参考文献【4】图10.27得=0.95，=1.06。 由参考文献【4】式（10.13）可得：=ZE-材料弹性系数()，按表查取ZE=189.8ZH-节点区域系数，考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，ZH=2.5 Ze-重合度系数，考虑重合度对单位齿宽载荷的影响，其值可由图查取，Ze=0.76，故 m=由参考文献【4】表10.3取标准模数m=1.0mm3、主要尺寸计算 取=25mm =+2.5mm=27.5mm =61.5mm4、按齿根弯曲疲劳强度校核由参考文献【4】式（10.24）得出，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10.13得=2.65，=2.182）、应力修正系数查参考文献【4】表10.14得1.803）许用弯曲应力由参考文献【4】图10.25查得。由参考文献【4】表10.10查得 =1.13。由参考文献【4】图10.26查得 由参考文献【4】式（10.24）可得 =400MPa 故齿根弯曲强度校核合格。5、齿轮的圆周速度v 由参考文献【4】表10.22可知，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）P0=0.97kwz=5根F0=163NFZ=1623.5NT1=1.07 NmmK=1.1=1= 560Mpa=530MpaN1=1.475N2=4.917=532MPa=562MPam=0.8mmd1=25mmd2=73mmb=25mmb2=27.5mma=61.5mm=2.65=2.18五、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14.7查得强度极限=650MPa ,再由参考文献【4】表14.2得许用弯曲应力=60MPa 。2、按扭转强度估算轴径根据参考文献【4】表14.1得C=107118。又由参考文献【4】式（14.2）得轴：轴：107118）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24.627.7mm。由设计手册取标准直径=25mm。轴取为34.839.2mm，由设计手册取标准直径=35mm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=1.3 Tc1=K9550=1.39550=138.5NmTc2=K9550=1.39550=390.0Nm3) 选择型号及尺寸由Tc1=138.5Nm =25mm , Tc2=390.0Nm =35mm ， 查GB432384，轴选用选弹性柱销联轴器,型号为TL6，其中Tn=250 Nm, n= 3800r/min; 轴选用无弹性元件扰性联轴器，型号为HL3，其中Tn=630 Nm，n= 5000r/min七、润滑、密封装置的选择 根据参考文献【4】1118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1-2个齿高深度，大齿轮的齿顶到油底面的距离为40mm，箱体内采用SH0357-92中的50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/mm结果齿轮减速器箱座壁厚0.025a+18 8箱盖壁厚0.025a+18 8箱盖凸缘厚度 1.512箱座凸缘厚度b 1.5 12箱座底凸缘厚度 2.5 20地脚螺钉直径 0.036a+12 22地脚螺钉数目 n A250时，n=6 6轴承旁连接螺栓直径 0.75 16盖与座连接螺栓直径 （0.50.6） 12连接螺栓的间隔150200 150轴承端盖螺钉直径 （0.40.5） 10检查孔盖螺钉直径 （0.30.4） 8定位销直径d (0.70.8) 9、至外箱壁距离 见参考文献【4】表4.2：=30：=22：=18、至凸缘边缘距离 见参考文献【4】表4.2：=26：=16轴承旁凸台半径 16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 +（5+10）36齿轮顶圆与内箱壁间的距离 10齿轮端面与内箱间的距离 9箱盖、箱座肋厚轴承端盖外径D+（55.5），D-轴承外径I轴：120II轴：140轴承旁连接螺栓距离 S尽量靠近，以M和M互不干涉为准，一般取S=I轴：120II轴：140TCl=138.5Nmd1=25mmTc2=390.0Nmd2=35mm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.为我们以后的工作打下了坚实的基础.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、Auto CAD、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