链式运输机传动装置二级直齿轮减速器设计书.doc

链式运输机传动装置二级直齿轮减速器设计书一设计任务书题目：设计链式运输机传动装置给定条件：某链式运输机采用两班制工作，连续工作不超过3小时，然后停歇1个小时，双向传动，工作中受中等振动，工作年限5年，试设计其传动装置，要求电动机轴线与驱动轮轴线平行。工作示意图如下：其中工作机输入功率P为4.6kW工作机轴输入转速n为160r/min。二设计过程设计过程计算结果1、确定传动方案 根据工作要求，可以拟定几种传动方案，如下图所示。(a)(b)(c) (a)图所示为第一级用带传动，后接两级圆柱齿轮减速器。带传动能缓冲、吸振，过载时起安全保护作用，但结构上宽度和长度尺寸较大，且带传动不宜在恶劣环境下工作。 （b）图所示为电机直接与两级圆柱齿轮减速器连接，圆柱齿轮易于加工，但减速器的传动比和结构尺寸较大。（c）图所示为在两级圆柱齿轮后接一级链传动，链传动结构紧凑，可在恶劣环境下工作，但振动噪声较大。综合考虑本题要求，工作环境一般，但工作中受到中等振动，所以选择加一级带传动更好。选择方案（a）设计过程计算结果2选择电动机 传动装置总效率 其中，为带传动效率 为一对滚动轴承传动效率为一级圆柱齿轮传动效率 为刚性联轴器效率电动机所需功率其中，为工作机输入功率 确定电动机型号：Y132S1-2其有关参数如下： 额定功率5.5kW 电动机满载转数nm=2920r/min 电动机轴伸出直径D=38mm 电动机轴伸出长度L=80mm3运动学和动力学计算 1.总传动比及其分配 总传动比2920/160=18.25 其中，,为带传动传动比 ，为减速器高速级传动比 ，为减速器低速级传动比2.减速器各轴转速计算（根据轴转速的大小依次编号为、轴） n= 电动机Y132S1-2额定功率5.5kW满载转数2920r/min总传动比i=18.25带传动高速级低速级设计过程计算结果 n=n/ n=n/ 3减速器各轴功率计算 P= P=P P=P 减速器各轴功率、转速、转矩列表如下：轴号功率P（kW）转速n(r/min)转矩T(Nm)5.09116841.624.89467.299.964.7160280.534、带传动设计1.确定V带型号和带轮直径 工作情况系数KA：由表11-5确定 计算功率 （11-19） 选带型号：由图11.15 小带轮直径：由表11-6 大带轮直径： 设 （11-15） 大带轮转速： 2计算带长KA=1.2选A型设计过程计算结果求： 求： 初取中心距：带长： （11-2）基准长度：由图11.4的Ld=1600mm 3.求中心距和包角 中心距： （11-3）小轮包角： （11-4）4求带根数 带速： 传动比： 带根数：由表11-8，；由表11-7，；由表11-12，；由表11-10， (11-22)5求轴上载荷Ld=1600mm取z=3设计过程计算结果 张紧力： 由表11-4，q=0.10kg/m,则 (11-21) 轴上载荷： (11-23)带轮结构设计：带轮宽度B=(z-1)e+2f=50mm(其余略)5、圆柱齿轮传动的设计计算（以高素级为例）1.选择齿轮材料 小齿轮 40Cr 调质 HB1=260 大齿轮 45 调质 HB2=2402.初步计算齿宽系数 由表12-13，取接触疲劳极限 由图12-17（c）初步计算的许用接触应力 （12-15）值：由表12-16，取=82（估计）初步计算的小齿B=50mm设计过程计算结果 初步确定齿宽：3.齿面接触疲劳强度计算 圆周速度:精度等级：由表12-6齿轮齿数Z：取模数m：初选螺旋角由表12-3，取螺旋角：（和估计值接近）使用系数:由表12.9动载荷系数：由图12.9齿间载荷分配系数：由表12-10，先求 选9级精度设计过程计算结果 （表12-8） （表12-8） （表12-8）由此得：齿向载荷分布系数：由表12-11载荷系数K： (12-5)弹性系数 由表12-12节点区域系数 由图12.16重合度系数：由式12-31，因，故螺旋角系数 接触应力最小安全系数：由表12-14应力循环次数：K=4.58设计过程计算结果接触寿命系数: 由图12.18许用接触应力：计算结果表明，接触疲劳强度符合要求；否则，应调整齿轮参数或改变齿轮材料，并再次进行验算。4确定传动主要尺寸 实际分度圆直径 中心距 尺宽5齿根弯曲疲劳强度验算 齿形系数 由图12.21得 符合要求设计过程计算结果 应力修正系数由图12.22 ， 重合度系数： （12-35） 螺旋角系数 (12-36) (12-35) 齿间载荷分配系数:前面已求的 齿向载荷分布系数: 由图12.14， 载荷系数K： 弯曲疲劳极限：由图12.23（c）得 考虑本题齿轮为双向运转，可将其弯曲疲劳极限乘以系数0.85，结果变为 弯曲最小安全系数：由表12.14得 弯曲寿命系数:由图12.24得，设计过程计算结果 尺寸系数:由图12.25得：许用弯曲应力: (12-19)验算弯曲强度：6、轴的初步设计选取轴的材料及热处理：45#钢，调质处理按许用应力估算轴的最小直径： （16-2）由表16-2，取C=112轴：d 有一个键槽，加5%，得d轴: d 轴: d 有两个键槽，加7%，得d符合要求取dmin=22mm取dmin=35mm取dmin=40mm设计过程计算结果7、初选联轴器和轴承 1.联轴器选择 减速器输出轴与工作机输入轴采用刚性凸缘联轴器，其型号为： 主要参数尺寸如下: 公称转矩：400Nm 许用转速：8000r/min 2.轴承选择 轴选择深沟球轴承6207 轴选择深沟球轴承6208轴选择深沟球轴承62108、齿轮结构尺寸（以高速级为例）小齿轮采用齿轮轴结构大齿轮采用锻造结构，其结构尺寸如下：轮毂直径 轮毂长度取L=b=61mm腹板厚度C=0.3b=0.361=18.3mm其余尺寸可参考有关资料。9、轴按许用弯曲应力计算（以轴为例）(a)(b)设计过程计算结果 (C) (d)(e)(f)设计过程计算结果(g)(h)(i)设计过程计算结果 轴的材料选用45#钢，调质处理 作出轴的初步结构设计：如图（a）所示1. 确定轴上各力的作用点及支点跨距由于选用的是深沟球轴承，其负荷中心在轴向宽度的中点位置，齿轮作用力按尺宽中点考虑，由装配草图可得出：2. 齿轮作用力计算 画出轴的受力图：如图（b）所示3. 支座反力、弯矩及转矩计算 水平面： 水平面受力及弯矩图如图（c）（d）所示 垂直面： 垂直面受力及弯矩图如图（e）（f）所示 合成弯矩：如图（g）所示 转矩：T=99.96Nm，如图（h）所示 4许用应力 许用应力值：由于装置要求正反转，所以转矩为对设计过程计算结果称循环的，查表16-3取应力校正系数：5.画当量弯矩图 当量弯矩：在小齿轮中间截面A处 在右端大齿轮所在轴头处6校核轴径小齿轮齿根圆直径：10、轴承寿命计算（以轴轴承6207为例）6207的主要性能参数如下：（可查阅相关手册得到）基本额定动载荷：基本额定静载荷：极限转速： 轴承面对面安装，由于前面已求出支座反力，则轴承受力为： 轴径满足要求设计过程计算结果由于由表18-7得：当量动载荷P为：（由表18-8，取）轴承寿命计算由于,只需验算D处轴承 （18-7）轴承预期使用寿命为显然11、选用键并校核（以轴为例）1. 安装齿轮处键的类型和尺寸选择 键1050 GB/T 1096-2003 具体参数为：b=10mm，h=8mm，L=50mm2. 键的挤压强度校核 由表7-1查得： 连接所能传递的转矩为： 12、箱体、箱盖的设计1机座壁厚 2箱体壁厚 3机座凸缘厚度 4机盖凸缘厚度 5基座底凸缘厚度 满足要求满足要求取取设计过程计算结果6地角螺栓直径 7地脚螺钉数目 ， 8轴承旁连接螺栓直径9盖与座连接螺栓直径10窥视孔盖螺钉直径 11定位销直径 12凸台高度 h13外机壁至轴承座距离14大齿轮顶圆与内机壁距离15齿轮端面与内机壁距离16机盖机座筋厚17轴承端盖外径13、减速器结构草图（略）14、绘制减速器结构总图（见大图）15、选择轴承、齿轮、带轮等安装处的配合（以轴为例）轴与轴承内圈配合采用k6箱体座孔与轴承外圈配合采用H7齿轮与轴的配合采用H7/r616、齿轮和轴承润滑（以轴为例）1.齿轮V=1.71m/s12m/s,可采用油池润滑，50号机械润滑油。按每传递1kW的功率需油量0.350.7L计算，所需油量为0.55.3=2.65L2.轴承，可采用脂润滑取取取取h=30取取取取D=88 D=100 D=122三设计小结这次关于链式运输机上的两级圆柱斜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大有用处。通过三个星期的设计实践，使我们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。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、机械原理、理论力学、材料力学、公差与配合、机械设计手册等于一体。锻炼了我们综合运用各科知识的能力。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先修课程的理论；结合生产实际反应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作用。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设计课程的设计，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，为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。当然由于水平有限，我的设计中不可避免的还有不少错误或缺点，需要