二级斜齿轮课程设计 带式运输机传动装置的设计

1、机械设计课程设计说明书（2010级） 论文（设计）题目 带式运输机传动装置的设计 作 者 专 业 班 级 指导教师（职称） 成果完成时间 目 录目 录1设计任务书1一、传动方案的拟定2二、电动机的选择3三、传动装置的运动和动力参数计算4四、传动零件的设计6（一）v带的设计与计算6（二）高速级齿轮传动设计8（三）低速级齿轮传动的设计11五、轴与轴承的设计计算及校核15(一)轴的设计15(二)轴的校核：18六、联轴器的选择20七、润滑方式的确定21八、减速器的各部位附属零件的设计22九、参考资料23设计任务书一、设计题目：带式运输机传动装置的设计带式运输机连续单向运转，载荷较平稳，单班工作制，使用

2、期限10年，载荷较平稳，小批量生产。允许输送带速度误差为。二、原始数据运输带的牵引力p(n)2500每日工作小时数（h）8输送带带速v(m/s)0.8传动工作年限(y)10滚筒直径d(mm)300每年工作天数(d)300三、设计工作量设计说明书1份；减速器装配图1张（a1号图）；零件工作图2张（轴、齿轮a3号图）。四、参考文献 1机械设计教材 2机械设计课程设计指导书3机械零件手册 4其他相关书籍设 计 内 容 计 算 及 说 明一、传动方案的拟定 根据设计题目确定传动方案如下： 1电动机；2带传动；3圆柱直齿轮减速器；4联轴器；5滚筒；6输送带二、电动机的选择1. 选择电动机类型：按工作要求

3、和工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，电压380v，y系列 2. 选择电动机所需的功率为：传动滚筒所需的有效功率该传动装置的总传动效率（查表3-1）其中：为v带的效率 0.96 , 为齿轮传动的效率 0.97为轴承的效率 0.97为齿联轴器的效率 0.99为卷轴的效率 0.96所需电动机功率3. 确定电动机转速由于v带的传动比范围为24，减速器的传动比范围为840，则总传动比范围为16160。所以电动机转速为7687680 r/min。查表得：同步转速为1000 r/min,1500r/min的方案均满足要求。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案如下：

4、方案电动机型号额定功率/kw同步转速/（）满载转速/( )y100l2-4315001430y132s-631000960比较以上二种方案，为使传动装置结构紧凑、合理，现选择方案i。电机型号为：y100l2-4具体参数如下:额定功率：=3 kw 同步转速：=1500 r/min 4极 满载转速：1430 三、传动装置的运动和动力参数计算1、 总传动比 工作机的转速 由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为：1430/5128.042、 分配传动装置传动比= 式中，分别为v带传动和减速器的一、二级传动比为使v带传动外廓尺寸不致过大，初取2.0，则减速器传动比为28.0

5、4/2.014.02查表:根据各原则得:高速级（一级）传动比为=4.43低速级（二级）传动比为3.163、 各轴的转速n(r/min)=1430r/min=/1430/2715 r/min=/715/4.43161.4 r/min=161.4/3.12=51.08 r/min4、 各轴的输入功率p（kw）=2.88 kw=2.71 kw=2.55 kw5、 各轴转矩t（nm）轴号转速 功率 转矩传动比17152.8838.474.432 161.42.71160.353.163 51.082.55476.75四、传动零件的设计（一） v带的设计与计算 1、确定计算功率查表（书）8-7得：工作情

6、况系数 2、选择v带的带型根据查图（书）8-11 选用a型计算3、确定带轮的基准直径，并验算带速v1）初选小带轮的基准直径。查表（书）8-6和8-8，暂取。2） 验算带速v带速在范围内,合适。3） 计算大带轮的基准直径。计算大带轮的基准直径查表（书）8-8 4、求v带的基准长度和中心距 1） 初选中心距: 根据，初选2） 带长：查表（书）8-2 对于a型带选用=1400 mm3） 实际中心距：=486 mm5、验算小带轮上的包角故符合要求。6、求v带的根数1)计算单根v带的额定功率由=1430 r/min， 查表（书）8-4a得：根据=1430 r/min，i=2和a型带，查表（书）8-4b得

7、：=0.1684 kw查表（书）8-5得：=0.98查表（书）8-2得：=0.96 2） 计算v带的根数z=2.87 取=37、计算单根v带的初拉力的最小值查表（书）8-3得a型带的单位长度质量：=0.10 kg/m所以应使带的实际出拉力8、计算压轴力压轴力的最小值为9、带轮的结构设计查表得： 小带轮直径=90mm 故选用腹板式大带轮直径180 mm 故选用腹板式（二） 高速级齿轮传动设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）、按（书）10-23所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。 2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（gb10095-88） 3)材料选择。由表（书）1

8、0-1选择小齿轮材料为40cr（调质），硬度为280hbs，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240hbs，二者材料硬度差为40hbs。 4）、选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取。5)初选螺旋角2、按轮齿接触强度设计计算由设计计算公式（10-9a）进行试算，即 1）、设齿轮按7级精度制造。试选载何系数。2）、计算小齿轮传递的转矩查表（书）10-7得：齿宽系数=1。3）、由表（书）10-7查得材料的弹性影响系数由图10-30选取区域系数4）由图10-26得：5）、由图（书）10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。6）、计算应力循环次数。7）、由图10-19取接触疲劳

9、寿命系数8）、计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数s=1，得（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，代入中取较小的值。=40mm2）、计算圆周速度v.3)计算齿宽b。mm4)计算齿宽与齿高之比 模数 齿高 纵向重合度5)、计算载荷系数。根据,7级精度，由图（书）10-8查得动载荷系数；斜齿轮，。由表（书）10-2查得使用系数；由表（书）10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，。由，查图（书）10-13得;故载荷系数 6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径7）计算模数m3、按齿根弯曲强度设计设计公式(1)、确定公式内的计算值1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度

10、极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数.3）,由纵向重合度，得,计算当量齿数，4）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳强度安全系数s=1.4 则：5)查取齿型系数由表10-5查得6）查去应力校正系数7）计算大、小齿轮的并作比较（2）、设计计算按齿根弯曲疲劳强度计算出的模数为(取最小):=1.41比较计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.41并就接近圆整为标准值m=1.5，按接触

11、强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数： 大齿轮齿数 4、几何尺寸的计算（1）中心距 mm（2） 按圆整后中心距计算螺旋角（3）计算分度圆直径 （3）计算齿轮宽度 则：取小齿轮大齿轮（三） 低速级齿轮传动的设计1、选定高速级齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1）仍然是选直齿圆柱齿轮。2）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度足够。3）材料选择 由表10-1选择小齿轮的材料为40cr（调质），调质处理，硬度为280hbs，大齿轮为45钢（调质），正火处理，硬度为240hbs，二者材料硬度差为40hbs。4）选小齿轮齿数为，则大齿轮齿数，取.2、按齿面接触强度设计设计公式（1）、确定公式内的各

12、计数值1）试选载荷系数kt=1.32）小齿轮传递的转矩3）查表10-7选取齿宽系数4)查表10-6得材料的弹性影响系数5）由教材图10-21按齿面硬度得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。6）计算应力循环齿数 ，7）由图10-19选取接触疲劳寿命系数8）计算接触疲劳许用应力取失效率为1%，安全系数s=1，取较小的值（2）、计算1）试计算小齿轮分度圆直径，取=76.762mm2）计算圆周速度3）计算齿宽4）计算齿宽与齿高比 模数 mm 齿高 5）计算载荷系数根据v=0.65m/s ，7级精度，由教材图10-8查得动载系数kv=1.06因为是直齿齿轮，所以，由表10-2查得使用系数

13、ka=1；由表10-4用插入法查得7级精度小齿轮支承非对称时；由，,查图10-13得，故动载系数6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径7）计算模数3、按齿根弯曲强度设计设计公式(1)、确定公式内的计算值1）由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限2）由图10-18取弯曲疲劳寿命系数.3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳强度安全系数s=1.4 则：4)计算载荷系数k5)查取齿型系数由表10-5查得6）查去应力校正系数7）计算大、小齿轮的并作比较（2）、设计计算按齿根弯曲疲劳强度计算出的模数为(取最大):=2.28mm比较计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由

14、齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数2.28并就接近圆整为标准值m=2.5，按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数：，取=33大齿轮齿数 取=1024、几何尺寸的计算（1）计算分度圆直径 （2）计算中心距 mm（3）计算齿轮宽度 则：取小齿轮大齿轮五、轴与轴承的设计计算及校核(一) 轴的设计1高速轴的设计：（1）轴上的功率转速转矩（2）确定轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，取 因为高速轴最小直径处装大带轮，设一个键槽，因此 所以mm，取带宽=

15、49mm 圆整为30mm选择深沟球轴承，根据，初选取标准精度级的滚动轴承6206，其尺寸为，故=30mm（3）键的设计根据，轴段上采用键 根据，轴段上采用键 2.中间轴的设计：（1）选用滚动轴承6206(2)根据，轴段上采用键 根据，轴段上采用键3、低速轴的设计(1) 轴上的功率转速转矩（2）确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表15-3，取于是得：安装联轴器设一个键槽， 再根据后面密封圈的尺寸，取输出轴的最小直径是安装联轴器处的轴的直径，联轴器的计算转矩ngmm计算转矩应小于联轴器的公称转矩。按照计算转矩小于联轴器公称转矩的条件，查（机械设计课程设计）表17-3，选lx3型，

16、公称转矩为1250000n.mm，孔径d=42，l=112，许用转速为4700r/min， 半联轴器与轴配合的毂孔长度112，故适用。（3）1)足半联轴器轴向定位要求， 所以，取=52mm左端用轴端挡圈定位，要略短于一些，现取=110mm2)选滚动轴承，根据，标准精度级的滚动轴承6211尺寸，故=55mm3）4）(4)键的选择：，：(二) 轴的校核：作用在齿轮上的圆周力： 径向力： 求垂直面的支反力： 以1为中心，列扭矩方程得： 以2为中心，列扭矩方程得：求水平面的支反力： 以1为中心，列扭矩方程得：以2为中心，列扭矩方程得： 按弯矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和

17、扭矩的截面（即危险截面）的强度，取，轴的计算应力查表可得，因此，故安全。绘制扭矩图和弯矩图： 六、联轴器的选择根据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的正常工作，输出轴（低速轴）选用弹性主销联轴器，考虑到转矩变化小，取，则n.mm按照计算转矩小于联轴器公称转矩的条件，查（机械设计课程设计）表17-3，选lx3型，公称转矩为1250000n.mm，孔径d=42，l=112，许用转速为4700r/min， 半联轴器与轴配合的毂孔长度112，故适用。七、润滑方式的确定1、 齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为0.65m/s，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径。2、 轴承的润滑轴承,用脂润滑,选

18、择高温润滑脂(g11124-89),代号7017-1号3、 润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用全损耗系统用油(gb/t443-1989),代号l-an15润滑油。八、减速器的各部位附属零件的设计1. 窥视孔盖与窥视孔：在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔, 大小只要够手伸进操作可。以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙,了解啮合情况.滑油也由此注入机体内.2. 放油螺塞放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封。3. 油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量.因此要安装于便于观察油面及

19、油面稳定之处即低速级传动件附近；用带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确定。4. 通气器减速器运转时，由于摩擦发热,机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏,所以在机盖顶部或窥视孔上装通气器，使机体内热空气自由逸处，保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性，通气器用带空螺钉制成.5. 启盖螺钉为了便于启盖，在机盖侧边的边缘上装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉,便于拆卸端盖.对于需作轴向调整的套环,装上二个螺钉,便于调整.