(整理)带式输送机传动系统设计单级直齿圆柱齿轮减速器设计

1、课程设计任务书设计题目：带式输送机传动系统设计（一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动） 传动简图：1.电动机 2.V带 3.减速箱 4.联轴器 5滚筒 6.输送带原始数据：（已知条件）说明：1 .单向运转，有轻微振动；2 .每年按300个工作日计算，每日工作二班。完成日期：年 月 日设计指导教师：年月 日任课教师：年 月 日评分与评语：设计内容1、 电动机的选择及运动参数的计算2、 V 带的传动设计；3、齿轮传动的设计；4、轴的设计；5、联轴器的选择；6、润滑油及润滑方式的选择；7、绘制零件的工作图和装配图(1)、减速器的装配图(2)、绘制零件的工作图注：装配图包括：尺寸标注、技术要求及特性、零件编

2、号、零件明细表、标题栏。零件的工作图包括：尺寸的标注、公差、精度、技术要求。10、编写设计说明书(1) 、目录； (2)、设计任务书； (3)、设计计算：详细的设计步骤及演算过程； (4)、对设计后的评价； (5)、参考文献资料。(三) 设计工作量1. 减速器总装图一张2. 零件图二张3. 设计说明一份。目 录设计任务书传动方案说明电动机的选择传动装置的运动和动力参数传动件的设计计算轴的设计计算联轴器、滚动轴承、键联接的选择减速器附件的选择润滑与密封设计小结参考资料一传动方案说明第一组：用于胶带输送机转筒的传动装置1、工作条件：室内、尘土较大、环境最高温度 35C；2、原始数据：(1)输送拉力

3、F=5500N;(2)输送带工作速度V=1.4m/s (允许输送带的工作速度误差为± 4%);(3)输送机滚筒直径 D=450mm；(4)卷筒效率4=0.96 (包括卷筒及轴承的效率)；(5)工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳(6)使用折旧期：8年(7)工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度 380(8)动力来源：电力，三相交流电源，电压为 380/220伏；(9)检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修(10)制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产二电动机的选择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(IP44)系列

4、三相异步电动 机。它为卧式封闭结构。2)电动机容量(1)卷筒轴的输出功率Pwc Fv 5500 1.4 r rPw 7.710001000(2)电动机输出功率Pd传动装置的总效率PdPw1? I? 3? 4? 5式中,1, 2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2-4查得：V带传动1 0.96;滚动轴承42=0.99;圆柱齿轮传动“3=0.97;弹性联轴器44=0.99;卷筒轴滑动轴承q5=0.96,则0.96 X0.99 2X0.97 X0.99 X0.96 =0.86PdPw7.78.95kW0.86Pd7.7kwPed =11kW 。(3)电动机额定功率Ped由有关表格选

5、取电动机额定功率1) 电动机的转速滚筒轴的转速是 nm =60 1000v/3.14d=59.44r/min为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表2-1查 得V带传动常用传动比范围=24 ,单级圆柱齿轮传动比范围=36 ,则电 动机转速可选范围为nd nw i1 i2 356.64 1426.56r/minnw 59.44r/min可见同步转速为750r/min、1000r/min 的电动机均符合。这里初选同 步转速分别为750r/min和1000r/min 的两种电动机进行比较，如下表：电动机型号额定功率(KW)电动机转速(r/min)电动机质量(kg)传动装置的传动比同步

6、总传动比V带传动单级7器1Y180L-8117507303812.3342Y160L-61110009706316.3235.44由表中数据可知两个方案均可行，但方案 1的传动比较小，传动传动装 置结构尺寸较小。因此可采用方案 1,选定电动机的型号为 Y180L-8。4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表查出Y180L-8型电动机的主要技术数据和外形，安装尺寸，并列 表记录备用（略）。3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比nm73012.3 nw59.44ii=12.32）分配各级传动比则单级圆柱齿轮减速器的传动比为i 12.3- 4取V带传动的传动比ii 3ii13所

7、彳3i2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。4.计算传动装置的运动和动力参数1）各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，低速轴为II轴，各轴转速为no nm 730r/minnon 730/3 243.33r/mini1nn /i2 243.33/4 60.8r/min2）各轴输入功率P0 11KW按电动机额定功率%计算各轴输入功率，即B Ped 11kWT0 144N mPPo 1 11 0.96 10.56kWP P 2 3 10.56 0.99 0.97 10.14kW3）各轴转矩Pi10.56kwni243.33r/mc - P。c -11,-T0 9550 9

8、550 144N ?mn0730TI 414.45N mnTR 9550Qcnc 10.569550243.33414.45N ?MPiiQiTii10.14kw60.8r / min1592.7N rTP 9550 n10.14955060.81592.7N ?m将计算结果汇总列表备用（略）三皮带轮传动的设计计算PC=13.2kw1、确定计算功率PCKa为工作情况系数，查课本表8.21可得,Ka=1.2dmin =125mmdd2450 mmPC= KA Ped =1.2X 11=13.2kw2、选择V带的型号根据计算功率PC=13.2kw,主动轮转速ni=730r/min,由课本图8.12

9、选择B型普通V带。3、确定带轮基准直径dddd2由课本表8.6和图8.12得dmin =125mm取 dd1 =150mm>dmini 3n2 243.33r/mir大带轮的基准直径，因为i带 上=3所以n2=243.33r/min1n1dd2 dd1 3Xl50=450mmn2由课本表8.3选取标准值dd2 450mm则实际传动比i ,从动轮的实际转速分别为dd2 450d7150n1730,.n2- 243.33 r/mini 34、验算带速Vdd1n160 1000150 73060 10005.73m/sV=7.11m/s带速在525的范围内5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a

10、根据课本(8.14)式得 0.7( dd1 + dd2)< 30<2(dd1+dd2)得：420m丽 a0 < 1200mm按照结构设计要求初定中心距a0=1000mm由课本式（8.15）得:L02 a0+2 Ui dd2)2(dd 2 dd1)4a0(450 150)2=2 X 1000+- (150+450)+ A)24 1100=2964.5mm查课本表8.4可得：Ld =3150mm由课本(8.16)式得实际中心距a为a=a0+士_L0 =1092.75mm 2中心距a的变动范围为amin =a-0.015 Ldamax=a+0.03 Ld=(1092.75-0.01

11、5 义 3150)mm=1045.5=(1092.75+0.03 义3150)mm=1187.25mm6、校验小带轮包角a1由课本式（8.17）得:a1 =180dd2 dd157.3 a180450 150 小57.31092.75164.31207、确定V带根数Z由课本（8.18式）得L0=2964.5mmLd =3150mmamin =1045.5mm、amax =1187.25mmPC(PoP°)KaKla1 164.3120根据dd1=150mm、n1 =730r/min,查表8.10,用内插法得2.13 1.82P0 1.82+730 800980 800=2.16kw取

12、 P0=2.16kw由课本式（8.11）得功率增量为P0为匕二。1 （1K-)KiPo 2.16kw由课本表8.18查得Kb 2.6494 10 3根据传动比i =3.21本表8.19得Ki=1.1373,则3/1、P0= 2.6494 10730(1 ) kw1.1373=0.23kw由课本表8.4查得带长度修正系数Kl =1.03，本图8.11查得包角系数Ka =0.86,得普 VP0 2.16kw13.2担z 根(2.16 0.23) 1.09 0.86Z=6根=5.89 根P0 =0.23kw圆整得z =6根F0 280.6N8、求初拉力F。及带轮轴上的压力Fq由课本表8.6查得B型普

13、通V带的每米长质量q=0.17 kg/m,根据课本式(8.19)得单根V带的初拉力为匚500Pc 2.5 八 2F0(- 1) qvZVKa500 13.2( 2.51) 0.17 (5.73)2 N6 5.73 0.86=371.6NFq=4417N由课本式(8.20)可得作用在轴上的压力Fq为Fq =2F0zsin-a12164.3 =2X371.6 X6sinN2二44179、设计结果选用6根B型V带，中心距a=1092.75mm,带轮直径 ddi=150mmdd2=450mm 轴上压力 Fq=4417N四齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级根据课本表10.9可得，齿轮选用20C

14、rMnMo钢，渗碳淬火,齿面硬度为5862HRC,心部硬度132HRC。因为是普通减速器、由课本表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度 Ra 3.26.3 m。2、按齿面接触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（10.22）求出d1值。确定有关参数与系数：1）转矩T16 P6 10.56 一 5T1=9.55X10 9.55 10 N - mm=4.14< 10 N mmn1243.332）载荷系数K查课本表10.11取K=1.13）齿数乙和齿宽系数d小齿轮的齿数乙取为25,则大齿轮齿数Z2=100。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本表10.20选取d=1o

15、4）许用的接触应力H由课本图 10.24 查得 Hlim1= Hlim2=1500 Mpa一 .一5Ti =4.14 义 10N - mmK=1.1d =1H lim 1=560MPaHlim2 =530Mp a由课本表10.10查得Sh=1N1 =4.9 X 108N2=1.23 X 108N1=60njLh=60X243.33 XlX (7X300X 16) =4.9 X108N2 = N"=4.9 X 108/4=1.225 X 108查课本图 10.27 得ZNT1 =0.95, ZNT2=1.06。由课本式(10.13)可得H 1=532MPah 2=562MPaZnT1

16、Hlim1 0.95 1500H H 2= NT1 Hlim1 MPa 1425MPaSh1Ze-材料弹性系数(JMP),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=2.5Ze-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d12KT1 (u 1)(ZEZHZe)23:2 -,dU H1.1 4.14 105 5 (189.8 2.5 0.76)221 5 14252mm29.8d129.8 d 。m=- mm 1.2mm乙 25由课本表10.3取标准模数 m=2.5

17、mm3、主要尺寸计算d1 mz1 2.5 25mm 62.5mmd2 mz22.5 100mm250mmbdd1 1 62.5mm 62.5mm经圆整后取b1=62.5mmm=2.3mmd1二62.5d2=250mmb=62.5mmb1 =65mma=156.25mmb2 = b1 +2.5mm=65mm1a 一 m z1z2212.5 25 100 mm =156.25mm2Yfi =2.65YF2=2.184、按齿根弯曲疲劳强度校核由课本式（10.24）得出F,如F F则校核合格确定有关系数与参数：1）、齿形系数Yf查课本表 10.13得YF1=2.65, YF2=2.182）、应力修正系

18、数Ys查课本表 10.14 得Ys1 1.59, Ys21.803）许用弯曲应力F由课本图10.25查得F lim 1 F lim 2450 Mpa。由课本表10.10查得 SF =1.130由课本图10.26查得Ynt1 Ynt2 1由课本式（10.24）可得F1 F 2Y NT1F lim 1Sf4501.13=400MPa2KT1bm2z1YfYs52 1.1 4.14 105 _265 2.52 252.651.59 393MPaF 1 400MPa齿根弯曲强度校核合格5、齿轮的圆周速度vv dm吃匚243.33m/s 0.8m/s60 100060 1000由课本表10.22可知，选

19、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)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。由课本表14.7查得强度极限B=650MPa，冉Id1Hd1轴30mm轴48mm由课本表14.2得许用弯曲应力1b =60MPa。2、按扭转强度估算轴径根据课本表14.1得C=107118。又由课本式(14.2)得P一 10.56I 轴：d C3(107 118)3 mm 37.641.5mm1 n. 243.33II 轴：d C3 P (107118) 3. 10.14mm 58.9 65mm n丫

20、 60.8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38.743.6mm。由设计手册取标准直径d1=40mm。II轴取为60.768.3mm,由设计手册取标准直径d1 =65mm八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

21、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I轴选用选弹性柱销联轴器， n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=1.3八 c P 八 c 10.56 一Tc1=K X 9550 =1.3 X 9550X=538,8 N- mn1243.33Tc1=316.8N - m d1=35mmTc2=1039N - m d1=48mm_ _P10.14Tc2=KX 9550=1,3X 9550X=2070.5N mn260.83）选择型号及尺

22、寸由 Tc1=538.8N - m d1 =40mm,Tc2=2070.5N - m d1 =65mm ,差GB432384, I轴选用选弹性柱销联轴器，型号为TL8 ,其中Tn=710 N mQ n= 3000r/min;II轴选用无弹性元件扰性联轴器，型号为HL5,其中Tn=2000 N - m, n= 3550r/min九 润滑、密封装置的选择根据课本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

23、中，齿轮的润滑方式根据齿 轮的圆周速度而定，由于 V<12m/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。十减速器的设计名称符号减速器型式、尺、美系/mm结果齿轮减速器箱座壁厚0.025a+1 >88箱盖壁厚10.025a+1 >88箱盖凸缘厚度b11.5 112箱座凸缘厚度b1.512箱座底凸缘厚度b22.520地脚螺钉直径df0.036a+1222地脚螺钉数目nA> 250 时，n=66轴承旁连接螺栓直径d10.75 df16盖与座

24、连接螺栓直径d2(0.5 0.6) df12连接螺栓d2的间隔l150200150轴承端盖螺钉直径d3(0.4 0.5) df10检查孔盖螺钉直径d4(0.3 0.4) df8定位销直径d(0.70.8) d29d f、d1、d2 至外箱壁距离Ci见课本表4.2df : C二30d1: C1=22d2 : C1=18d f、d2至凸缘边缘距离C2见课本表4.2df : C2=26d2 : C2=16轴承旁凸台半径R1C216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liC1 + C2 + (5+10)36齿轮顶圆与内箱壁间的距离11.210齿轮端面与内

25、箱间的距离29箱盖、箱座肋厚m1、mmi0.85 1；m 0.85m16; m 6.8轴承端盖外径D2D+ (55.5) d3, 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Md1和Md3M不干涉为准，一般取S=D2I 轴：120II 轴：140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.为我们以后的工作弗卜了坚实的基础.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、互换性与测重技术、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 机械设计和肩关先修课程的理论，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