用于带式运输机的传动装置设计

1、内江职业技术学院课程设计l 带式传输机装置中的一级支持圆柱齿轮减速器姓名：颜恒 系别：机械系 专业：机械谁与制造 班级：机械所设计与制造2班指导教师：卢银菊 一 计任务书-1二 电动机的选择-3三 V带和带轮设计-6四 齿轮的设计-8五 轴的设计-9六 滚动轴承的校核-13七 键联接设计-14八 联轴器选择 -15九 箱体结构的设计-16十 小结-18日期 2013 05 09第一章机械设计技术基础课程设计任务书一课程设计的目的机械设计技术基础课程设计是机械专业的一个十分重要的实践环节，是进行的第一次较全面的设计训练，其目的是：1、 通过课程设计，全面巩固，加深和扩充在机械设计基础及相关课程中

2、所学的知识、训练学生综合运用这些知识去分析和解决工程实际问题的能力2、 学习机械设计的一半方法，了解和掌握常用的机械零件3、 使学生在设计计算、制图、运用设计资料（含有关国家标准、规章）、使用经验数据、进行经验估算等方面接受全面地基础训练，二、设计题目设计带式传输机传动装置中的一级渐开线直齿圆柱齿轮减速器。运动简图 带式输送机的传动装置简图1、电动机； 2、三角带传动； 3、减速器； 4、联轴器； 5、传动滚筒； 6、皮带运输机1、 原始数据F(N):5000 V(m/s):1.1 D(mm):3002、 工作条件：皮带式输送机单向运转，有轻微的震动，两班制工作，使用年限5年，输送机带轮轴转速

3、的允许误差为±5%，小批量生产，每年工作300天。3、 设计任务设计计算说明书一份减速器装配图一张零件（从动轴、从动齿轮）图各一张三、设计要求：1、分析传动装置谁及方案2、选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数3、相关传动部分的设计计算：齿轮传动的设计轴的设计校核计算轴承的选型设计计算联轴器的选型谁及计算键的强度计算4、绘制减速器装配图5、绘制零件工作图6、编写设计计算说明书第一章电动机的选择 选择电动机的类型按工作要求和条件选择Y系列的一般用途的全封闭的自扇冷笼型三相异步电动机2,。选择电动机容量工作所需的功率 其中，带式输送机的效率=0.94(查机械设计基础课程设计附表10-1

4、)。电动机的输出功率其中为电动机至滚筒主动轴传动装置的总效率，包括V带传动、两对齿轮传动、三对滚动轴承和联轴器等的效率，值计算如下： 油附表10-1查得V带传动效率，一对齿轮传动效率，一对滚动球轴承效率，联轴器效率，因此所以 根据选取电动机的额定功率,3选择电动机的转速先计算工作机主轴转速，也就是滚筒转速 根据表3-3确定传动比的范围，取V带传动比，单极圆柱齿轮传动比，则总传动比的范围为 电动机的转速范围应为 电动机选择型号为Y160L-4的电动机，其的额定功率为15.0kw，转速为1460r/min4 各级传动比的确定1. 总的传动比 为了使带传动的尺寸不致过大，满足，可取，则齿轮传动比 5

5、 计算传动装置的运动和动力参数1).各轴的转速 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 2).各轴的输入功率 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 3）.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为 II轴 II轴 III轴 卷筒轴 第二章 V带和带轮设计V带传动的设计计算 电动机输出功率 ，转速，带传动传动比i=3，每天工作16小时1).确定计算功率由机械基础表9-7查得工作情况系数，故2).选择V带类型 根据，由机械基础图9-12可知，选用C型带V带3）确定带轮的基准直径， 由表9-12确定=315mm =i=3*315*（1-0.02）mm=926.1mm再根据表=900mm4）验证带速V 因为，故带速合适。5

6、）确定中心距和带的基准长度 (1).由式 得 ，取(2).计算带所需的基准长度 由机械设计表9-6选取V带基准长度(3).计算实际中心距 (4).验算小带轮上的包角 所以符合要求(5).计算带的根数 1) 计算单根V带的额定功率由和，查机械基础表9-3得根据，和A型带，查机械基础表9-4得查机械设计表9-5得，查表9-6得，于是 2)计算V带的根数 取5根。(6).带轮的结构设计 小带轮采用实心式，大带轮为腹板式，由单根带宽为13mm，取带轮宽为80mm。 第三章 齿轮的设计(1)选择材料及热处理 该传动是闭式齿轮传动，属于转速不高、载荷不大，要求一般的小型传动，为了简化制造，降低成本，可采用

7、软齿面钢制齿轮，查表6-3，选择小齿轮的材料为45钢，调质处理，硬度为260HBS; 选择大齿轮的材料为45钢，正火处理，硬度为215HBS。(2)选择精度等级 运输机为一般机械，速度不高，故选择8级精度。(3)按齿面接触疲劳强度设计 软齿面闭式传动主要的失效形式为齿面点蚀。根据齿面的接触强度，按（6-13）确定尺寸： 式中，按表6-5选择载荷系数1.2转矩查表6-3，取， ；由表6-6，取.1；u=i=3.486。代入后计算小齿轮的分度圆直径d 计算分度圆的速度v 因为v<6m/s,取8度精度合适。（4）确定主要参数，计算主要的几何尺寸。1）齿数取=32，则=u=32*3.468=11

8、12)模数由表6-1取标准模数=2.5mm。实际传动比i=3.467，=0传动比误差小于允许范围1） 分度圆的直径。2） 中心距。3） 齿宽。，取,.(5)校核弯曲疲劳强度1）齿数系数。由表6-7，2）弯曲疲劳许用应力。查表6-3得，。3）校核计算=122.92MPa=122.92*3.96/4.12=118.152MPa计算应力小于许用应力，所以齿轮弯曲强度足够。第四章 轴的设计轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。机器中作回转运动的零件就装

9、在轴上。1. 初步估算轴径该轴为转轴，先按扭矩强度计算法估计轴径，作为轴的最小直径（安装联轴器）。由机械设计基础（9-1）式，轴的材料为45钢，由表9-3查的C=118107，若不考虑联轴器处的附加径向力，该轴段只传递转矩，取C=110。根据联轴器孔直径，取d=48mm。2. 进行轴的结构设计如图所示3. 按弯照扭合成强度计算校核轴的强度（1）绘出轴的计算简图(简化力学模型) 将轴看作铰链支座梁，由轴上的零件传来作用在轴上的载荷，通常简化为集中力，其作用点取为壑轮宽度的中点；作用在轴上的转矩，一般从动零件及联轴器中点算起。轴的支撑反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关，也可近似的取在轴承宽度的

10、中点。1）求出轴上的载荷，并将轴上的空间受力简图分解为水平面受力图和垂直面受力图齿轮上的作用力：转矩 圆周力 径向力 轴向力 2)求出水平面上和垂直面上的支承反力。水平面上：故 故垂直面上（2）绘出轴的弯矩图1）绘出水平面的弯矩Mh图C点处左面：C点处右面：2）绘出垂直面得弯矩Ma图C点出：3）绘出合成弯矩M图合成弯矩C点的左边：C点的左边：（3）绘出轴的弯矩T图弯矩 （4）计算危险面的当量弯矩Me当量弯矩该轴的单向回转，弯矩按脉动循环考虑，取a=0.6分析可能的危险剖面：C剖面，合成弯矩值最大。比较、F剖面，F剖面不传递转矩，只需校核E剖面。A剖面右边应校核D剖面，其直径最小。C点处的左边C

11、点处的右边E点处D点处（5）按当量弯矩Me计算轴的直径轴的材料45钢调质，硬度为217255HBS,查表1-1，得由查表9-4，得C剖面直径考虑键槽影响E剖面直径D剖面直径考虑键槽影响，。与机构设计所确定的相应轴经相比较，C、E、D三面均安全。第五章 滚动轴承的校核轴承的预计寿命 计算输出轴承 (1).已知，两轴承的径向反力 由选定的角接触球轴承7006AC，轴承内部的轴向力 (2).因为，所以 故， (3). ，查手册可得 由于，故; ,故 (4).计算当量载荷、 由机械设计表13-6，取，则 (5).轴承寿命计算 由于，取，角接触球轴承，取， 查手册得7006AC型角接触球轴承的，则 故满

12、足预期寿命。第六章 键联接设计平键根据用途不同，平键可分为普通平键、导向平键和滑键三种。 其中普通平键用于静联接，导向平键和滑键用于动联接。1.选择键的类型和尺寸普通平键联接的类型和尺寸根据，查GB/T 1096-1990 的键的截面的尺寸为：宽度 ，高度。有我轮壑宽度并参考键的长度系列，取键长。2.校核键联接的强度键、轴和轮的材料都是钢的，由表9-6查得许用挤压应力。键的工作长度 则工作挤压应力，故满足工作要求。1.选择键的类型和尺寸普通平键联接的类型和尺寸根据，查GB/T 1096-1990 的键的截面的尺寸为：宽度 ，高度。有我轮壑宽度并参考键的长度系列，取键长。2.校核键联接的强度键、

13、轴和轮的材料都是钢的，由表9-6查得许用挤压应力。键的工作长度 则工作挤压应力，故满足工作要求。因此需要采用两个平键相隔180°布置。第七章 联轴器选择1.类型选择.为了隔离振动和冲击，选用弹性套柱销联轴器2.载荷计算.。输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩，查机械设计表14-1，取，则： 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用LXZ带制弹性柱销联轴器，其公称转矩为 。半联轴器的孔径 ，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度第八章 箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT2

14、00）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用配合.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离H大于40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为8mm，圆角半径为R=5。机体外型简单，拔模方便.4. 对附件设计 A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机

15、体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M8紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定

16、位销，以提高定位精度.F 吊钩：在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬运较重的物体.减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20地脚螺钉直径M18地脚螺钉数目查手册4轴承旁联接螺栓直径M14机盖与机座联接螺栓直径=（0.50.6）M12轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）M10M8视孔盖螺钉直径=（0.30.4）M8定位销直径=（0.70.8）10，至外机壁距离查机械设计课程设计指导书表4.2242018，至凸缘边缘距离查机械课程设计指导书表42216外机壁至轴承座端面距离=+（812）48大齿轮顶圆与内机壁距离>1.

17、210齿轮端面与内机壁距离>11机座肋厚 轴承端盖外径+（55.5） 118 96对于单级圆柱齿轮减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。油的深度为H+，H=30 =34。所以H+=30+34=64其中油的粘度大，化学合成油，润滑效果好。 从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处密封，凸缘应有足够的宽度，连接表面应精刨，密封的表面要经过刮研。而且，凸缘连接螺柱之间的距离不宜太大，并均匀布置，保证部分面处的密封性。轴承端盖采用嵌入式端盖，易于加工和安装。 小结经过一个近一个学期时间的设计，用于带式运输机的传动装置设计终于在指导老师的帮助下、与同学的合作中以及自己的不懈努力下完成了。回想着半年来的经过可谓有苦有甜，每次遇到难点的彷徨与惆怅和攻克难点的激动与兴奋似乎还历历在目。在此特别感谢在我完成设计的过程中给予很大帮助的桂和利老师，没有他的指导与督促我是很难完成这项任务的。我们是机电一体化这个比较偏向电的专业，这个用于带式运输机的传动装置虽然很常见，但当具体设计各个方面的设计时也不乏难点丛丛，另外我们关于机械这方面的知识绝大部分是在大一的时候完成的，因此要对以往的知识进行复习。在设计的过程中该设计的很多部件的设计都是有章可循的，但所涉及的数据量却特别