斜齿轮减速箱设计

1、 机械设计任务说明书 题 目： 带式运输机传动装置设计 系 别： 机电工程系 专 业： 机电一体化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 柏子刚 目 录引言 21 带式运输机的传动装置的设计31.1 带式运输机的传动示意图31.2 工作情况31.3 原始数据32 传动装置总体设计方案32.1 电动机的选择3 2.2 V带的设计43 齿轮的设计8 4 轴的设计计算114.1 高速轴的设计114.2 低速轴设计145 键的设计与计算185.1 高速轴齿轮传动键175.2 带轮键设计与计算175.3 低速轴齿轮键设计与计算195.4 轴器与轴连接键设计与计算196 轴承的校核206.1 深沟球轴承620

2、7的校核206.2 角接触球轴承7210c校核20谢辞22参考文献23引言在人类的生产和生活中，大量使用各种机械设备，以减轻或代替人的劳动，提高生产效率、产品质量和生活水平。本次课设就以实际应用为出发点，运用本学期所学的机械设计基础知识设计一带式运输机的传动装置，实现在电机的带动下，运输带能按预定的速度运送货物。设计中的传动装置即为减速器。设计过程中，首先应根据有效功率等参数选择合适的电动机，然后按选择V带型号及轮毂，计算校核各轴的尺寸并设计计算齿轮，齿轮是在各种机构中应用最广泛的一种传动机构。它可以用来传递空间任意两轴件的运动和动力，并具有功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作

3、安全可靠等特点。而作为齿机构的最基本组成部分齿轮所起的作用是无可代替的，所以齿轮的设计尤为重要。1 带式运输机的传动装置的设计1.1带式运输机的传动示意图如图（1、电动机2、带传动3、齿轮减速4、轴承5、联轴器、6、鼓轮7、运输带）1.2 工作情况：已知条件 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35； 使用折旧期；8年；检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V； 运输带速度容许误差：±5%；制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。1.3 原始数据运输带工作拉力：230

4、0N运输带工作速度：1.4m/s卷筒 直径：350mm传动 方案：带单级斜齿轮圆柱齿轮减速器2 传动装置总体设计方案2.1电动机的选择按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V.工作机的有效功率为Pw=FV/1000=(2300N×1.4m/s)/1000=3.22kw.从电动机到工作机输送带间的总效率：联轴器的传动效率=0.99轴承的效率=0.97闭式直齿圆锥斜齿传动效率= 0.97卷筒=0.95V带:0.96总效率： 所以电机输出功率： 所以选择的电机额定功率应大于3.95kw。卷筒轴转速： V带传动比常用范围为：i1=24，单级圆柱斜齿轮

5、传动比i2=36。所以电动机转速为： 由以上数据查表得电机应选Y132M1-6,同步转速1000r/min。电机型号额定功率满载转速启动转矩 额定转矩最大转矩额定转矩Y132M1-64kw960r/min2.02.02.2 V带的设计总传动比和各级传动比： 查表得V带传动比，则单级圆柱斜齿轮减速器的传动比为： 计算传动装置的运动参数和动力参数：电动机轴： 高速轴： 低速轴： 滚筒轴： 将计算的运动参数和动力参数列表：轴名功率P(kw)转矩T(N.m)转速n（r/m）传动比i效率电机轴3.9539.2996030.96高速轴3.79113.1132030.97低速轴3.57446.2576.44

6、.18830.97滚筒轴3.3642076.44.18830.95由以上设计可得到如下要求：电动机功率4kw，转速、传动比。两班制，使用折旧期8年，运输带速度容许误差：5%。由上述条件进行V带设计：(参数参考机械设计基础)确定设计功率：取工作情况系数： 选V带型号：由P=5.2kw，n=960r/min,查图9-8，选A型普通V带。确定带轮直径，查表9-7取小带轮基准直径（V带带轮最小计算直径：型号A，），传动比： 大带轮基准直径： 取。实际传动比： 从动轮转速： 转速误差： 验算带速： 满足 确定带的基准长度和传动中心距：由初定中心距，取。计算带的基准长度： 由图9-3，取由式（9-20）得

7、实际中心距： 验算小带轮包角：由式（9-6）得 计算带的根数：由式（9-22）得 式中，由，查表9-9得， 由查表9-10得， 由，查表9-14得 查表9-15，由得则 计算初拉力：由式（9-23）得 查表（9-4）A带型得q=0.06kg/mm，则 计算对轴的压力：由式（9-24）得 小带轮直径大带轮直径中心距基准长度V带型号根数100mm315mm565mm1800mmA53 齿轮的设计 因齿轮转速不高，所以可以选用闭式软齿面7级精度齿轮（表11-11）。 材料初选：小齿轮：45钢，调质热处理，齿面硬度229286HBS，取260HBS大齿轮：45钢，正火热处理，齿面硬度169217HBS

8、，取210HBS因闭式软齿面齿轮常因点蚀而失效，所以应先按接触疲劳强度计算，再用弯曲疲劳强度校核。许用应力： 大齿轮： 大齿轮： 小齿轮取最小齿数，则大齿轮齿数,取。 按接触疲劳强度计算： 确定公式内的各计算数值：由表（11-13）得，载荷系数K取1.3,材料弹性系数,节点区域系数,螺旋角初选。计算小齿轮的名义转矩： 齿数比： 许用接触应力： 端面重合度： 重合度系数： 则 计算圆周速度： 齿宽： 模数： 中心距： 修正螺旋角： 因值与初选值相比改变不多，故参数不必修正。大小齿轮分度圆直径、及齿宽、： 按弯曲疲劳强度校核： 式中：K=1.3,，b=50,d1=49.78,m=2,则 故弯曲疲劳

9、强度足够。齿轮实际圆周速度： 对照表（11-9）可知齿轮选7级精度是合适的。4 轴的设计计算4.1 高速轴的设计轴上的功率P=3.79kw，转速n=320r/min，转矩，材料选用45钢调质处理，硬度217255HBS，。确定轴的最小径： 查表（15-5），A取100，则 考虑到有键槽，将直径增大5%，则 参考表（9-6），V带轮的结构形式和辐板厚度，轴d取28mm。确定齿轮和槽的润滑：齿轮的圆周速度： 齿轮采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。轴的结构设计：径向尺寸的确定：从轴段d=25mm开始，逐段选取相邻轴段直径，d2取定位作用，定位轴肩高度可在（0.070.1）d 范围内按经验选取，故 该直径

10、外将安装密封毡圈，标准直径应取d2=31.5，多与轴承内经配合，为便于轴安装，取d3=35，选定轴承型号6207，对与齿轮孔径配合，按标准直径系列取d4=35.5mm,d5起定位作用，由h=(0.070.1)d=2.4853.55mm,取h=3mm,d5=42.5mm,d7与轴承配合，取d7=d3=35mm，d6为轴承轴肩，取8mm。轴向尺寸的确定：与传动零件配合的轴段长度一般略小于传动零件的轮毂宽度，本设计齿轮轮毂宽度B2=(1.21.5)d4=42.653.25mm,取B2=50mm，取轴段长度L4=48mm，带轮轴孔B1=L=(1.52)d=37.550mm，取B1=40mm，取轴段长L

11、1=48mm，与轴承配合的轴段长度如L7，查轴承宽度为17mm，取挡油板厚为1mm，于是L7=18mm。其余尺寸：其他轴段的长度与箱体有关，可由齿轮开始向两侧逐步确定，一般情况下，齿轮端面与箱壁的距离2取1015mm,轴承端面与箱体内壁的距离3与轴承的润滑有关，可取3=5mm，分箱面宽与分箱面连接螺栓的装拆空间有关，对于常用的M16普通螺栓，分箱面宽l=5565mm，考虑轴承盖螺钉至联轴器距离1=1015mm，初步取l2=55mm，则l3=2+2+3+20=42mm，轴环宽度l5=8mm，两轴承中心距L=130mm。轴的强度校核：计算齿轮受力分度圆直径d1=49.78mm，转矩T0=113.1

12、1齿轮切向力： 齿轮径向力： 齿轮轴向力： 绘制轴的受力简下图三（a）计算支撑反力（b）（d） 水平面： 垂直平面： 绘制弯矩图（c）b截面 垂直平面弯矩图（e） 合成弯矩图（f） 绘制转矩图（f）转矩T=113110绘制当量弯矩图（h） 图（一）单向运转，转矩为脉动循环， B截面 A截面和I截面 分别校核a和b截面 考虑键槽 实际直径分别为25mm，35.5mm，强度足够。如下图（二）高速轴图（二）4.2 低速轴设计轴上的功率P=3.57kw，转速n=76.4r/min，转矩，材料选用45钢调质处理，硬度217255HBS，确定轴的最小径： 查表（15-5），A取100，则 考虑到有轴伸安装

13、联轴器，为补偿轴的可能位移，选用弹性柱销联轴器，由转速和转矩，查机械设计手册选用LH3型弹性柱销联轴器，标准孔径d1=40mm，即轴伸直径d1=40mm。确定齿轮和槽的润滑：齿轮的圆周速度： 齿轮采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。轴的结构设计：径向尺寸的确定：从轴段d=40mm开始，逐段选取相邻轴段直径，d2取定位作用，定位轴肩高度可在（0.070.1）d 范围内按经验选取，故 该直径外将安装密封毡圈，标准直径应取d2=47.5，d3与轴承内经配合，为便于轴安装，取d3=50，选定轴承型号7210c，d4与齿轮孔径配合，按标准直径系列取d4=53mm,d5起定位作用，由h=(0.070.1)d=3

14、.715.3mm,取h=4mm,d5=60mm,d7与轴承配合，取d7=d3=50mm，d6为轴承轴肩，取57mm。轴向尺寸的确定：与传动零件配合的轴段长度一般略小于传动零件的轮毂宽度，本设计齿轮轮毂宽度B2=(1.21.5)d4=63.679.5mm,取B2=68mm，联轴器LH3的J型轴孔B1=112mm，取轴段长L1=110mm，与轴承配合的轴段长度如L7，查轴承宽度为20mm，取挡油板厚为1mm，于是L7=21mm。其余尺寸：其他轴段的长度与箱体有关，可由齿轮开始向两侧逐步确定，一般情况下，齿轮端面与箱壁的距离2取1015mm,轴承端面与箱体内壁的距离3与轴承的润滑有关，可取3=5mm

15、，分箱面宽与分箱面连接螺栓的装拆空间有关，对于常用的M16普通螺栓，分箱面宽L=5565mm，考虑轴承盖螺钉至联轴器距离1=1015mm，初步取L2=55mm，则L3=2+2+3+20=42mm，轴环宽度L5=8mm，两轴承中心距L=130mm。轴的强度校核：计算齿轮受力分度圆直径d=207.6mm，转矩T=446250齿轮切向力： 齿轮径向力： 齿轮轴向力： 绘制轴的受力简下图三（a）计算支撑反力（b）（d） 水平面： 垂直平面： 绘制弯矩图（c）b截面 垂直平面弯矩图（e） 合成弯矩图（f） 绘制转矩图（g）转矩T=446250绘制当量弯矩图（h）图（三） 单向运转，转矩为脉动循环， b截

16、面 A截面和I截面 分别校核a和b截面 考虑键槽 实际直径分别为40mm，强度足够，如下图（四）低速轴（四）5 键的设计与计算5.1 高速轴齿轮传动键计算项目计算内容计算结果键的类型及尺寸选择齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好，故选A型平键连接，根据轴径d=35.5mm查表（4-1）得键宽b=10mm，键高h=8mm，因轮毂长度为50mm，故取标准键长L=40mm。键宽、长： GB/T 1564-2003验算挤压强度将l=L-b=30mm，k=0.4h=3.2mm代入（4-1）得挤压应力为：查表（4-2）得所以挤压强度足够。强度足够确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深t=5.0mm，轮毂槽深t1=

17、3.3mm。t=5.0mmt1=3.3mm5.2 带轮键设计与计算计算项目计算内容计算结果键的类型及尺寸选择带轮轮毂要求与轴的对中性好，故选A型平键连接，根据轴径d=28mm查表（4-1）得键宽b=8mm，键高h=7mm，因轮毂长度为56mm，故取标准键长L=50mm。键宽、长： GB/T 1564-2003验算挤压强度将l=L-b=42mm，k=0.4h=2.8mm代入（4-1）得挤压应力为：查表（4-2）得所以挤压强度足够。强度足够确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深t=4.0mm，轮毂槽深t1=3.3mm。t=4.0mmt1=3.3mm5.3 低速轴齿轮键设计与计算计算项目计算内容计算结

18、果键的类型及尺寸选择齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好，故选A型平键连接，根据轴径d=53mm查表（4-1）得键宽b=16mm，键高h=10mm，因轮毂长度为68mm，故取标准键长L=63mm。键宽、长： GB/T 1564-2003验算挤压强度将l=L-b=47mm，k=0.4h=4mm代入（4-1）得挤压应力为：查表（4-2）得所以挤压强度足够。强度足够确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深t=5.0mm，轮毂槽深t1=3.3mm。t=6.0mmt1=4.3mm5.4 联轴器与轴连接键设计与计算计算项目计算内容计算结果键的类型及尺寸选择联轴器要求与轴的对中性好，故选A型平键连接，根据轴径d=40mm查表（4-1）得键宽b=12mm，键高h=8mm，因联轴器长度为112mm，故取标准键长L=110mm。键宽、长： GB/T 1564-2003验算挤压强度将l=L-b=98mm，k=0.4h=3.2mm代入（4-1）得挤压应力为：查表（4-2）得所以挤压强度足够。强度足够确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深t=5.0mm，轮毂槽深t1=3.3mm。t=5.0mmt1=3.3mm6 轴承的校核6.1深沟球轴承6207的校核查机械课程设计指导书表（12.1）得Cr=25.7KN、Cor=15.3KN。查机械设计基础表（