带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计

1、WORD格式课程设计说明书题目 ：带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计二级学院机电工程学院年级专业15 机械制造与自动化学号1501011007学生*胡定鹏指导教师熊建强教师职称副教授专业资料整理WORD格式目录第一章原始数据1第二章选择电动机2第三章计算总传动比和传动装置的运动和动力参数3第四章齿轮传动的设计4第五章轴的设计7第六章滚动轴承的选择及验算10第七章键的选择及强度校核11第八章联轴器的选择12第九章设计体会13参考文献14专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计*学院课程设计说明书第一章原始数据运输带工作拉力 F=3500 N；运输带工作速度n=260 (r/

2、min)；滚筒直径 D=300mm；每天工作 24 小时，连续单向运转，工作期限为 5 年，每年工作 300 天，载荷较平稳。环境最高温度 350 C；小批量生产。传动装置简图：5643121- 电动机2- 带传动3- 减速器4- 联轴器5- 滚筒6- 传送带专业资料整理WORD格式1专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计第二章选择电动机1电动机的类型按的工作要求和条件，选用Y 型全封闭笼型三相异步电机。2传动效率带传动 V 带传动1 =0.96齿轮传动的轴承2 =0.99齿轮传动3 =0.97联轴器4 =0.99卷筒轴的轴承5 =0.98卷筒6 =0.963电动机工作功

3、率运输带速度 vdn=4.1 m/ s100060Fv工作机所需的电动机输出功率: Pd =16.69 kW1000 w4电动机转速601000vr / min卷筒轴的工作转速为 : nW=261.01D按推荐的合理传动比X围，取V 带传动的传动比i1 =24, 单级齿轮传动比i2 =35,那么合理总传动比的X围为i =620，故diW×261.01r / min,d=(1566.065220.2)r / minn =· n =(620)n根据计算出的量， 由附表 8.1 查出适应的电动机型号， 其技术参数及传动比的情况见表 2-4 。表 2-4 电动机型号电动机型号额定功

4、率满载转速总传动比带传动比齿轮传动比kWr / minY160M2-215293011.222.84.01专业资料整理WORD格式2专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计第三章计算总传动比和传动装置的运动和动力参数n1总传动比 :im=11.22电动机至轴的传动比i0 =2.8, 轴至轴的传动比i1=4.052各轴转速轴n1nm=1046.42 r / mini03轴n2n1=260.95r / mini1卷筒轴nWn2 =260.95r / min3各轴输入功率轴P1Pd01 =16.02kW轴P2P112 =15.23kW卷筒轴PWP2 23 =14.63kW4各轴输

5、入转矩电动机轴的输出转矩 : Td =Td9550 Pd =54.40N mnm轴 :T1Tdi001 =146.23N m轴T2T1i112 =563.10N m卷筒轴TWT22 4 =551.90 N m运动和动力参数的计算结果列于表3-4表 3-4 运动和动力参数的计算结果轴名电动机轴轴轴卷筒轴参数转速 n /(r / min)29301046.42260.95260.95输入功率 P / kW16.6916.0215.2314.63输出功率 T /(N m)54.40146.23563.10551.90专业资料整理WORD格式3专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设

6、计第四章齿轮传动的设计(1) 数据传递功率 P =16.69kW输入转速 n1=1046.42r / min传动比 i =4.01(2) 选择齿轮材料及精度等级小齿轮材料用 40Gr 钢调质，硬度为 280HBS，大齿轮材料用40 钢调质，硬度为240HBS。选用 8 级精度(3) 设计计算T1Td =54.40N m取 K =1.1选小齿轮齿数 Z1=28，那么大齿轮齿数Z2i Z1 =112.2取 Z2=112选齿宽系数d1齿轮材料的弹性系数ZE=189.8MPa 1/ 2H lim 1 600MPa ,H lim 2550MPa平安系数： SH=1N160njLh =60× 1

7、046.43 × (5 ×300×24=2.26 ×109N 2N1 =0.558 ×109i接触疲劳寿命系数： KHN1=0.90；KHN2=0.95H1=K HN 1 H lim 1= 0.9600 =540 MPaSH1专业资料整理WORD格式4专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计 H2=K HN 2 H lim 2 =0.95550 =540 MPaSH1将数据代入公式中d13KT1 (i1)(3.52ZE )2=50.397mmdi H2那么模数 m = d148.397 =1.80Z128取标准模数 m =2

8、d1= mZ1=2×28=56mmd2= mZ2=2×113=224mm由db可得 bd d1 =1× 56=56 mmd1b2=b =56mmb1b25 =75mma = 1m(Z1Z2 ) =150mm2(4) 强度校核复合齿形系数： YFS1 =4.106 ， YFS 2 =3.90F lim 1 =500MPa ,F lim 2 =380 MPa弯曲疲劳寿命系数： K FN 1 =0.85 ， K FN 2 =0.88弯曲疲劳平安系数： SF 1.3F 1K FN1F lim 1326.92MPaSFF 2KFN2F lim 2257.23MPaSF专业资

9、料整理WORD格式5专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计校核弯曲强度F 12KT1 YFS172.799MPa <F 1bd1mF 22KT1 YFS269.147MPa<F 2bd1mvd1n1=3.07 m/ s < 5m / s100060专业资料整理WORD格式6专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计第五章轴的设计(1) 选择材料，确定许用应力和轴径选用 45 钢调质许用弯曲应力 1 =60 MPa按 45 号钢，取C =110d min=C3p2=42.67mmn2考虑有键槽，轴径应增加5 %42.1+42.1 

10、5;5%=44.80mm为了使所选轴径与联轴器孔径相适应，需要同时选取联轴器。选用LT 8 型弹性套柱销联轴器，其轴孔直径为 45 mm，和轴配合局部长度为84 mm，故取d1 =45mm。(2) 确定轴各段直径和长度轴段 1从联轴器开场向左取，轴段1 直径最小，且安装了联轴器轴径，故取d1=45 mm轴段 2轴段 2 上应有轴肩定位联轴器，故d2×+(12)= d1 +2 0.07 d1取标准值 d2=52 mm轴段 3轴段 3 上安装了轴承颈，且 应由轴肩定位齿轮，取d3 =55 mm轴段 4轴段 4上安装齿轮，取 d4=60 mm轴段 5轴段 5为轴环，根据式得 d5=72mm

11、轴段 6轴段 6为轴环，根据轴承的安装尺寸得d6=66 mm轴段 7轴段 7 上安装了轴承，根据同轴两轴承取同样的型号确定d7 =d3 =55 mm选用轴承得其宽度 B =23 mm齿轮端面至箱体壁间的距离取 a =15 mm箱体有铸造误差，取滚动轴承与箱体内边距s=5mm专业资料整理WORD格式7专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计轴承处箱凸缘宽度B2= B +0.080.1a +1020取得 B2=50mm轴承盖厚度取为 20mm轴承盖与联轴器之间的距离取为b =16mm半联轴器与轴配合长度为l =84mm为使压板压住半联轴器，取其相应的轴长为L1=82mm齿轮宽度

12、为 b2=56mm为使套筒压住齿轮端面，取其相应的轴长为L4=54mmL2= b +20+22=16+20+22=58 mmL3= saB +2=45mm由轴肩和轴环尺寸的关系得L5=8mmL6=12mmL7=22mm根据设计手册，取在齿轮处的键剖面尺寸为bh =18×11，取在半联轴器处的键剖面尺寸为 bh =14×9。(3) 轴的强度校核转矩： T2=563.20N m圆周力： Ft 2=2T2=4628.5Nd2径向力： Fr 2= Ft 2tann / cos=1736.74 N轴向力： Fa2Ft 2tan=1160.02 N水平面上的支反力：FRA FRBFt

13、2 =2314.25 N2专业资料整理WORD格式8专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计垂直面身上的支反力：FRA( Fa 2d2 / 271.5Fr 2 ) /143=-48.29NFRB( Fa 2d2 / 271.5Fr 2 ) / 143=1785.03N水平面上的弯矩：M C =71.5 ×FRA =165.5N m垂直面身上的弯矩：M c1=71.5 ×FRA =-3.45N mM C 2 = 71.5 × FRAFa2d 2 / 2 =127.63N m合成弯矩：专业资料整理WORD格式MMC1M C2M C21=165.54

14、N mC 2M C2M C22=208.99N m专业资料整理WORD格式因为单向回转，视转矩为脉动循环：1 b0 b由表可得0.6剖面 C 处的当量弯矩：专业资料整理WORD格式MMM2(T )2=354.79N mC 1C12C 2M C22(T2 )2=377.03 N m专业资料整理WORD格式剖面 C 当量弯矩最大，而其直径与邻接段相差不大，股剖面C 为危险剖面。M eM C 2377.03 N m 1 b =60MPaeM eMe3 =17.46N m < 1bW0.1d剖面 D 处虽然仅受转矩，但其直径较小，那么该剖面也为危险剖面。M D( T2)2=313.81N meM

15、M D3 =34.44MPaW0.1dM e max =34.44MPa < 1 b专业资料整理WORD格式9专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计第六章滚动轴承的选择及验算1确定轴承的类型由上述轴的构造设计已初步选择单列30308 型圆锥滚子轴承2计算轴承的寿命查设计手册可得啊：Cr=90.8× 103Nn =258.4r / min10滚子轴承=Fa=1160.02N轻微冲击 fP=1.1由公式 Pf PFa106C， Lh( )60nP得 Lh=106(Cr)=72073h >3600 h60nf P Fa应选用单列 30308 型圆锥滚子轴承

16、，能满足使用要求。专业资料整理WORD格式10专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计第七章键的选择及强度校核1与半联轴器配合轴段处的键的选择及强度校核在轴的构造设计中已选用圆头平键(A 型bh =14×9d =82mm取键长 L =72mm键和轴的材料均为钢，可得许用挤压应力P =120MPa键的工作长度 lLb =72-14=58mmT =523.02N m4T10 3=48.89 MPa < PPdhl平安2与大齿轮配合轴段处的键的选择及强度校核在轴的构造设计中已选用圆头平键(A 型bh =18×11d =54mm取键长 L =44mm键和轴

17、的材料均为钢，可得许用挤压应力P =120MPa键的工作长度 l L b =44-18=26mm4T10 3P P=105.46 MPa < dhl专业资料整理WORD格式11专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计第八章联轴器的选择1联轴器的类型选择根据联轴器的各种条件，选用LT 型弹性套柱销联轴器2联轴器型号、尺寸的选择工作情况系数：K =1.3轴的转矩：T =523.02N m联轴器的计算转矩 :TCKT =679.93N m TC值的大小，可根据设计手册附表9.1 查得可选用 LT8 型弹性套柱销联轴器其公称转矩为：Tn=710 N m > 679.93

18、N m联轴器的各种参数如表8-2表 8-2 LT8型弹性柱销联轴器参数型号公称转矩许用转速轴孔直径轴孔长度外径轴孔类型LT8710 Nm300045 mm112 mm190 mmY 型r / min专业资料整理WORD格式12专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计第九章设计体会机械设计根底的课程设计是我们机械类专业学生第一次全面的机械设计训练， 在设计过程中虽然遇到了一些问题， 但经过不断的学习和一次一次的更改以及不断的验证，最终找出来原因的所在。通过这次课程设计， 我们更好更加深入地学习到了一般的设计方法， 掌握了通用零件、机械传动装置和简单的机械设计原理， 同时对制图

19、标准也有了更多的了解，在课程设计的这段时光里，我们学到了很多书本上的知识和课本上没有的知识，可以说是多门课程的综合运用， 通过这次设计， 把我们以前所学的知识都运用出来了，这时才发现，原来之前学的知识是那么那么的少， 远远不够这次设计所用，让自己以后更加努力地学习， 不断充实自己。 同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续努力学习和实践。由于设计的时间较为紧X， 在设计中肯定会有许多欠缺，假设想把它变成实际产品的话还需要反复仔细的考虑和探讨。但经过这一次练习， 确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到了机械、电气等多个方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了

20、我对机械构造设计、电动机的选用等方面的认识和应用能力。总之，本次设计让我受益非浅， 各方面的能力也得到了一定的提高，并且提升了我的思考问题和解决问题的能力。最后特别感谢教师的悉心指导， 特别是在我们的设计思路中， 同时教导我学会独立通过课程设计，使自己对所学的专业知识和各门课程有了进一步的加深理解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。 使我们在以后的学习和工作中能够更快地解决问题， 有更多的经历运用到学习和工作中去， 让我们更好地工作和学习。专业资料整理WORD格式13专业资料整理WORD格式带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计参考文献1 濮良贵，纪名刚 . 机械设计 M. 第八版，：高等教育出版社， 2006.2 吴宗泽，罗圣国 . 机械设计课程设计手册 S. 第三版 , ：高等教育， 2005.3 徐学林 . 互换性与测量技术根底 M. *：*大学，2005.4 X元勋，宋梅利，梁医 . 机械设计课程设计指导书 M. *：*理工大学， 2007. 5 孙岩，陈晓罗，熊涌 . 机械设计课程设计 M.：理工大学， 2007.6