带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计

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学生定鹏指导教师熊建强教师职称副教授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带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计新余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/min) ；滚筒直径D=300（mm）；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350C；小批量生产。传动装置简图：5 643121-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-滚筒 6-传送带1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）电动机的类型按已知的工作要求和条件，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=0.96（3）电动机工作功率运输带速度vdn=4.1m/s100060Fv工作机所需的电动机输出功率 :Pd=16.69kW1000w（4）电动机转速601000v卷筒轴的工作转速为:nW=261.01r/minD按推荐的合理传动比围，取 V带传动的传动比i1=2~4,单级齿轮传动比i2=3~5,则合理总传动比的围为 i=6~20，故nd=i·nW=(6~20)×261.01 r/min, nd=(1566.06~5220.2) r/min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 额定功率 满载转速 总传动比 带传动比 齿轮传动比kWr/minY160M2-215293011.222.84.012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（1）总传动比: i nm =11.22nw电动机至Ⅰ轴的传动比 i0=2.8,Ⅰ轴至Ⅱ轴的传动比 i1=4.05（2）各轴转速Ⅰ轴n1nm=1046.42r/mini0（3）Ⅱ轴n2n1=260.95r/mini1卷筒轴nWn2=260.95r/min（3）各轴输入功率Ⅰ轴P1Pd01=16.02kWⅡ轴P2P112=15.23kW卷筒轴 PW P2 23=14.63 kW（4）各轴输入转矩电动机轴的输出转矩:Td=Td9550Pd=54.40NmnmⅠ轴:T1Tdi001=146.23NmⅡ轴T2T1i112=563.10Nm卷筒轴TWT224=551.90Nm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Ⅰ轴Ⅱ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/(Nm)54.40146.23563.10551.903带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计第四章齿轮传动的设计(1)数据传递功率P=16.69 kW输入转速n1=1046.42 r/min传动比i=4.01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级精度设计计算T1 Td=54.40 Nm取K=1.1选小齿轮齿数Z1=28，则大齿轮齿数Z2 iZ1=112.2取Z2=112选齿宽系数 d 1齿轮材料的弹性系数 ZE=.8 MPa1/2Hlim1600MPa,Hlim2550MPa安全系数：SH=1N160njLh=60×1046.43×(5×300×24）=2.26×109N2N1=0.558×109i接触疲劳寿命系数：KHN1=0.90；KHN2=0.95[H]1=KHN1Hlim1=0.9600=540MPaSH14带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计[H]2=KHN2Hlim2=0.95550=540MPaSH1将数据代入公式中d13KT1(i1)(3.52ZE)2=50.397mmdi[H]2则模数m=d148.397=1.80Z128取标准模数m=2d1=mZ1=2×28=56 mmd2=mZ2=2×113=224 mm由 d b可得b d d1=1×56=56 mmd1b2=b=56 mmb1 b2 5=75 mma=1m(Z1 Z2)=150 mm2强度校核复合齿形系数： YFS1=4.106，YFS2=3.90Flim1=500MPa,Flim2=380MPa弯曲疲劳寿命系数：KFN1=0.85，KFN2=0.88弯曲疲劳安全系数：SF1.3[KFN1Flim1326.92MPaF]1SF[KFN2Flim2257.23MPaF]2SF5带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计校核弯曲强度F12KT1YFS172.799MPa<[F]1bd1mF22KT1YFS269.147MPa<[F]2bd1mvd1n1=3.07m/s<5m/s6010006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]=60MPa按45号钢，取C=110dmin=C3p2=42.67mmn2考虑有键槽，轴径应增加 5%42.1+42.1×5%=44.80 mm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 LT8型弹性套柱销联轴器，其轴孔直径为45mm，和轴配合部分长度为 84mm，故取d1=45。确定轴各段直径和长度轴段1 从联轴器开始向左取，轴段 1直径最小，且安装了联轴器轴径，故取d1=45mm轴段2轴段2上应有轴肩定位联轴器，故d2×+(1~2)=d1+20.07d1取标准值d2=52mm轴段3轴段3上安装了轴承颈，且应由轴肩定位齿轮，取d3=55mm轴段4轴段4上安装齿轮，取d4=60mm轴段5轴段5为轴环，根据式得d5=72mm轴段6轴段6为轴环，根据轴承的安装尺寸得d6=66mm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=55mm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，取滚动轴承与箱体边距 s=5 mm7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+（0.08~0.1）a+（10~20）取得B2=50 mm轴承盖厚度取为20 mm轴承盖与联轴器之间的距离取为 b=16 mm半联轴器与轴配合长度为 l=84 mm为使压板压住半联轴器，取其相应的轴长为 L1=82 mm已知齿轮宽度为b2=56 mm为使套筒压住齿轮端面，取其相应的轴长为 L4=54 mmL2=b+20+22=16+20+22=58mmL3=s a B+2=45 mm由轴肩和轴环尺寸的关系得L5=8 mmL6=12 mmL7=22 mm根据设计手册，取在齿轮处的键剖面尺寸为 b h=18×11，取在半联轴器处的键剖面尺寸为b h=14×9。轴的强度校核转矩：T2=563.20Nm圆周力：Ft2=2T2=4628.5Nd2径向力：Fr2=Ft2tann/cos=1736.74N轴向力：Fa2Ft2tan=1160.02N水平面上的支反力：FRAFRBFt2=2314.25N28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(Fa2d2/271.5Fr2)/143=-48.29NFRB(Fa2d2/271.5Fr2)/143=1785.03N水平面上的弯矩：MC=71.5×FRA=165.5 Nm垂直面身上的弯矩：Mc1=71.5×FRA=-3.45 NmMC2=（71.5×FRA Fa2d2/2）=127.63 Nm合成弯矩：MM

C1MC2MC21=165.54NmC2MC2MC22=208.99Nm因为单向回转，视转矩为脉动循环：[1]b[0]b由表可得 0.6剖面C处的当量弯矩：MM

C1MC21(T2)2=354.79NmC2MC22(T2)2=377.03Nm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。MeMC2377.03Nm[1]b=60MPaeMeMe3=17.46Nm<[1]bW0.1d剖面D处虽然仅受转矩，但其直径较小，则该剖面也为危险剖面。MD(T2)2=313.81NmeMMD3=34.44MPaW0.1dMemax=34.44MPa<[1]b9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结构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=90.8×103 Nn=258.4 r/min滚子轴承 =103Fa=1160.02 N轻微冲击fP=1.1由公式PfP106CFa，Lh()60nP得Lh=106(Cr)=72073h>3600h60nfPFa故选用单列30308型圆锥滚子轴承，能满足使用要求。10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结构设计中已选用圆头平键 (A型）b h=14×9d=82 mm取键长L=72 mm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=523.02Nm4T103=48.89MPa<[P]Pdhl安全（2）与大齿轮配合轴段处的键的选择及强度校核在轴的结构设计中已选用圆头平键 (A型） b h=18×11d=54 mm取键长L=44 mm键和轴的材料均为钢，可得许用挤压应力 [ P]=120 MPa键的工作长度lLb=44-18=26mm4T103P]P=105.46MPa<[dhl11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已知的各种条件，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=523.02 Nm联轴器的计算转矩:TC KT=679.93 Nm已知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=710Nm>679.93 Nm联轴器的各种参数如表 8-2表8-2LT8 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LT8 710N m 3000 45mm 112mm 190mm Y型r/min12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基础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，在设计中肯定会有许多欠缺，若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、电气等多个方面的容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、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。最后特别感谢老师的悉心指导，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，有更多的经验运用到学习和工作中去，让我们更好地工作和学习。13带式输送机一级直齿圆柱齿轮减速器设计参考文献濮良贵，纪名刚.机械设计[M].第八版，：高等教育出版社，2006.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.徐学林.互换性与测量技术基础[M].：大学，2005.元勋，宋梅利，梁医.机械设计课程设计指导书[M].：理工大学，2007.[