带式运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流带式运输机传动装置中的展开式二级圆柱齿轮减速器.精品文档.目 录一、设计任务书.1二、动力机的选择.2三、计算总传动比及分配各级传动比4四、计算传动装置的运动和动力参数.4五、传动件的设计计算(V带及齿轮).5六、轴的设计计算. . . . . . .18七、滚动轴承的选择及计算.31八、键联接的选择及校核计算.35九、联轴器的选择.36十、润滑方式，润滑油牌号及密封装置的选择.36十一、箱体及其附件结构的设计.37十二、设计总结.39十三、参考文献.40（ 注：内容用四号宋体）计算说明结果 一、设计任务书题目：设计一用于带式运输机传动装置中

2、的展开式二级圆柱齿轮减速器1、总体布置简图：2、工作情况：载荷平稳、单向旋转3、原始数据：输送带的牵引力F（kN）：2.4输送带滚筒的直径D（mm）：460输送带速度V（m/s）：1.4带速允许偏差（）：5使用年限（年）：8工作制度（班/日）：24、 设计内容：1) 电动机的选择与运动参数计算2) 圆柱斜齿轮1、2设计计算；3) 圆柱斜齿轮3、4设计计算；4) 轴的设计；5) 滚动轴承的选择；6) 键和联轴器的选择与校核；7) 装配图、零件图的绘制；8) 设计计算说明书的编写。5、设计任务：1) 减速器总装配图一张；2) 齿轮和轴零件图各一张；3） 设计说明书一份；二、电动机选择1、电动机功率

3、计算1) 卷筒轴的输出功率 2) 电动机输出功率d 传动装置的总效率 式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由参考书1表2-4查得：（8） ； ； ；（9） ； =0.96则2、卷筒的转速的计算3、计算电动机的满载转速 、 分别代表电动机至高速轴轴，、轴，、轴的传动比展开式二级圆柱齿轮减速器 ， 取 单级圆柱齿轮传动，常用传动比为35，取 单级V带传动，常用传动比为24， 取 4、电动机类型和结构型式按工作要求和条件，选用Y132S-4电动机。它的结构型号为Y132S4的电动机。主要性能如下表：电动机型号额定功率kw满载转速堵转转矩最大转矩质量kg额定转矩额定转矩Y132S-4

4、5.514402.22.368同步转速，4级三、计算总传动比及分配各级传动比1、传动装置的总传动比要求为（10） 在i=16160内，符合条件故 四、计算传动装置的运动和动力参数1、各轴转速的计算 式中为电动机满载转速，单位为；、分别为、轴的转速，单位为；轴为高速轴，轴为低速轴；、依次为电动机轴至高速轴轴，轴，、轴间的传动比。2各轴输入功率式中为电动机输出功率，单位为kw； 、为、轴的输入功率，kw；、依次为电动机轴与轴、轴、轴间的传动效率。3各轴输入转矩T(Nm)1） 电动机轴的输出转矩，单位为 2） 各轴转矩式中、为、轴的输入转矩，单位为。3）将计算结果汇总列表备用。轴转速r/min功率k

5、w转矩Nm轴679.23.875438轴174.173.71203.68轴58.13.56586.78五、传动件的设计计算（一）设计计算带轮和带已知带传动的工作条件：两班制（每班8小时），连续单向运转，载荷平稳，电动机转速in，传动比允许误差5%。1确定计算功率 由工作情况系数表查得 故2、选择V带型 根据、且由由参考文献【1】图8-11可选用A型3、确定带轮的基准直径并验算带速(1)、初选小带轮的基准直径。由参考文献【1】表8-8可取小带轮基准直径（2）、验算带速 因为5m/s7.16m/s90 包角满足条件（6）.计算带的根数z1、计算单根V带的额定功率 根据=1440r/min 和=95

6、mm 用插值法求得=1.189kw 根据=1440r/min，=2.12和A 型带，查表（8-4b）得查表（8-5）得 查表（8-2）得 所以 =(+)=(1.189+0.169) 0.9580.93=1.21kw2、计算V带的根数ZZ= =4.884/1.21=4.05 故取4根.（7）、计算单根V带的初拉力和最小值根据参考文献【1】149页表8-3查得q=0.10kg/m（F0）min500+q=142.4N应使带的实际初拉力（11） 计算带传动的压轴力Fp=2Zsin(/2)=1128.9N（二）、齿轮传动设计及计算1、轴传动的齿轮设计已知：输入功率 轴转速，传动比，工作寿命8年，设每年

7、工作300日两班制，每班8小时，工作平稳转向不变。1）、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数a、 选用圆柱斜齿齿轮传动b、 选用8级精度c、 材料选择小齿轮40Cr调质处理HB=280HBS大齿轮45钢调质处理HB=240HBSd、 选小齿轮齿数 取e、选取螺旋角 初选螺旋角2)、按齿面接触强度计算:即： d1t= （1）确定公式中的各计算数值a.因为齿轮分布非对称，载荷比较平稳综合选择Kt=1.6b.由参考文献【1】图10-30选取区域系数=2.433c.由参考文献【1】图查得, ,则d.由参考文献【1】表选取齿宽系数e.由参考文献【1】表（10-6）查得材料的弹性影响系数f.由参考文献【1】

8、图10-21d查得齿轮接触应力=600MPa大齿轮的为=550MPah.计算应力循环次数i、由参考文献【1】图10-19查取接触疲劳寿命系数=0.92 =0.94 取失效率为1%，安全系数s=1 =/S=552Mpa= /S=517 Mpa=(+)/2=534.5 Mpa3）、计算（1）、试算小齿轮分度圆直径（2）、计算圆周速度:（3)计算齿宽b及模数b=d=145.97mm=45.97mm=cos/=1.859mmh=2.25=2.251.859mm=4.182mmb/h=45.97/4.182=10.99（4）、计算纵向重合度=0.318dtan=1.903（5）、计算载荷系数K已知使用系

9、数，根据，8级精度，由参考文献【1】图（10-8）查得动载荷系数；由参考文献【1】表（10-4）查得的值为由参考文献【1】图（10-13）查得； 由参考文献【1】表（10-13）查得载荷系数 （6）、按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径， =52.31mm（7）、计算模数= cos/=2.11mm4）、按齿根弯曲强度设计由式 (1)确定计算参数a 计算载荷系数:b 根据纵向重合度=1.903,从参考文献【1】图（10-28）查得螺旋角影响系数c 计算当量齿数 ，d 由参考文献【1】图10-5查得由参考文献【1】表10-5 查得e 由参考文献【1】10-20C查得=500 MPa =380 MP

10、a由参考文献【1】图10-18取弯曲疲劳极限=0.86,=0.89f 计算弯曲疲劳应力:取安全系数S=1.4,由参考文献【1】10-12得:=/S=307.14 MPa=/S=241.57 MPag 计算大小齿轮的，并比较 且（2）、计算法向模数对比计算结果,为同时满足接触疲劳强度,则需按分度圆直径=56.49mm来计算应有的模数,于是有:取2mm；则故取=26 则 取4）、几何尺寸计算a 计算中心距 将中心距圆整为132mmb 按圆整后的中心距修正螺旋角 因为值改变不多，故参数、当不必修正=c 确定齿轮齿宽 圆整后取主要尺寸列表齿轮I，II齿数模数（mm）分度圆直径（mm）齿宽螺旋角中心距材

11、料I26253.636013240CrII1022210. 5545钢2、轴传动的齿轮设计已知输入功率为 轴转速为174.17传动比，工作寿命8年按每年工作300天计算，两班制，工作平稳，转向不变（1） 选定齿轮类型，圆柱齿轮传动1）选用斜齿，圆柱齿轮传动2） 选用8极精度3） 材料选用小齿轮40Cr调质处理HB=280HBS 大齿轮45钢调质处理HB=240HBS4） 选取螺旋角 初选螺旋角5） 选小齿轮齿数 大齿轮齿数（2）、按齿面接触强度计算:1）确定公式中的各计算数值a.因为齿轮分布非对称，载荷比较平稳综合选择Kt=1.6b.由参考文献【1】图10-30选取区域系数c.由参考文献【1】

12、图10-26查得则d.由参考文献【1】10-7选齿宽系数=1e.由参考文献【1】表10-6查得材料的弹性影响系数=189.8MPaf.由参考文献【1】图10-21d查得齿轮接触应力=600MPa大齿轮的为=550MPah.由参考文献【1】式10-13计算应力循环系数i、由图10-19取接触疲劳寿命系数=0.94 =0.97 取失效率为1%，安全系数s=1 =/S=564Mpa= /S=533.5 Mpa=(+)/2=548.75 Mpa2）、计算(1)、小齿轮分度圆直径（2）、圆周速度:=/601000=0.65m/s（3）、计算齿宽b及模数b=d=171.84mm=71.84mm=cos/

13、=2.904mmh=2.25=6.534mmb/h=71.84/6.525=10.99(4)、计算纵向重合度=0.318=1.903由参考文献【1】表10-8.10-4.10-13.10-13分别查得:故 载荷系数（5）、按实际的载荷系数校正所得分度圆直径由参考文献【1】式10-10a得 =80.01mm（6）、计算模数= cos/=3.23mm3）、按齿根弯曲强度设计 由公式（1）、确定计算参数a根据纵向重合度=1.903,从参考文献【1】图10-28查得螺旋角影响系数 =2.079b 计算当量齿数 ，c 查取齿形系数由参考文献【1】表10-5查得由参考文献【1】图10-20C查得=500

14、MPa =380 MPa由参考文献【1】图10-18取弯曲疲劳极限=0.90,=0.94d 计算弯曲疲劳应力:取安全系数S=1.4,由公式得:=/S=321.43 MPa=/S=255.14 MPae 计算大小齿轮的 并加以比较 且(2)设计计算 mm.对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法向模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数，取mm已可满足弯曲强度且需满足解触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径=88.45mm来计算齿数,于是有: 取 则4）、几何尺寸计算a 计算中心距 中心距圆整为160mmb 按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不多，故参数、当不必修正c 计算大、小齿轮的分

15、度圆直径=d 计算齿轮宽度 圆整后取主要尺寸列表如下齿轮III，IV齿数模数（mm）分度圆直径（mm）齿宽螺旋角中心距材料III312.5808516040CrIV932,52408045六、轴的设计计算（一）、为了对轴进行校核，先求作用在轴上的齿轮的啮合力。第一对和第二对啮合齿轮上的作用力分别为（2）（3） （一）、轴的尺寸设计计算1高速轴设计1）按齿轮轴设计，轴的材料取与高速级小齿轮材料相同，40Cr，调质处理，查表15-3，取2）初算轴的最小直径（4）高速轴为输入轴，最小直径处跟V带轮轴孔直径。因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大5%，=18.93mm。查表选取=20mm高速轴工作简图如图

16、(a)所示名称ABCDE尺寸605029.2511360名称FGd1d2d3尺寸1029.25202530名称d4d5d6d7尺寸3453.633430首先确定个段直径A段：=20mm 由最小直径算出B段：=25mm，根据油封标准，选择毡圈孔径为25mmC段：=30mm，与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，取轴承内径D段：=34mm， 设计非定位轴肩取轴肩高度h=2mmE段：=53.63mm，将高速级小齿轮设计为齿轮轴，考虑依据参考文献【2】F段：=34mm, 设计非定位轴肩取轴肩高度h=2mmG段， =30mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合，取轴承内径第二、确定各段轴的长度A段：

17、=2f+3e=63mm依据参考文献【1】表8-10圆整后取=60mmB段：=50mm，考虑轴承盖与其螺钉长度然后圆整取50mmC段：=29.25mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合,加上挡油盘长度，依据参考文献【2】7-18 =T+b=17.25+12mm=29.25mmD段：=113mm, 考虑各齿轮齿宽及其间隙距离，箱体内壁宽度减去箱体内已定长度后圆整得=113mmE段：，齿轮的齿宽F段：，T=17.25mm，=a-b+8=14-12+8mm=10mmG段：=29.25mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30206）配合,加上挡油盘长度， =T+b=17.25+12mm=29.25mm轴总

18、长L=350.25mm2、轴的设计计算输入功率P=3.21kw，转速n=174.17,T=203.67轴的材料选用40Cr，调质处理，查参考文献【1】表15-3，取所以轴的直径：因为带轮轴上有键槽，故最小直径加大5%，=28mm。圆整为轴的设计图如下：名称ABCDE尺寸44.2581215146.25名称d1d2d3d4d5尺寸3544504035首先，确定各段的直径A段:=35mm,与轴承（圆锥滚子轴承30207）配合B段：=44mm, 非定位轴肩C段：=50mm, 定位轴间D段：=40mm, 非定位轴肩E段：=35mm，与轴承（圆锥滚子轴承30207）配合然后确定各段距离：A段： =44.

19、25mm, 考虑轴承（圆锥滚子轴承30207）宽度与挡油盘的长度B段：=81mm,与齿轮配合安装C段：=21mm,箱体内壁宽度减去已确定尺寸D段：=51mm,与齿轮配合安装 E段：=46.25mm, 考虑轴承（圆锥滚子轴承30207）宽度与挡油盘的长度3、轴的设计计算输入功率P=3.57KW,转速n =58.1r/min,T=586.74 轴的材料选用40Cr（调质），可由参考文献【1】表15-3查得=100所以轴的直径: =39.5mm。因为轴上有一个键槽，故最小直径加大5%，=39.83mm 圆整后取=45mm轴设计图 如下：名称ABCDE尺寸49.7576108133.75名称FGd1d

20、2d3尺寸5082505460名称d4d5d6d7尺寸54504845首先，确定各轴段直径A段: =50mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30210）配合B段: =54mm,非定位轴肩,h取2mm C段: =60mm,定位轴肩，取h=3mmD段: =54mm, 非定位轴肩，h=2mmE段: =50mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30210）配合F段: =48mm,非定位轴间h=1.5mmG段: =45mm,联轴器孔长度然后、确定各段轴的长度A段: =49.75mm,由轴承（圆锥滚子轴承30210）宽T=21.75mm 和轴套长挡油环b=12mm齿轮齿毂比轴段宽4mm，所以 B段: =76mm，与齿轮配合

21、，齿轮齿宽减去4mm，便于安装C段: =10mm,定位轴间取 10mm D段: =81mm,由箱体的内部尺寸减去各部尺寸轴的总长L=382.25mmE段: =33.75mm, 与轴承（圆锥滚子轴承30210）配合 T=21.75mm 挡油环宽b=12mm 故=T+b=33.75mm F段: =50mm, 考虑箱体壁厚以及端盖厚度和便于取下端盖螺钉G段：=82mm，与联轴器配合，比联轴器工作段短2mm 即 （二）轴的校核计算,1、第一根轴:已知：设该齿轮轴齿向是右旋，受力如下图：a 由材料力学知识可求得水平支反力: b 垂直支反力: c 合成弯矩d 由图可知,危险截面在*右边W=0.1=0.1

22、=2700 =/W=45.92MPa70MPa轴材料选用40Cr 查参考文献【1】表（15-1）得符合强度条件2、第二根轴求轴上载荷已知：设该齿轮轴齿向两个都是左旋，受力如下图：由材料力学知识可求得a 水平支反力: 垂直支反力: c 合成弯矩d 由图可知,危险截面在*右边W=0.1=8518.4 =/W=36.69MPa70MPa轴材料选用40Cr 查参考文献【1】表（15-1）符合强度条件!第三根轴:求轴上载荷已知：H设该齿轮齿向是左旋，受力下图：由材料力学知识可求得a 水平支反力: b 垂直支反力: c 合成弯矩d 由图可知,危险截面在*边 W=0.1=15746.4 =/W=40.4MP

23、a1.2轴承端盖外径102,112,130D-轴承外径轴承连接螺栓距离S131,145.5,162尽量靠近，一般取S=注释：a取低速级中心距，a=160mm名称规格或参数材料窥视孔窥视盖140120（设计手册11-4）Q235通气塞M201.5（设计手册表11-5）Q235轴承盖凸缘式轴承盖六角螺栓（M8）HT150定位销圆柱销GB/T 119.1-2000827（设计手册4-4）45油标尺杆式游标M16(设计手册7-10)45油塞M201.5（设计手册7-11）Q235起盖螺钉M1245（设计手册3-9）Q235吊装置吊耳，孔径18HT200十一、设计总结:通过这十多天的努力,我终于将机械设

24、计课程设计完成了。在此次设计过程中,我遇到了很多困难,一次又一次地在修改着，这也充分暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。由于我上学期请假，没有学材料力学，机械原理这两门课，从而在设计上我更加地吃力。还好，在宋老师的精心指导下,我找到了问题所在之处,并将之解决。同时也把材料力学、机械设计这两门课学了70%多，而且我还对机械设计的基础知识有了更进一步的了解与掌握. 虽然说是这次设计时间是短暂的,过程是艰辛的,但我的收获还是比较大的。不仅掌握了设计一个完整机械的步骤与方法;同时也对机械制图、AUTOCAD软件有了更进一步的掌握。对我来说,收获最大的是方法、能力以及这几门专业基础课的拓展。分析

25、和解决问题的方法与能力在整个过程中显示出了非常大的重要性,我觉得像我们这些学生在设计方面最缺少的就是经验,没有感性的认识,光有理论知识,有很多东西可能与实际脱轨。总的来说,我觉得做这种类型的设计对我们的帮助还是很大的,它需要我们将学过的相关知识都系统地串联起来综合应用，才能很好的完成机械设计在内的所有工作，也希望学院能多一些这种课程。十二、参考文献1、机械设计第八版 濮良贵 纪名刚主编 高等教育出版社出版，2006；2、机械设计课程设计手册第3版 吴宗泽 罗圣国主编 高等教育出版社出版，20063、机械原理第七版 孙 桓 陈作模 葛文杰主编高等教育出版社，2006；4、机械制图 王巍 主编 高等教育出版社，2009；5、材料力学刘鸿文 主编高等教育出版社出版，2004；6、AutoCAD 工程制图 第2版 邱龙辉 主编 机械工业出版社 2009。 =23.4 =3=3.9 V=7.16m/s.=200mm=400mm=1250mm164.57V带取4根F0min=142.4N=1128.9N=534.5Mpa=1.635m/s=1.903K=2.358=52.312mma=132mm=0.65m/sK=2.212.5mm a=160mm =80mm=240mm=20mm=35mm=45mm =45.92MPa =36.69MPaFr1=3349.02NFr2=1163.51N