机械设计课程设计计算说明书-带式运输机的两级斜齿轮减速器.doc

机械设计(机械设计基础)课程设计计算说明书设计题目：带式运输机的两级斜齿轮减速器合肥学院 机械系班级07级材料（2）班学号 设计人： 指导老师：问目录一、设计任务书.(3)设计计算及说明结果一、设计任务书设计一用于带式运输机的两级斜齿轮减速器，已知:式运输机驱动卷筒的圆周力（牵引力）f=7500n，带速v=42m/s,卷筒直径500m。已知条件1. 工作环境：两班工作制，单向连续运转，载荷平稳，输送带水平放置2. 工作环境：室内，有灰尘，最高环境温度35c，通风条件一般；3. 工作寿命：5年；4. 运输带速度允许误差为+5%5. 齿轮减速器浸油润滑；取大齿轮的搅油效率搅=0.98；取滚筒-输送带效率w=096;6. 动力来源：电力，三相交流，电压380/220v 带式运输机的工作原理1电动机 2v带传动 3展开式双级齿轮减速器4连轴器 5底座 6传送带鼓轮 7传送带 设计计算及说明结果二 动力机选择因为动力来源：电力，三相交流电，电压380/220v；所以选用常用的封闭式系列的 交流电动机。1. 机容量的选择1） 工作机所需功率pw 由题中条件 查询工作情况系数ka（见课表12.6，查得k a=1.2设计方案的总效率 0=带*轴*齿*搅*联*筒本设计中的(参考书第五页)带带的传动效率， 轴轴承的传动效率 （4对），齿轮的传动效率（2对），搅大齿轮的搅油效率（2个），联联轴器的效率，筒滚筒-输送带效率总=0.96*.0.984*0.972*0.982*0.99*0.96=0.76042） 计算驱动卷筒的转速 3) 卷筒的输出功率4)电动机输出功率 5)电动机额定功率有参考书表12-1，选取电动机的额定功率=5.5kw6)电动机的转速推算电动机转速可选范围,由参考书表13-2,查得带传动常用传动比范围, 由参考书表13-5,查得二级圆柱齿轮减速器传动比一般为=8-40, 则电总=0.7604=设计计算及说明结果动机转速可选范围为：初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如下表：方案电动机型号额定功率（）电动机转速(r/min)电动机质量(kg)同步满载1y132s-45.51000960842y132s-45.51500144068两方案均可行, 选定电动机的型号为y132s-4. 7)电动机的技术数据和外形,安装尺寸由由参考书表12-2和12-3查得主要数据，并记录备用。 三、计算传动装置的运动和动力参数1）传动装置总传动比 2)分配各级传动比根据分配原则取v带的传动比=3,高速级齿轮传动比为=6.5,低速极齿轮传动比=4.63） 各轴转速 设计计算及说明结果4）各轴输入功率 5）各轴转矩项目轴1轴2轴3轴4转速(r/min)144048072.846216.054功率(kw)4.3166 4.14393.86043.5963转矩(n*m)27.482179.1485479.26972053.816三.v带的传动设计 1）原始数据电动机功率 kw电动机转速 r/minv带理论传动比3单向运转、双班制、工作机为带式运输机 2）设计计算 1.算确定计功率pcpc =kapd根据双班制工作，即每天工作16小时，工作机为带式运输机， 查得工作系数ka=1.2pc =kapd=1.25.5= 6.6 kw 2.选取普通v带带型根据pca，nd确定选用普通v带a型。（由课本图12-13）p187 3. 确定带轮基准直径 d1和d2由课表12.7，初选小带轮基准直径d1 =112，=1%，由课本式（12-12）得 d2=(n1/n2)d1(1-)=(1440/480)112(1-) =332.64mm 从课表12.7取直径系列值d2=355mm 大齿轮转速 n2= n1 d1(1-)/ d2=(14401120.99)/335=449.7668r/min 与480r/min其误差绝对值大于5% 不允许！重选 取d1=125 同上计算d2=371.25mm 取d2=375mm计算同上, n2=475.2r/min与480r/min其误差绝对值小于5%,故允许 验算带速v在525m/s范围内，带充分发挥。确定带长和中心距a 由课本p187(12-18) 0.55(d1+d2)+ha2(d1+d2) 式中h为v带的高度 见课表12.2 得 264.85a934 故初选取中心距a=600,由课式12-2得带长 l=2a+/2(d1+d2)+ (d1+d2)2/4a =2600+/2500+2502/(4600) =2011.44mm 由课表12.3选用基准长度ld=2000mm 由课本式12-3,计算实际中心距 a=2l-(d1+d2)2/8 =594.3555 验算小带轮包角，包角合适。 确定v带根数z (i=3)由课表12.4查得p0=1.92kw由课表12.5得p0=0.17kw由课表12.8查得,由课表12.3查得,kl=1.03 由课式(12-19)得 取z=4根, 求压轴力fq 由课表12.2查得q=0.10kg/m,由式(12-20)得单根v带的张紧力 =154.7152n由课式(12-12),压轴力为 3.1.4带传动主要参数汇总表带型ldmmzdd1mmdd2mmammf0nfpna20004125375594.36154.21210,45带轮材料及结构（1）带轮的材料-带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为ht150或ht200( 2 ) 带轮的结构 带轮的结构形式为孔板式，轮槽槽型b型小带轮结构图 大带轮结构图高速级齿轮传动设计(1) 选择材料及确定需用应力 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质 hbs1=220接触疲劳强度极限mpa （由p151图10-6）弯曲疲劳强度极限mpa （由p153图10-9）大齿轮材料：灰铸铁ht300 hbs2=200接触疲劳强度极限 mpa （由 p151图10-6） 弯曲疲劳强度极限 mpa （由 p153图10-9）取sh=1.1 sf=1.3（2）按轮齿弯曲强度设计计算 齿轮按8级精度制造，取载荷系数k=1.5，齿宽系数 小齿轮上的转矩 t1= 初步选择螺旋角 。 齿数取z1=24,则z2=24 齿形系数 zv1= 由课图10-8查得yfi=2.7 yf2=2.15因 故应将带入课式（10-17）计算。 法向模数mn = 按课表4.1取 mn=3mm 中心距 取a=280mm 确定螺旋角 齿宽b=0.4取b2=112mm b1=116mm 验算齿面接触强度将各参数代入课式(10-14)可得 =305 =286.53mpa,安全 （4）齿轮的圆周速度 v= = 对照课表10.2可知选8级精度是合理的高速小齿轮序号名称1分度圆直径2齿顶高3齿根高则低速级齿轮传动设计选择材料及确定需用应力 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质 hbs1=220接触疲劳强度极限mpa （由p151图10-6）弯曲疲劳强度极限mpa （由p153图10-9）大齿轮材料：灰铸铁ht200 hbs2=200接触疲劳强度极限 mpa （由 p151图10-6） 弯曲疲劳强度极限 mpa （由 p153图10-9）取sh=1.1 sf=1.3 按轮齿弯曲强度设计计算齿轮按8级精度制造，取载荷系数k=1.5，齿宽系数 小齿轮上的转矩 t1= 初步选择螺旋角 。齿数取z1=25,则z2=25 齿形系数 zv1= 由课图10-8查得yfi=2.67 yf2=2.18 因 故应将带入课式（10-17）计算。 法向模数mn = 取按课表4.1取 mn=5mm中心距取a=365mm确定螺旋角齿宽b=0.4取b2=146mm b1=150mm验算齿面接触强度将各参数代入课式(10-14)可得 =305 =103.83mpa5年 5年 5年所选轴承寿命足够！八、键联接的选择和计算键型号的选择参数：8级及以上精度的齿轮有定心要求，故选择平键，a型，45钢。根据有键处的轴径大小选择键的参数：1、高速轴与带轮连接处轴径为d1=30mm ，查参【2】表9.10， 该处键参数为: 键长l=1890 取l=70 键槽 该键的型号为： 键 870 gb/t1096-1979。强度校核： 键的工作长度由参【2】式9-29 校核，工作平稳，带轮材料为铸铁，故由参【2】表9.11取. 强度足够!2、中间轴与齿轮配合处键的选择与计算有键处的轴径为，查参【2】表9.10，“b”和“d”处键参数为： 键长 l=28140 “b”处取l=100 ，“d”处取l=80 键槽 该键的型号为： 键 12100 gb/t1096-1979。强度校核： 键的工作长度 由参【2】式9-29 校核，工作平稳，“b”处齿轮为钢。“d”处齿轮为铸铁，故由参【2】表9.11取. 故键的强度足够！3、低速轴与齿轮及联轴器配合处键的选择与计算有键处的轴径分别为，查参【2】表9.10得“b”和“g”处的键参数如下： “b”处： 键长 l=63250 取 键槽 该处键的型号为： 键 22100 gb/t1096-1979. “g” 处： 键长 l=56220 取 键槽 该键的型号为： 键 20110 gb/t1096-1979.强度校核：由参【2】式9-29 校核，工作平稳，大齿轮材料为铸铁，联轴器材料为钢，故由参【2】表9.11得 ， 故键的强度足够！九、联轴器的选择1、类型选择由于工作平稳、转速不高、成本低，且为满足传递较大转矩，结构简单，工作可靠，维护方便，具有一定的对中性，选择凸缘联轴器。2、载荷计算 名义转矩 由参【2】表17.1 知，联轴器工作情况系数k=1.5，则 计算转矩 3、型号选择因为计算转矩小于联轴器公称转矩，转速小于最大转速，即 、，故查参【1】表8-2，综合各种因素，选联轴器的型号为: gy8 土元联轴器 y71142 gb/t5843-2003.公称转矩3150n.m。十、减速器的润滑方式密封类型的选择1、齿轮润滑齿轮采用的是浸油润滑，由于两对齿轮中的大齿轮直径相差不大，且速度也不大，由参【1】表7-2可知，选择耗油系统用油（gb443-1989），油代号为：l-an32.2、轴承润滑 由于齿轮的圆周速度较小，故采用脂润滑；由于减速器工作场合的需要，选用抗水性较好，耐热性较差的钙基润滑脂（gb491-87），润滑脂代号为：l-xaamha1.3、密封类型为了防止齿轮捏合时挤出的热油大量冲向轴承内部及轴承座，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油环；输入与输出轴外伸端处用毡圈密封。十一、润滑油牌号的选择和油量计算1、润滑油牌号选择由上可知，减速器的润滑油选用耗油系统用油（gb443-1989），油代号为：l-an32.2、油量计算 以每传递1kw功率所需油量为350-700，各级减速器需油量按级数成比例。该设计为二级减速器，每传递1kw功率所需油量为700-1400。实际储油量：由高速级大齿轮浸油深度约0.7个齿高，但不小于10mm；低速大齿轮浸油深度在 齿轮半径；大齿轮齿顶距箱底距离大于3050mm的要求得：（设计值为50）最低油深： 最高油深： 箱体内壁总长：l=940mm箱体内壁总宽：b=280mm 可见箱体有足够的储油量.十二、减速器附件的选择与设计1、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m6紧固b 、放油螺塞：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 、起盖螺钉：启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。钉杆端部要做成圆柱形，以免破坏螺纹.f 、定位销：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位销，以提高定位精度.g 、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.十三、减速器箱体的设计由参【1】表11-1，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10箱盖壁厚9箱盖凸缘厚度1箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径m24地脚螺钉数目6轴承旁联接螺栓直径m16盖与座联接螺栓直径=（0.50.6）m12连接螺栓的直径=150200180轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8定位销直径=（0.70.8）8、至外机壁距离见参【1】表11-234、22、18、至凸缘边缘距离见参【1】表11-228、16轴承旁凸台半径r128凸台高度以便于扳手操作为准42外箱壁至轴承座端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内机壁距离1.212齿轮端面与内机壁距离10箱盖，箱座肋厚 8.5轴承端盖外径+（55.5）d轴承外径115（1轴）125（2轴）175（3轴）轴承旁联结螺栓距离尽量靠近，以，互不干涉为准，一般取