精密机械课程设计计算-带式输送机用一级齿轮减速器.doc

机械设计课程设计计算说明书设计题目 带式输送机用一级齿轮减速器光电信息工程 专业 一 班设计者 黄海强 指导教师 刘俊 2012 年 1 月 13 日（重庆大学）机械设计课程设计计算说明书一、传动方案拟定 x二、电动机的选择 x三、计算总传动比及分配各级的传动比 x四、运动参数及动力参数计算 x五、传动零件的设计计算 x六、轴的设计计算 x七、滚动轴承的选择及校核计算 x八、键联接的选择及计算 x九、参考书目录 x十、日志 x计算过程及计算说明一、 传动方案拟定示意简图：fv原始数据：（1）输送带工作拉力7700 n；（2）输送带工作速度0.56m/s（允许输送带速度误差为5%）；（3）滚筒直径210mm；（4）滚筒效率（包括滚筒和轴承的效率损失）；（5）工作情况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳；（6）使用折旧期 5年；（7）动力来源 电力，三相交流，电压380v；（8）制造条件及生产批量 一般机械厂制造，小批量生产。二、电动机选择1、电动机类型的选择按工作要求和工条件，选用一般用途的y(ip44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2、电动机容量（1）卷筒轴的输出功率pwkw（2）电动机输出功率pd 传动装置的总功率：总=带2轴承齿轮联轴器滚筒 =0.960.9920.970.990.96=0.867故=(3)电动机额定功率ped 由机械设计基础课程设计附录b选取电动机额定功率ped =5.5kw。滚筒轴的转速是为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由机械设计基础课程设计表2-2查得v带传动常用传动比范围=24，单级圆柱齿轮传动比范围=35，则电动机转速可选范围为可见同步转速为750r/min、1000r/min的电动机均符合。这里初选同步转速分别为750r/min和1000r/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(kw)电动机转速(r/min)传动装置的传动比同步满载总传动比v带传动单级减速器1y132m2-65.5100096018.853.55.42y160m2-85.575072014.143.54.04由表中数据可知两个方案均可行，但方案1的电动机转速高，但总传动比比较大。方案2的传动装置结构尺寸较小，传动比一般。因此选择采用方案2，选定电动机的型号为 y160m2-8。（4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸由机械设计基础课程设计附录b表b-2查出 y160m2-8型电动机的主要技术数据和外形，安装尺寸，并列表记录备用（略）。3、计算传动装置总传动比和分配各级传动比1）传动装置总传动比2）分配各级传动比取v带传动的传动比.5，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为所得i2值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。4计算传动装置的运动和动力参数1）各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为2）各轴输入功率按电动机额定功率计算各轴输入功率，即3）各轴转矩三 皮带轮传动的设计计算1、确定计算功率为工作情况系数，查机械设计基础表13-8可得，=1.2 即 =1.25.5=6.6kw2、选择v带的型号 根据计算功率=13.2kw，主动轮转速=730r/min,由机械设计基础图13-15选择b型普通v带。3、确定带轮基准直径由机械设计基础表13-9得=125mm取=140mm 大带轮的基准直径，因为=3.5 所以=205.71r/min.5140=490mm 由机械设计基础表13-9选取标准值500mm，则实际传动比i，从动轮的实际转速分别为4、验算带速v带速在525的范围内。5、确定带的基准长度和实际中心距a中心距a满足 0.7(+)2(+) 得：448mm1280mm按照结构设计要求初定中心距=1000mm.由 + =21000+(140+500)+ =3037.7mm查机械设计基础表13-2可得：=3150mm实际中心距a为a+=1056.15mm中心距a的变动范围为=a-0.015 =(1056.15-0.0153150)mm=1008.9mm=a+0.03=(1056.15+0.033150)mm=1150.65mm6、校验小带轮包角由机械设计基础式（13-1）= 7、确定v带根数z由机械设计基础式（13-15）根据=140mm、=720r/min,查机械设计基础表13-3，用内插法得查机械设计基础表13-5得 =0.22由机械设计基础表13-2查得带长度修正系数=1.07,表13-7查得包角系数=0.86，得普通b型v带条数z=根取z=4根8、求初拉力及带轮轴上的压力由机械设计基础表13-1查得b型普通v带的每米长质量q=0.17 kg/m,根据课本式（8.19）得单根v带的初拉力为 =n =259.7n由课本式（8.20）可得作用在轴上的压力为 =2 =2259.74 n =2047.6n9、 设计结果选用4根b型v带，中心距a=1056.15mm,带轮直径=140mm,=500mm，轴上压力=2047.6n。四 齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级齿轮材料/牌号硬度/hbw小齿轮45调制229286527641410480大齿轮45正火169217407503280340选8级精度，要求齿面粗糙度 2、计算许用应力（1）许用接触力 易知大齿轮接触极限应力较低，只需求出 对正火齿轮 （2）许用弯曲应力 由课本表7-9取 （3）计算齿轮的工作转矩(4) 根据接触强度，求小齿轮分度圆直径选定 则模数 取m=2两齿轮中心距（5）验算接触应力取 齿轮圆周速度查课本图7-33， 接触强度足够（6）验算弯曲强度弯曲应力 由课本图7-38查得非变位（x=0）时，而由 故验算大齿轮弯曲应力所以，弯曲强度足够。五 轴的设计计算1、选择轴的材料，确定许用应力 由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。由课本表14.7查得强度极限=650mpa，屈服强度 ，对称循环应力状态下的许用弯曲应力 。2、按扭转强度估算最小轴径根据课本表10-2，得c=107118，取c=118。又由式轴：轴：考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%5%，取为38mm。轴取为60mm。3、轴的结构设计1. 低速轴根据轴向定位的要求确定各段直径（按顺序从左至右） -ii段轴用于安装轴承tl9（角接触球轴承，机械设计课程设计表21-2），取直径为70mm，长度为24mm ii-iii段轴肩用于固定齿轮，直径为108mm，长度为12mm iii-iv段用于安装大齿轮，直径为92mm，其长度略小于大齿轮宽度，取100mm iv-v段用于安装轴承6216，直径为80mm,长度为40mm v-vi段直径为70mm, ,长度为92mm vi-vii段直径为60mm,长度为88mm2.高速轴根据轴向定位的要求确定各段直径（按顺序从左至右,可参照上图）-ii段轴用于联接大带轮，取直径为38mm，长度为74mmii-iii段取直径为44mm ,长度为92mmiii-iv段轴安装轴承，直径为55mm,长度为43mmiv-v段直径为65mm, ,长度为105mmv-vi段直径为70mm,长度为8mmvi-vii段直径为65mm,长度为12mm-段直径为55mm,长度为21mm.4、轴的校核因为设计的是一级减速器，只需校核低速轴。若低速轴强度足够，则高速轴强度也足够。在低速轴上，齿轮受力情况为圆周力 径向力 则低速轴受力为水平支反力 n垂直支反力 n轴承受的弯矩m：水平弯矩 垂直弯矩合成弯矩轴传递的转矩为危险截面的当量弯矩为计算危险截面的轴径考虑到键槽对轴的削弱，d增大5%即 而该危险截面的轴径为92，大于25.38。所以轴的强度足够。六 润滑、密封装置的选择 根据齿轮的圆周速度,轴承可以用脂润滑和油润滑润滑,由于齿轮的转速是小于2m/s, 故轴承润滑采用脂润滑，为防止箱体内的轴承与润滑脂的配合，防止润滑脂流失，应在箱体内侧装挡油环，润滑脂的装填量不应超过轴承空隙体积的，在减速器中，齿轮的润滑方式根据齿轮的圆周速度而定，由于v12m/s，所以采用油池润滑，齿轮浸入油池1-2个齿高深度，大齿轮的齿顶到油底面的距离为40mm，箱体内采用sh0357-92中的50号润滑，装至规定高度。轴承盖中采用毡圈油封密封。七 减速器箱体的设计名称符号减速器型式、尺寸关系/mm结果齿轮减速器箱座壁厚0.025a+18 8箱盖壁厚0.025a+18 8箱盖凸缘厚度 1.512箱座凸缘厚度b 1.5 12箱座底凸缘厚度 2.5 20地脚螺钉直径 0.036a+12 22地脚螺钉数目 n a250时，n=6 6轴承旁连接螺栓直径 0.75 16盖与座连接螺栓直径 （0.50.6） 12连接螺栓的间隔150200 150轴承端盖螺钉直径 （0.40.5） 10检查孔盖螺钉直径 （0.30.4） 8定位销直径d (0.70.8) 9、至外箱壁距离 见机械设计基础课程设计表6-2：=30：=22：=18、至凸缘边缘距离 见机械设计基础课程设计表6-2：=26：=16轴承旁凸台半径 16凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准 20外箱壁至轴承座端面的距离 +（5+10）36齿轮顶圆与内箱壁间的距离 10齿轮端面与内箱间的距离 9箱盖、箱座肋厚轴承端盖外径d+（55.5），d-轴承外径i轴：120ii轴：140轴承旁连接螺栓距离 s尽量靠近，以m和m互不干涉为准，一般取s=i轴：120ii轴：140八 日志一月五号至九号设计计算一月十号至十二号装配图、零件图的绘制一月十三号资料的装袋整理九 参考资料 参考书目录1 材料力学m. 重庆：重庆大学出版社，1999年3 徐峰,李庆祥. 精密机械设计m. 北京:清华大学出版社，2005年4 宋子玉. 机械制图m. 北京:北京航空航天大学出版社，1991年.5 龙振宇，李良军. 机械设计手册m. 北京:机械工业出版社，1991年.6 李柱. 互换性与测量技术基础m. 北京： 计量出版社,