减速器课程设计---直齿圆柱齿轮减速器带式输送机设计.doc

机械设计基础课程设计设计题目： 直齿圆柱齿轮减速器带式输送机设计 专业班级： 弹药工程与爆炸技术 学 号： 10601203 设 计 人： 程博林 指导老师： 孙永满 完成日期： 2012/6/29 1. 传动方案说明1.1说明：减速器一级传动，电动机将动力经V带传送给减速器，再经减速器传递给输送机传输带。1.2原始数据： （1）输送拉力F=2350N；（2）输送带工作速度V=1.7m/s；（3）输送机滚筒直径D=400mm；（4）每日工作时间T=24 h；（5）工作年限：5年1.3工作条件：连续单向传动，不可逆转，载荷平稳，启动载荷为名义载荷的1.25倍；输送带速度误差允许5%；工作环境灰尘较大；动力来源于三相交流电（电压为380/220伏）；检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修。2. 电动机的选择2.1选择电动机系列：按工作要求和工条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机，卧式封闭结构。2.2选择电动机型号（1）卷筒轴的输出功率 （2）电动机到滚筒的总效率 =0.95*0.993*0.97*0.99*0.96=0.8498 其中，.分别为：V带，轴承（球轴承），齿轮（8级精度），联轴器（齿式联轴器），滚筒的效率。（3）电动机输出功率Pr 查手册，选额定功率为5.5kW的Y132S-4型或Y132M2-6型2.3确定电动机转速（1）滚筒轴的转速 （2）以同步转速1500r/min和1000r/min两种方案进行对比：方案号电 动 机型 号额定功率kW同步 转速r/min满载转速r/min总传动比 1Y132S-45.51500144017.74 2Y132M2-65.5100096011.827由表中数据可知两个方案均可行：方案2的传动比较小，传动传动装置结构尺寸较小，但是电动机价格贵；方案1传动比不是太大，并且电机价格低。因此可采用方案1，选定电动机的型号为Y132S-4，额定功率, 同步转速1500r/min，满载转速,中心高,外伸轴径，外伸长度.2.4初步分配各级传动比（1）传动装置总传动比 （2）分配各级传动比取单级圆柱齿轮减速器的传动比（）则V带传动的传动比为 （）2.5传动装置的运动和动力参数计算（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）各轴输出功率 （3）各轴转矩 3 普通V带传动设计3.1确定计算功率查表9.21（P150） 得工况系数 =1.4 由式（9.16）（P149）得 =1.4*5.5=7.7kW3.2选择V带的型号由图9.13（P149）根据，,选择A型普通V带。3.3确定带轮基准直径由课本表9.6（P140）和图9.13（p149）选取小带轮直径=125mm=75mm故大带轮直径按表9.3（P134）选标准值则实际传动比 从动轮实际转速从动轮转速相对误差率 在5%以内，为允许值。3.4验算带速V 带速在525的范围内，为允许值。3.5确定带的基准长度和实际中心距a由式（9.18）（P151）得0.7(+)2(+) 得：402.5mm1150mm按照结构设计要求初定中心距.由式(9.15)（P151）得：mm=2536mm查表9.4(P135)选择基准长度Ld=2500mm由式(9.20)(P151)得实际中心距中心距a的变动范围为: 3.6校验小带轮包角由式(9.3)(P131)得： 3.7确定V带根数Z 查表9.9（P144）得单根V带额定功率 由表9.18（P148）得弯曲影响系数 根据实际传动比查表9.19（P148）得V带传动比系数由式（9.15）（P148）得功率增量 由表9.4（P136）查得带长修正系数 由图9.12（P148）查得包角系数 由式（9.22）（P151）得V带根数Z圆整得Z=4根3.8求初拉力及带轮轴上的压力由表9.6（P140）查得A型普通V带的每米长质量根据式（9.23）(P152)得单根V带的初拉力为 由式（9.24）（P152）得作用在轴上的压力为 3.9 设计结果选用4根A-2500 GB/T 11544-1997型普通V带，中心距,小带轮直径，大带轮直径，轴上压力。4.减速器齿轮传动的设计计算4.1初始数据及工作条件 减速器传动功率 小齿轮转速 减速器齿轮传动比单向传动，载荷平稳，寿命5年，每日工作时长24h。4.2选择齿轮材料及精度等级 根据表11.8（P207）可得，小齿轮选用45钢（调质），齿面硬度为217255HBS； 大齿轮选用45钢（正火），齿面硬度为169217HBS； 因为是普通减速器，由表10.20（P233）选8级精度由表11.21（P234）查得齿面粗糙度4.3按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（11.23）（P212）求出值。确定有关参数与系数：（1）转矩T1 （2）载荷系数K查表11.10（P211）取K=1.1（1.01.2）（3）齿数和齿宽系数小齿轮的齿数取为24（闭式软齿面齿轮传动中小齿轮齿数推荐值为2440），则大齿轮齿数 圆整取实际齿数比齿数比误差为在5%以内，为允许值因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本表11.19（P232）选取=1.1 （0.81.4）。（4）许用的接触应力由图11.25（P208）查得=575MPa =530MPa由课本表11.9(P209)查得=1.05 (1.01.1)=604001（552524）=7.40(转) 查课本图11.28（P210）得。由课本式（11.15）（P208）可得 所以， 所以，由课本表11.3（P190）取标准模数m=2.5mm4.4主要尺寸计算 故取 中心距 4.5按齿根弯曲疲劳强度校核1）、齿形系数查课本表11.12（P214）得=2.68，=2.172）、应力修正系数查课本表11.13（P214）得1.813）许用弯曲应力由课本图11.26（P209）查得 由课本表11.9（P209） 查得 （1.31.4）由课本图11.27（P210）查得 由课本式（11.16）（P208）可得 故有弯曲应力 故齿根弯曲强度校核合格。4.6验算齿轮的圆周速度 由课本表11.21（P234）可知，8级精度的直尺圆柱齿轮圆周速度小于等于3m/s，故选8级精度是合适的。4.7几何尺寸计算大齿轮齿顶圆直径 由于，所以采用腹板式结构。5.轴的设计计算5.1初始数据计算 （1）轴的转速 （2）轴的输出功率 （3）转矩 5.2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（调质）。硬度217255HBS 由课本表16.1（P307）查得强度极限=637MPa 由课本表16.3（P314）以及该减速器单向传动，可认为转矩为脉动循环变化，得许用弯曲应力。5.3低速轴的设计计算5.3.1按扭转强度估算轴径（轴的最小直径）根据表16.2（P314）得C=107118又由式（16.2）（P313）得考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，取一个键槽，则轴径估算值加大3%5%（取5%）即为 由设计手册取标准直径5.3.2确定各轴段直径 轴段2：考虑到要对安装在轴段1上的联轴器进行定位，故轴段2上应该有轴肩，取 轴段3：由课程设计表10.39（P103）查得，应选用深沟球轴承6210，得，安装尺寸 轴段4： 轴段5：5.3.3确定各轴段长度轴段1：由课程设计表10.46（P113）查得应选用YL10(J1)型联轴器，故轴段2：要安装轴承端盖，故取 轴段3：安放轴承，由于6210轴承宽度，轴承左端与齿轮轴间距为1020mm,故取 轴段4：大齿轮宽度，为保证齿轮固定可靠，应取 轴段5：轴上一对轴承的中心距 故 轴段6：因为，故取5.3.4按弯扭合成强度校核轴径（1）轴的受力情况由式（11.28）（P210）得，大齿轮圆周力 径向力 （2）水平面内有 A,B两支点的支点反力为 I-I截面处的弯矩为II-II 截面处的弯矩为（3）垂直面有 A,B两支点的支点反力为 I-I截面左侧弯矩为 I-I截面右侧弯矩为II-II截面左侧弯矩 II-II截面右侧弯矩 （4）合成弯矩 I-I截面： II-II截面：（5）转矩（6）求当量弯矩： 因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数取0.6。 所以其当量弯矩为： I-I截面： II-II截面： （7）确定危险截面及校核强度：因为，并且I-I截面处有键槽，所以I-I截面可能为危险截面。I-I截面强度: II-II截面：故设计的轴有足够的强度，并有比较大的裕度。5.3.5绘制轴的零件图6.轴承的选择6.1选择类型经分析，所选轴承要能承受径向载荷，而不需要承受轴向载荷，因此选用深沟球轴承。6.2轴承尺寸由轴的设计计算得轴承内径d：（高速轴）30mm;（低速轴）50mm依照课程设计表10.39（P103）可得：轴承初选型号为：6206型（高速轴轴承），其外径D=62mm,宽度B=16mm,基本额定动载荷，基本额定静载荷6210型（低速轴轴承），其外径D=90mm,宽度B=20mm,基本额定动载荷，基本额定静载荷6.3公差等级：由于带式输送机运动精度要求不高，故轴承的精度等级都选用普通级P0级。6.4安装形式：无正反装之分。6.5轴承寿命计算 由表17.9（P350）得轴承载荷系数（1.21.8） 由表17.8（P349）得轴承径向载荷系数X=1 轴向载荷系数Y=0由上节计算过程可知：A,B两支点的径向支点反力高速轴为：低速轴为： 由式（17.2）（P349）得轴承的当量动载荷高速轴为：低速轴为：由表17.10（P351）得，轴承温度系数 又对于球轴承，其寿命系数 而轴承的许用寿命 由式（17.12）（P351）得轴承的实际寿命Lh为：高速轴轴承为： 低速轴轴承为：故所选的轴承的两对深沟球轴承（6206和6210）寿命合乎要求即所选轴承合格。7.联轴器的选择由课程设计表10.45（P112）选得联轴器孔径为45mm，轴孔长度为84mm的无沉孔的短圆柱形轴孔联轴器（J1型）由课程设计表10.46（P113）以及传递转矩（即 ）选得型号为YL10型凸缘联轴器综上，联轴器型号选为YL10(J1)型凸缘联轴器8.润滑、密封装置的选择 根据课本，再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。9.减速器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 10箱盖壁厚0.025a+18 10箱盖凸缘厚度 1.515箱座凸缘厚度b 1.5 15箱座底凸缘厚度 2.5 25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 见课本：=30：=22：=18、至凸缘边缘距离 见课本：=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 12齿轮端面与内箱间的距离 10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：14010.总结这次关于带式运输机上的一级圆柱直齿轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质起到了很大的帮助；使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.1、机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械设计基础、工程力学、互换性与测量技术、Auto CAD、机械设计手册于一体。2、这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3、在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力,特别是提高了分析问题和解决问题的能力,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。5、设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。11.参考资料1、陈立德主编. 机械设计基础第二版高等教育出版社2、于晓文主编. 机械设计.课程设计中国计量出版社3、李银玉主编. 机械制图.AutoCAD中国计量出版社4、韩进宏 主编. 互换性与测量技术机械工业出版社。备注：此节查表图的内容均参照机械设计课程设计一书备注：此节查表内容均参照机械设计基础第二版初定中心距Ld=2500mm备注：此节查表内容均参照机械设计基础第二版=575MPa=570MPa备注：此节查表内容无特殊说明则均参照机械设计基础第二版机械设计基础课程设计任务书课程名称机械设计基础课程代码设计时间2012/6/18-2012/6/29指导教师孙老师专 业弹药工程与爆炸技术班 级10601203姓名程博林1.课程设计任务及要求1.1课程设计任务：直齿圆柱齿轮减速器带式输送机带式输送机1.2要求1.2.1按课题目录指定的学号，不得随意调换；1.2.2学生应在老师指导下独立完成，课程设计指导书见机械设计基础课程设计第四篇。2.课程设计的目的和要求2.1课程设计的目的根据教学计划安排，本次课程设计集中 周时间进行。本课程设计是 机械设计基础 课程教学的重要组成部分。通过本次课程设计，使同学们进一步加深对本门课程的认识，实际接触一下实际工程的实例，培养同学的理论联系实际、自己动手解决实际问题的能力，为今后参加工作打下良好的基础。2.2课程设计的要求2.2.1掌握机械设计一般过程，直齿轮、斜齿轮、蜗轮蜗杆减速器的设计内容、过程和设计方法 。2.2.2按指导教师要求完成直齿轮、斜齿轮、蜗轮蜗杆减速器的的设计；2.2.3学会应用直齿轮、斜齿轮、蜗轮及轴的强度设计计算、校核以及轴承的选用，具备一