琴岛学院带轮单级减速器说明书10-7.

1、青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：带式输送机传动装置设计 学院：机电工程系专业班级：机械设计及其自动化学 号：20100302015学 生：李运增指导老师：郇艳青岛理工大学琴岛学院教务处2013 年 7 月 2 日机械设计课程设计评阅书题目带式输送机传动装置设计学生姓名李运增学号 20100302015指导教师评语及成绩指导教师签名：年 月日答辩评语及成绩答辩教师签名：年 月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日机械设计课程设计说明书摘 要本次课程设计是设计一个单级减速器，根据设计要求确定传动方案，通过比较所给 的两种方案，选择2方案，作为设计方案。设计过程根据所给输出机的驱动卷筒的

2、圆周 力、带速、卷筒直径和传动效率。确定所选电动机的功率，再确定电动机的转速范围， 进而选出所需要的最佳电动机。计算总传动比并分配各级传动比，计算各轴的转速、转 矩和各轴的输入功率。对传动件的设计，先设计齿轮，从高速机齿轮设计开始，根据功 率要求、转速、传动比，及其其他要求，按齿轮的设计步骤设计，最后确定齿轮的齿数， 模数等一系列参数。本次课程设计我采用的是直齿轮，直齿轮的优点是，能提高齿轮啮 合的重合度，使齿轮传动平稳，降低噪音，之后设计齿轮的结构，按机械设计所讲 的那样设计，按同样的方法对低速级进行设计，接下来对箱体进行大体设计，设计轴的 过程中将完成对箱体的总体设计，设计轴主要确定轴的各

3、段轴径及其长度，在此设计过 程中完成了对一些附加件的设计包括对轴承的初选，主要是根据轴的轴向及周向定位要求来选定，然后对轴进行强度校核，主要针对危险截面。这个过程包括一般强度校核和 精密校核。并对轴承进行寿命计算，对键进行校核。设计过程中主要依据课程设计， 对一些标准件和其他的一些部件进行选择查取，依据数学公式和经验进行对数据的具体 确定。关键字：减速器、齿轮、轴、轴承、键机械设计课程设计计算说明书一、 设计任务书 .3二、传动方案拟定 .8三、电动机的选择 .10四、计算总传动比及分配各级的传动比 .11五、运动参数及动力参数计算 12六、传动零件的设计计算 18七、轴的设计计算 .26八、

4、滚动轴承的选择及校核计算.28九、键联接的选择及计算 29十、联轴器的选择 29十一、减速器箱体的选择 .30十二、减速器附件的选择 .31十三、润滑与密封 .32十四、课程设计小结 .32一、课程设计任务1.1课程设计的目的该课程设计是继机械设计课程后的一个重要实践环节，其主要目的是：（1）综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题， 进一步巩固和拓展所学的知识。（2）通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉 掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。（3）通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料， 进行全面

5、的机械设计基本技能的能力的训练。1.2课程设计要求1. 单级减速器装配图一张（A0）2. 设计说明书一份1.3课程设计的数据课程设计的题目是：带式输送机减速系统设计工作条件：单向运转,有轻微振动，经常满载，空载起动，两班制工作，使用期限10 年，输送带速度容许误差为土 5%卷筒直径D=380mm带速=1.95m/s,带式输送机驱 动卷筒的圆周力（牵引力）F=2.8KN。二、传动方案拟定2.1组成机器通常原动机、传动装置、工作机等三部分组成。传动装置位于原动机和工作机 之间，用来传递运动和动力，并可以改变转速，转矩的大小或改变运动形式，以适应工 作机功能要求。2.2特点齿轮相对于轴承不对称分布，

6、故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。 2.3确定传动方案综合比较带式输送机的四种传动方案，下图的传动方案工作可靠、传动效率高、维 护方便、环境适应性好。2.4.选择单级圆柱直齿轮减速器图2-1传动装置总体设计简图三、电动机选择3.1电动机类型的选择丫系列三相异步电动机3.2电动机功率选择321传动装置的总功率：n总=耳带 n 2轴承x n齿轮x n联轴器x n滚筒=0.96 x 0.992 x 0.97 x 0.99 x 0.96=0.8593.2.2电机所需的工作功率：P 工作=FV/1000n 总=2800 x 1.95/ (1000x 0.859)=6.35KW3.3确定电动机转

7、速计算滚筒工作转速：n 筒=60 x 1000V/ n D=60x 1000x 1.95/ ( n x 380)=98r/m in按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I a=36o取V带传动比I 仁24,则总传动比理时范围为I a=624根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：综合考虑电动机和传 动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/mi n。3.4确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160M-6其主要性能：额定功率：7.5KW，满载转速970r/

8、min，额定转矩2.0。质量119kg四、计算总传动比及分配各级的伟动比4.1总传动比i 总=n 电动/n 筒=970/98=9.94.2分配各级伟动比据指导书，取i带=2.5 （i=24合理）T i总=i齿轮x I带 i 齿轮=i 总/i 带=9.9/2.5=3.96五、运动参数及动力参数计算5.1计算各轴转速(r/min )n 1=n电机=970r/mi nnII=nl/i带=970/2.5=388(r/mi n)nlll=nll/i齿轮=359/4.38=82(r/mi n)5.2计算各轴的功率(KWP0=P 工作=7.5KWPI=P0X n 带=7.5 X 0.96=7.2KWPll=

9、Pl X n 轴承x n 齿轮=7.2 X 0.99 X 0.97=6.92W5.3计算各轴扭矩(NmmT0=9.55 X 106PI/nI=9.55 X 106X 7.5/970=73.84N mTl=9.55 X 106PI/nI=9.55 X 106X 7.2/359=191.53N mTll=9.55 X 106PII/nII=9.55 X 106X 6.92/89=805.93N m六、传动零件的设计计算6.1皮带轮传动的设计计算6.1.1选择普通V带截型因为每天工作8小时，由表136得：KA=1.1PC=KA P=1.1 X 7=7.7KW6.1.2由图8-10得：选用B型V带6.

10、1.3确定带轮基准直径，并验算带速由表8-6和表8-8 : 取 dd1=140mmdd2=n 1/n2- dd仁970/359 X 140=370.7mm由表 8-8 中，取 dd2=375mm 带速 V: V=n dd1 n1/60 X 1000=n X 140X 960/ (60X 1000)=7.11m/s在525m/s范围内，带速合适。6.1.4确定带长和中心矩 根据课本公式得0.7(dd1+dd2) a0 2(dd1+dd2)0.7(140+375) a02X (140+375) 所以有：340.9mmC a01200 （适用）6.1.6确定带的根数根据表(13-3) P0=2.08

11、KW根据表(13-4) P0=0.30KW根据表(13-5) Ka =0.96根据课本表(13-2) KL=1.03由课本式(13-15 )得Z=PC/P =PC/(P1+AP1)Ka KL=7.7/(2.03+0.3) X 0.96 X 1.03=3.276.1.7计算轴上压力由课本P70表5-1查得q=0.1kg/m，由式(13-18)单根V带的初拉力： F0=500PC/ZV(2.5/K a -1 ) +qV2=500 X 7.7/4 X 7.03 X (2.5/0.96-1)+0.17 X 7.032N=228.03N则作用在轴承的压力FQ由课本P87式(13-19)FQ=2ZF0si

12、na 1/2=2 X 4X 158.01sin167.6/2=1866.5N6.2齿轮传动的设计计算6.2.1选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40号碳素钢调质，齿面硬度为220HBS大齿轮选用45号钢调质，齿面硬度190HBS根据课本表11-1选8 级精度。齿面精糙度 Ra 76.43(kT1(u+1)/ du c H2)1/3由式(13-15)确定有关参数如下：传动比i齿=4.38取小齿轮齿数Z仁32则大齿轮齿数：Z2=iZ1=4.38 X 32=140实际传动比10=140/32=4.375传动比误差：(i-i0 ) /1=(4.38-4.375

13、)/4.38=0.1% 76.43(kT1(u+1)/ du 7 H2)1/3=76.431 X 50021.8 X (6+1)/0.9 X 6X 34321/3mm=78.97mm模数：m=d1/Z1=78.97/32=2.49mm根据课本表4-1取标准模数：m=2.5mm6.2.6校核齿根弯曲疲劳强度根据课本(11-8 ) 式7 F=(2kT1/bm2Z1)YFaYSaC 7 H确定有关参数和系数分度圆直径：d仁mZ1=2.5X 32mm=80mmd2=mZ2=2.5X 140mm=350mm齿宽：b= da=0.4 X 215mm=86mm取 b=90mm b2=90mm小齿轮略大于大齿

14、轮取100mmb1=100mm6.2.7齿形系数YFa和应力修正系数YSa根据齿数Z仁32,Z2=140由表11-9相得YFa1=2.56YSa1=1.55YFa2=2.18YSa2=1.83628许用弯曲应力(7 F根据课本(11-8 )式：7 F= 7 Flim YSTYNT/SF由课本图11-7C查得：7 Flim仁67.9Mpa7 Flim2 =57.8Mpa由图 6-36 查得：YNT1=0.88 YNT2=0.9试验齿轮的应力修正系数YST=2按一般可靠度选取安全系数SF=1.25计算两轮的许用弯曲应力7 F1= 7 Flim1 YSTYNT1/SF=190X 0.88/1.25M

15、pa=146Mpa7 F2= 7 Flim2 YSTYNT2/SF =180X 0.9/1.25Mpa=138Mpa将求得的各参数代入式(11-8)7 F仁(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2 X 1X 50021.8/45 X 2.52 X 20) X 2.80 X 1.55Mpa=67.9Mpa 7 F17 F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2 X 1X 50021.8/45 X 2.52 X 120) X 2.14 X 1.83Mpa=57.8Mpa 7 F2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够6.2.9计算齿轮传动的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)=2.5/2(32+1

16、40)=215mm6.2.10计算齿轮的圆周速度VV=n d1n 1/(60 X 1000)=3.14 X 32 X 354.24/60 X 1000=1.5m/s七、轴的设计计算7.1输入轴的设计计算7.1.1按扭矩初算轴径选用45#调质，硬度217255HBS根据课本(15-2 )式，并查表15-3，取Ao=112dmin =Ao3 F2/n2112 3 5.07/101.741.21考虑有键槽，将直径增大5%则d=41.21 X (1+5%)mm=43.277.1.2轴的结构设计7.1.2.1轴上零件的定位，固定和装配从左至右依次分为7段，取长度分别为11,12,13,14,15,16,

17、17,各段的纵面直径分别为d1,d2,d3,d4,d5,d6,d7为满足轴上的零件的定位，紧固要求和便于轴的装拆，常将轴 做成阶梯状。小齿轮的直径小，可以直接铸造到轴上，各段的两个阶梯之间的直径之差 为110mm视具体情况而定。7.1.2.2确定轴各段直径和长度I 段：d1=50mm 长度取 L=31mm/ h=2c c=1.5mm初选用6010型深沟球轴承，其内径为50mm,宽度为16mm外径为80mmII 段:d 2=d+2h=50+2X2X 1.5=56mm 二 d2=56mm考虑齿轮端面和箱体内壁的距离为 1013mm II段长为9mm通过密封盖轴段长应 根据密封盖的宽度，并考虑联轴器

18、和箱体外壁应有一定矩离而定，安装齿轮段长度应比 轮毂宽度小2mm故II段长：L2=9mmIII段为铸造直径段，取其直径为齿轮齿顶圆直径，直径d3=85mm长度为齿轮宽度， 取 L3=100mmW段和II段关于III段对称，所以取直径d4=56mm L4=9mmV段和I段关于III段对称，所以V段的设计标准和I段一样，取:d5=50mnpL5=31mmW设计为区分加工表面，所以 h取4。所以直径选为46mm长度选为80mm即 d6=46mm,6=80mm叫段，但此段左面的阶梯作定位轴肩考虑，应而按标准查取由手册得安装尺寸 h=3, 所以取d7=40mm同时由于段要安装带轮，计算得要是带轮上可以安

19、装4根v带，取L?=100mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=383mm7.1.2.3按弯矩复合强度计算 求分度圆直径：已知 di=80mm 求转矩：已知 Ti=T2=1.9 x 105N- mm 求圆周力：根据课本(11-24)式得Ft=2TJdi=4750N 求径向力Fr根据课本(11-35)式得Fr=Ft tan a =1730N(1) 绘制轴受力简图(如图a)(2) 绘制垂直面弯矩图(如图b)轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=865NFaz=Fbz=F”2=2375N由两边对称，知截面 C的弯矩也对称。截面 C在垂直面弯矩为MC1=FayL/2=865 x 130=56.22

20、5N m(3) 绘制水平面弯矩图(如图c)截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=2735X 75=154.38N m(4) 绘制合弯矩图(如图d)Mt=(Mh汁Mk2)1/2=(9.12+252)1/2=304.30N m绘制扭矩图(如图e)转矩：T=9.55 X( R/n2)X 106=190.0N m(6) 绘制当量弯矩图(如图f)转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取a =1,截面C处的当量弯矩：Mec=MC2+( a T)21/2=304.302+(0.6 X 190)21/2=324.95N m(7) 校核危险截面C的强度由式(14-5) (T e=Mec/0.1d33=324.

21、95/0.1 x 853=5.29MPa c(P3/n3)1/3=115(6.9/82)1/3=45.08mm考虑到有键槽45.08 X( 1+5% =47.3mm取 dmin=50mm7.2.2轴的结构设计7.2.2.1轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴 肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套 筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，左轴承从左面装入，齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。7.2.2.2确定轴的各段直径和长度初选6012型角接球轴承，其内径为60mm宽度为18mm考

22、虑齿轮端面和箱体内壁， 轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为 20mm则该段长48mm安装齿轮段 长度为轮毂宽度为2mm即长度分别为：11=60, 12=50 13=4814=8715=916 =36各段的纵面直径分别为：d仁50d2=56d3=60d4=64d5 =70d6=607.2.2.3按弯扭复合强度计算 求分度圆直径：已知d=350mm 求转矩：已知 T2=805.93N - m 求圆周力Ft:Ft=2T3/d2=4750N 求径向力Fr根据课本得Fr=Ft tan a =1730N 两轴承对称二 LA=166mm LB=216mm八、滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴

23、承寿命5000小时8.1计算输入轴承初选轴承为深沟球轴承，型号为 6010,额定动载荷为16.8KN。8.1.1、计算当量载荷由于是深沟球轴承，且只承受径向载荷，则P=F1V+F=836+1730=25958.1.2、轴承寿命计算根据条件，取ft二1, fp=1.2 ；由于是球轴承，；=3，贝yLh=47500h5000h预期寿命足够。8.2计算输出轴承初选轴承为深沟球轴承，型号为 6012,额定动载荷为24.5KN。 8.2.1计算当量载荷由于是深沟球轴承，且只承受径向载荷，则P=F1V+F=865+1730=25958.2.2轴承寿命计算根据条件，取ft =1,f1.2 ;由于是球轴承，；

24、=3，贝ULh=49990h5000h预期寿命足够。九、键联接的选择及校核计算 9.1键的选择轴径 d仁40mm,L1=100mm查手册得，选用C型平键，得：键 A 12 X 8 GB1096-79 l=L1-b=100-10=90mmT2=191.5N - m h=8mm根据课本得(T p=4T2/dhl=4 X 191500/40 X 8X 90 =19.34Mpa c R(110Mpa)9.2输出轴与齿轮联接采用平键联接轴径 d3=64mm L3=87mm T=805.93N m查手册P51选A型平键键 18X 11GB1096-79l=L3-b=87-17=70mm h=11mmc p

25、=4T/dhl=4 X 805930/70 X 11X 64 =65.4Mpa c p(110Mpa)9.3输出轴与联轴器联接用平键联接轴径 d2=50mm L2=60mm T=805.93Nm选用C型平键键 14X 9 GB1096-79l=L2-b=60-10=50mm h=9mm据课本得c p=4T/dhl=4 X 805930/50 X 9X 50=89.7Mpa8本设计为单级圆柱齿轮 减器也=1，而a=205mm所 以6 =(2059025+1)mm=6.12取 5 = 8mm6 =(205汉 0.02 + 1 )mm = 5.1m取色=8mm8箱盖壁厚5mm o8箱体凸缘厚度b b

26、i b2箱座b=1.56 =1.58=12 mm箱盖D =1.5 =1.5 汉 8 = 12mm箱地座b2 = 2 =2.58=20mmb=12b1=12b2=20加强肋厚mm箱座 m =0.85 =&8 mm 箱盖 m =0.8少1 =6.8mmm=6.8m1=6.8地脚螺钉直径dfdf =0.036a +12 =19.38mm选取 M20 则 df =20mm20地脚螺钉数目na= 205 兰 250 取 n = 44轴承旁联接螺栓 直径di4 =0.75df =15mm 选取 M16 则 d1 =16mm16箱盖、箱座联接 螺栓直径d2d2 =(0.50.6)df取 M12 d2=12m

27、m 螺栓间距LM150V20012轴承盖联接螺钉 直径和数目d3n高速轴轴承外径所以 d3=8mm，n = 4低速轴轴承外径d3 二 8、n=4D=150mm所以山=1亦口，门=6轴承盖（轴承座 端面）外径D2高速轴轴承盖外径D2 =120mm低速轴轴承盖D2 = 210mm120;135观察孔盖螺钉直径d4d4 =(0.3V0.4)df 选取 M8 d4=8mm8df、4、d2 至箱体外壁距离；df、d2至凸缘边缘距离G、C2df 26 24dl 22 20d2 18 1634轴承旁凸台高度和半径h、Rih由结构确定；R=C228箱体外壁至 轴承座端面距离lih = Ci + C2 + (5 10)取1 =52mm40十二、减速器附件的选择包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放 油螺塞、起吊装置。十三、润滑与密封润滑：齿轮采用浸油润滑。当齿轮圆周速度 v12m/s时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离3060mm轴承润滑采用润 滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的 32采用稠度较小润滑脂。密圭寸：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。十四、设计小结入学第二周开始，我们就开始了我们为期两周的机械课程设计。早就听学长学姐 这一课程的