带式运输机传动装置设计课程设计说明书

1、引 言减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单，并可成批生产，故在现代机措中应用很广。 减速器类型很多，按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。当传动比在8以下时，可采用单级圆柱齿轮减速器。大于8时，最好选用二级(i=840)和二级以上(i40)的减速器。单级减速器的传动比如果过大，则其外廓尺寸将很大。二级和二级以上圆柱齿轮减速器的传动布置形

2、式有展开式、分流式和同轴式等数种。展开式最简单，但由于齿轮两侧的轴承不是对称布置，因而将使载荷沿齿宽分布不均匀，且使两边的轴承受力不等。为此，在设计这种减速器时应注意：1)轴的刚度宜取大些；2)转矩应从离齿轮远的轴端输入，以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀；3)采用斜齿轮布置，而且受载大的低速级又正好位于两轴承中间，所以载荷沿齿宽的分布情况显然比展开好。这种减速器的高速级齿轮常采用斜齿，一侧为左旋，另一侧为右旋，轴向力能互相抵消。为了使左右两对斜齿轮能自动调整以便传递相等的载荷，其中较轻的龆轮轴在轴向应能作小量游动。同轴式减速器输入轴和输出轴位于同一轴线上，故箱体长度较短。但这种减速器的轴向尺寸较大

3、。圆柱齿轮减速器在所有减速器中应用最广。它传递功率的范围可从很小至40 000kW，圆周速度也可从很低至60m/s一70ms，甚至高达150ms。传动功率很大的减速器最好采用双驱动式或中心驱动式。这两种布置方式可由两对齿轮副分担载荷，有利于改善受力状况和降低传动尺寸设计。关键词：减速器 刚性 零部件 方案目 录引言1一 课程设计任务书31. 课程设计题目：32.已知条件3二. 设计任务4三. 设计步骤41. 传动装置总体设计方案42、电动机的选择43.计算传动装置各轴的运动和动力参数64.齿轮的设计7（一）高速级大小齿轮的设计7(二).按齿根弯曲强度校核10（三）低速级大小齿轮的设计11(四)

4、.按齿根弯曲强度校核134. 滚动轴承和传动轴的设计14(一).高速齿轮轴的设计14（二）中间轴的设计19（三）低速轴的设计205.角接触轴承的校核20四 设计小结21五 参考资料22 一 课程设计任务书1. 课程设计题目：带式运输机传动装置设计（简图如下）1 二级展开式圆柱齿轮减速器2 运输带3联轴器（输入轴用弹性联轴器，输 出轴用的是齿式联轴器）4电动机5卷筒原始数据：数据编号1运送带工作拉力F/N1500运输带工作速度v/(m/s)1.3卷筒直径D/mm3402.已知条件1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35；2）使用折旧期：8年；3）检修间隔

5、期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V5）运输带速度允许误差为5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。二. 设计任务1.减速器总装配图一张。2.轴、齿轮零件图各一张。3.说明书一份。三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案本组设计数据：第1组数据：运送带工作拉力F/N 1500 。运输带工作速度v/(m/s) 1.3 。 卷筒直径D/mm 340 。1）减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。2）方案简图如下图3) 该方案的优缺点：二级展开式圆柱齿轮减速器具有传递功率大，轴具有较大刚性,制造简单,维修方便,使用寿命长等许多

6、优点,在工业上得到广泛应用。 2、电动机的选择1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列全封闭自扇冷笼型三相异步电动机，电压380V。2）选择电动机的功率工作机的有效功率为：Pw=Fv/1000 kW从电动机到工作机传送带间的总效率为：由机械设计课程设计指导书表9.1可知： ：弹性联轴器效率 0.99 ：滚动轴承效率 0.98（滚子轴承） ： 齿轮传动效率 0.97 （8级精度一般齿轮传动） ：卷筒效率 0.99所以电动机所需工作功率为 3）确定电动机转速按手册推荐的传动比合理范围，二级展开式圆柱齿轮减速器传动比而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有

7、750、1000和1500三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000的电动机。电动机型号额定功率（kw）满载转速(r/min)Y132s-6 3 960 2.0 2.0电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如下表安装尺寸外形尺寸HABCDEFGKMNPRSTABACADHDL13221614089388010331226523030001542802752103154752.计算传动装置的总传动比并分配传动比1 总传动比为：2 分配传动比： 考虑润滑条件为使两级大齿轮直径相近取， 故 3.计算传动装置各轴的运动和动力参数1) 各轴的转速 高

8、速轴 中间轴 低速轴 卷筒轴2) 各轴的输入功率 高速轴 中间轴 低速轴卷筒轴3) 各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩为所以：高速轴 中间轴低速轴卷筒轴将上述计算结果汇总于下表，以备查用。轴名功率P/kw转矩T/(Nmm)转速n/(r/min)传动比效率电机轴2.3996010.99高速轴2.3796040.95中间轴2.252402.890.95低速轴2.148310.97卷筒轴2.08834.齿轮的设计（一）高速级大小齿轮的设计1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB/T10095.

9、1、22001)。(3)材料选择。由机械设计表5-5选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为250HBW，大齿轮为45钢（正火），硬度为210HBW，二者材料硬度差为40HBW。(4)选小齿轮齿数，则大齿轮齿数(5)按软齿面齿轮非对称安装查表5-8，取齿宽系数2) 初步设计齿轮主要尺寸 (1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算。两者比较校核。 (2) 按齿面接触疲劳强度设计，即 1 确定公式内的各计算数值.试选载荷系数。.计算小齿轮传递的转矩 .由课本图P113图6-6（b）按齿面硬度查得：小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。. 计算接触疲劳许用应力取

10、安全系数S=1 2.计算. 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 齿数比=55.70mm .计算圆周速度。 .计算齿宽。.计算载荷系数 根据，7级精度，课本P85图5-7查得动载系数； 使用系数； 由课本P118图6-5用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称分布时，； 故载荷系数：.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 .计算模数 查标准模数系列（GB 135787）取模数小齿轮齿数大齿轮齿数.几个尺寸计算1.计算分度圆直径 2.计算中心距 3.计算齿轮宽度 取，。4.齿高h (二).按齿根弯曲强度校核 弯曲强度的校核公式 1.确定公式内的各计算数值. 由课本P114图6-7查得：小齿轮

11、的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；.课本P116图6-8取弯曲疲劳寿命系数，；.计算弯曲疲劳许用应力； 取弯曲疲劳安全系数，应力修正系数，有 .计算载荷系数； .查取齿形系数； 查得；.查取应力校正系数；查得；.计算大、小齿轮的并加以比较； .校核计算 （三）低速级大小齿轮的设计1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB/T10095.1、22001)。(3)材料选择。由机械设计表6.1选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为250HBW，大齿轮为45钢（正火），硬度为210HBW，

12、二者材料硬度差为40HBW。(4)选小齿轮齿数，则大齿轮齿数取(5)按软齿面齿轮非对称安装查表6-11，取齿宽系数2) 初步设计齿轮主要尺寸 (1) 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算。两者比较校核。 (2) 按齿面接触疲劳强度设计，即 2 确定公式内的各计算数值.试选载荷系数。.计算小齿轮传递的转矩 . 由课本P121表6-8查得材料系数。. 由课本图P113图6-6（b）按齿面硬度查得：小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。. 计算应力循环次数. 由课本P116图6-8取接触疲劳寿命系数；。. 计算接触疲劳许用应力取安全系数S=1 2.计算. 试算小

13、齿轮分度圆直径，代入中较小的值。 齿数比=49.4mm .计算圆周速度。 .计算齿宽。.计算载荷系数 根据，7级精度，课本P117图6-9查得动载系数； 由课本P117表6-4查得使用系数； 由课本P118图6-5用插值法查得7级精度、小齿轮相对支撑对称分布时，； 故载荷系数：.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 .计算模数 查标准模数系列（GB 135787）取模数小齿轮齿数大齿轮齿数.几个尺寸计算1.计算分度圆直径 2.计算中心距 3.计算齿轮宽度 取，。4.齿高h (四).按齿根弯曲强度校核 弯曲强度的校核公式 1.确定公式内的各计算数值. 由课本P114图6-7查得：小齿轮的弯曲疲

14、劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；.课本P116图6-8取弯曲疲劳寿命系数，；.计算弯曲疲劳许用应力； 取弯曲疲劳安全系数，应力修正系数，有 .计算载荷系数； .查取齿形系数； 查得；.查取应力校正系数；查得；.计算大、小齿轮的并加以比较； .校核计算 4. 滚动轴承和传动轴的设计 (一).高速齿轮轴的设计.输出轴上的功率、转速和转矩 由上可知，.求作用在齿轮上的力 因已知高速小齿轮的分度圆直径 而 .初步确定轴的最小直径 材料为45钢，调质处理。根据课本P182表8-4，取，于是 ，由于键槽的影响，故 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故须同时

15、选取连轴器型号。又因为所取电动机型号为Y132S-6，其轴径为所以必须选轴孔直径系列包括D=38mm的联轴器，联轴器的计算转矩，查课本P117表6-7，取，则：查机械设计课程设计指导书，选用LH3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 。根据联轴器参数选择半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度。.齿轮轴的结构设计(1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1).为了满足联轴器的轴向定位要求，A段右端需制出一轴肩，故取B段的直径； 2).初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故可以选用深沟球轴承。按照工作要求并根据，查手册选取角接触轴承7209C，其尺寸为，故； 3).由小齿轮尺寸可知，齿轮处

16、的轴端D的直径，。轴肩高度 ，故取，则轴环直径为。取4).轴承端盖的总宽度为(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离，故。 5).取齿轮距箱体右侧内壁的距离，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离，取，已知滚动轴承宽度，另有轴端倒角宽度为2mm，则 进而推得：， 至此，已初步确定了轴的各段和长度。(2).轴上零件的轴向定位 联轴器与轴的轴向定位均采用平键连接。按由机械设计课程设计手册表4-1查得A类平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为。滚动轴承与轴的轴向定位是由过度配合来保证的，此处选轴

17、的直径尺寸公差为。(3).确定轴上圆角和倒角尺寸查机械设计课程设计手册，取轴端圆角。.求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，对于7209c型角接触球轴承，其支点就是轴承宽度B的中点。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面B、C是轴的危险截面。现将计算处的截面B、C处的、及的值列于下表。根据前面数据得：小齿轮直径 圆周力径向力轴向力水平面垂直面小齿轮中间断面左侧弯矩为小齿轮中间断面右侧弯矩为已知：B:C:其中为小齿轮根圆直径即：.按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面B

18、、C）的强度。根据上表数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，查得因此，故安全。（二）中间轴的设计 根据高速轴的设计方法来设计中间轴 A B C D E F中间轴参数：根据高速轴可知中间轴总长由大齿轮齿宽得： 低速小齿轮尺寸： 则齿根圆：故B需加轴肩 则： A、 F处需安装轴承 查手册用角接触轴承7207c故：C处小齿轮要与减速轴大齿轮配合故：大于减速轴轴承宽度取S=12mmB=17mm倒角宽为2mmL=11mm+12mm+17mm+2mm=42mm故查表得键选择（三）低速轴的设计 根据高速轴中间轴的设计方法设计低速轴 A B C D E F低速轴参数：低速大齿轮参数： 宽 故 故F处要用联轴器故：A、 E要装轴承，查得选用7209C，E、F要加轴肩则 取 查表选择键：C:F:5.角接触轴承的校核 计算输入轴承 已知查表得基本额定动载荷查表小于0.005得由于 查得计算当量动载荷2. 求寿命 查表得：故满足要求四 结论 这次关于带式运输机上的二级展开式圆柱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大有用处。通过三个星期的设计实践，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