一级减速器机械设计课程设计说明书(带式输送机传动装置)

1、重庆机电职业技术学院课程设计用纸机械设计课程设计说明书设计名称： 机械设计基础 题 目： 带式输送机传动装置 院（部）： 重庆机电职业技术学院 学生姓名： XXX 专 业： XXXXXXXXXXXXXXX 班 级： XX班 学 号： XXXXXXXX 指导教师： 薛燕 日 期： 2013年 12月 28 日 机械设计课程设计任务书 机械设计与制造 专 业 XX 年级 XX 班一、设计题目：设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器二、传动方案图：三、原始数据输送带压力F（N）2600N输送带速度V(m/s)1.4m/s滚筒直径D（mm）450mm四、工作条件：1、工作情况：两班制，连续单向运转，载

2、荷较平稳，运输带速度允许误差为+5%；2、使用折旧期：五年；3、动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；4、滚筒效率：0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）。五、设计工作量：1. 绘制减速器装配图1张（A2图纸，手工绘图）；2. 零件工作图2张（齿轮、轴、箱体等任选2个，A3图纸，手工绘图）；3. 设计计算说明书1份，约3000字左右。六、进度安排次序设计内容时间分配（天）1指导老师介绍课程设计注意事项12拟定设计方案13传动件和轴的设计计算24画装配图35画零件图16编写设计说明书2七、成绩评定指导教师 签名 日期 年 月 日系主任 审核 日期 年 月 日目录一、传动方案拟定11.1

3、工作条件11.2 原始数据11.3方案拟定11.4该方案的优缺点1二、电动机的选择12.1 选择电动机类型12.2 选择电动机功率22.3 确定电动机的转速2三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比3四、传动装置的运动和动力设计34.1 各轴转速34.2 各轴输入功率34.3 各轴转矩4五、齿轮传动的设计45.1齿轮的初步确定45.2小齿轮的分度圆直径设计5 5.3 确定两齿轮的模数55.4 确定两齿轮的几何尺寸55.5两齿轮的齿根弯曲疲劳强度的校核65.6验算齿轮的圆周速度6六、传动轴的设计76.1输入轴的设计76.2从动轴设计86.3轴的结构设计86.4轴的强度校核9七、减速器箱体、箱盖

4、及附件的设计计算137.1减速器附件的选择137.2箱体的主要尺寸13八、设计小结1616一、传动方案拟定1.1 工作条件：使用年限五年，两班制，连续单向运转，载荷较平稳。1.2 原始数据：滚筒圆周力F=2600N；带速V=1.4m/s；滚筒直径D=450mm；1.3 方案拟定： 采用带传动与齿轮传动的组合，即可满足传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。 1.4 该方案的优缺点该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于中小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且

5、价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。减速器为一级圆柱齿轮减速器，原动机部分为Y系列三相交流异步电动机，减速器低速轴与工作机轴连接用的联轴器选用凸缘联轴器，滚动轴承选用深沟球轴承等。总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。二、电动机的选择2.1 选择电动机类型因为输送机连续单向运转，载荷较平稳，因此选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2.2 选择电动机功率工作所需的电动机输出功率为Pd 根据表2-3带传动 轴承 齿轮轴承 联轴器鼓轮传动总效率根据主要参数F=2.6k N V=1.4m/s D=450mm得出电动机输出功率2.

6、3 确定电动机的转速卷筒的工作转速按推荐的传动比合理范围，取V带传动常用的传动比范围，单级圆柱齿轮传动比范围，则总传动比的合理范围为，故电动机转速可选范围为：符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min，根据计算出的容量，查出两种型号适合的电动机如下： 电动机相关数据及其传动比方案电机型号额定功率/kW电动机转速r/min电动机质量m/kg总传动比i同步转速满载转速1Y132M2-65.51000r/min960r/min84kg16 3Y160M2-85.5750r/min720r/min119kg12综合考虑，电动机和传动装置尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比，可见选用Y

7、132M2-6较为合适。三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比由选定的电动机满载转速nm作机主动轴转速nw，可得传动装置总传动比为：分配减速器各级传动比由表2-2取V带传动的传动比 ，则减速器的传动比 为初定： （带传动） （单级减速器）四、传动装置的运动和动力设计电机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，低速轴为2轴。4.1 各轴转速电机轴： 输入轴： 输出轴： 4.2 各轴输入功率电机功率： ·输入轴功率： 输入轴功率： 4.3 各轴转矩电机转矩： 输入轴转矩： 输出轴转矩： 运动和动力参数计算结果如下： 参 数电动机轴输入轴输出轴转速（r/min）96032059.4功率（KW）4.

8、1984.023.96转矩（）41.8120630传动比35.4效率0.960.97五、齿轮传动的设计与校核5.1齿轮的初步确定选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。并确定材料的许用接触应力。根据工作条件，一般用途的减速机可采用闭式软齿面传动。查表5-6得小齿轮45号钢调质处理HBS1=230大齿轮45号钢调质处理HBS2=190由表7-7选择8级精度，要求齿面粗糙度Ra3.26.3um。确定材料许用接触应力：由图7-25查得,两试验齿轮材料的接触疲劳极限应力分别为由图7-24查得 （允许有一定的点蚀）由表7-9查得，齿面接触疲劳强度安全系数为 则两齿轮材料的许用接触应力分别为：5.2

9、小齿轮的分度圆直径设计 根据设计准则，按齿面接触疲劳强度设计公式5-49，初步确定小齿轮的分度圆直径。小齿轮的转矩为：因原动机为电动机，且工作载荷平稳，由表7-10查得载荷系数k=1.1。由表7-11可得，材料的弹性系数根据推荐值，初选，则大齿轮齿。圆柱齿轮减速器属闭式软齿面传动，且对称布置，故取。根据齿面接触疲劳强度设计公式（7-20），计算小齿轮的分度圆直径为5.3 确定两齿轮的模数由上式可知 由表7-2取标准模数 5.4 确定两齿轮的几何尺寸两齿轮的分度圆直径分别为经圆整后取 5.5两齿轮的齿根弯曲疲劳强度的校核由表7-12查得，两齿轮的齿形系数 ，由表7-13查得，两齿轮的应力修正系数

10、 ，由图7-26查得，两试验齿轮的弯曲疲劳极限应力分别为由表7-9查得，齿根弯曲疲劳强度安全系数为 由图7-23查得，弯曲疲劳寿命系数 两齿轮的许用弯曲应力分别为故故两齿轮的齿根弯曲疲劳强度校核合格。5.6验算齿轮的圆周速度由表7-7可知，选8级精度是合适的。圆柱齿轮传动参数表：名称小齿轮大齿轮中心距a/mm195mm传动比i5.4模数m3齿数z20110分度圆直径/mm60330齿顶圆直径da /mm66336齿根圆直径df /mm52.5322.5齿宽b/mm6560材料及齿面硬度45钢 230HBS45钢 190HBS六、传动轴的设计6.1输入轴的设计6.1.1因无特殊要求，故选45钢调

11、质，由机械设计基础p195表11-1查得=55MPa，取A=107。6.1.2输入轴最小直径的计算最小直径与联轴器配合，故有一键槽，可将直径加大5%，即d=24.8x105%=26.1选凸缘联轴器，考虑到齿轮轴的直径大小，取其标准内孔直径d=40mm6.1.3输入轴结构的设计输入轴的各段直径的确定与联轴器相连的轴段是最小直径，取d4=40mm联轴器定位轴肩高度取h=5mm，则d3=d1=45mm；选6029型轴承，齿轮两端的轴承轴肩取d=5mm，故d2=50mm。输入轴上零件的轴向尺寸及其位置轴承宽度B=19mm（查表附录6得），小齿轮宽度b=65mm6.2从动轴设计 选轴的材料为45号钢，调

12、质处理。查表11-1知 按扭转强度估算轴的最小直径 因最小直径与联轴器配合，固有一键槽，可将轴径加大5%，即考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，6.3轴的结构设计如图所示，齿轮由轴环、套筒固定，左端轴承采用嵌入式轴承盖和套筒固定，右端轴承采用轴肩和嵌入式轴承盖固定。齿轮和左端轴承从左侧装拆，右端轴承从右侧装拆。（1）从动轴各段直径的确定 与联轴器相连的轴段是最小直径，取；联轴器定位轴肩的高度取，则；选6212型号轴承，则，右端轴承定位轴肩高度取，则；与齿轮配合的轴段直径，齿轮的定位轴肩高度取，则。（2）从动轴上零件的轴向尺寸及其位置轴承宽度，齿轮宽度，轴承宽度。箱体内侧与轴承端面间隙，齿轮与

13、箱体内侧的距离。与之对应的各轴长度分别为；。6.4轴的强度校核按弯矩复合强度计算大齿轮分度圆直径d =330mm 此段轴的直径d=65mm齿轮所受的转矩T=630N·m（1）从动轴的受力图如图所示。 (2)画水平平面的弯矩图 由上面受力分析可得： 1） 2） 求解上面1），2）方程组得： 则 如图所示水平面的弯矩图（3）画竖直平面的弯矩图，通过列竖直水平面方程可得，如图3-5所示为竖直方向的受力分析。图3-51）2）3） 解方程组1）、2）、3)、得： 则 如图3-6所示竖直面的弯矩图图3-6(4)画合成弯矩图，计算合成弯矩得：如图3-7所示合成弯矩图图3-7（5）画转矩图，计算转矩

14、得,如图3-8所示 图3-8（5）画当量弯矩图，转矩按脉动循环，取则：如图所示，当量弯矩图。 由当量弯矩图可知C截面为危险截面，当量弯矩最大值为。（7）验算轴的直径 因为C截面有一键槽，所以需要将直径加大5%，则，而C截面的设计直径为65mm,所以强度足够。七、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算7.1减速器附件的选择通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M10×1起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞：选用外六角油塞及垫片M18×1.5轴承旁的螺栓：GB5782-2000 M16×150盖与座连接螺栓：GB5782-2000 M12×45 7

15、.2箱体的主要尺寸(1)箱座壁厚： 取(2)箱盖壁厚：取(3)箱盖凸缘厚度：(4)箱座凸缘厚度：(5)箱座底凸缘厚度：(6)地脚螺钉直径： 取(7)地脚螺钉数目：n=4 (因为a<250) (8)轴承旁连接螺栓直径： 取 (9) 盖与座连接螺栓直径： 取 (10)连接螺栓d2的间距：(11)轴承端盖螺钉直径：取(12)检查孔盖螺钉直径：取(13)定位销直径：取 (14) df 、d1 、d2至外箱壁距离 (15) df、d2至外箱壁距离（16）轴承旁凸台半径(17)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准(18)外箱壁至轴承座端面的距离：(19)铸造过度尺寸 (20)大齿轮

16、顶圆与内箱壁间的距离：(21)齿轮端面与内箱壁间的距离 (22)箱盖、箱座肋厚：(23)轴承端盖外径为,D-轴承外径 小轴承端盖D2=135mm,大轴承端盖D2=170mm(24) 轴承旁连接螺栓距离S：取S=225mm(25) 箱座深度: ，(26) 箱座高度: (27) 箱座宽度: 八、设计小结机械设计基础是机械专业很重要的一门基础课程。我们平时上课就是按部就搬地学习，学的比较散、知识掌握得不是很牢固、没有真正地联系贯通和通过实践检验过。此次设计课程将我们所学的知识系统地联系起来，让我们用自身所学的知识去处理实际生活中的问题，真正地做到“学以致用”。本次课程设计在老师悉心的带领下我们顺利的完成了此次设计。在这个过程中我们掌握了减速器其主要零部件的基本设计及算法，掌握了减速器工作的基本原理，掌握了其工作的适用范围，掌握了其加工的工艺办法等等。更重要的是我们学会了团队配合。本次课程设计我们也有些做得不足的地方，这是需要我们今后改进并完善的。在设计的过程中我们考虑得不够周全，导致部分尺寸设计得不合理，这些原因都是由于我们过于粗心导致的。在今后的工作中我们应避免像这样失误所带来重复工作。减速器是我们日常生产中经常用到的部件，在各个行业都能用到。它在我们的生产生活中发挥着不可替代的作用