带式输送机圆柱斜齿轮二级减速器

1、幷0诊彳大厚东海科学技术学院课程设计成果说明书东海科学技术学院教学科研部题 目: 院系：学生姓名：专 业: 班级: 指导教师：起止日期：带式输送机的圆柱斜齿轮二级减速器工程系机械设计制造及其自动化2017. 12.12-2018.1.3浙江海洋大学东海科学技术学院课程设计成果说明书规范要求课程设计说明书是课程设计主要成果之一，一般在2000200030003000 字。1 1说明书基本格式版面要求：打印时正文采用5 5 号宋体，A4A4 纸，页边距上、下、左、右均为2cm,2cm,行间距采用固定值2020 磅，页码底部居中。文中标题采用4 4 号宋体加粗。2 2说明书结构及要求（1 1）封面（

2、2 2）课程设计成绩评定表（3 3）任务书 （ 指导教师下发 ）（4 4）摘要摘要要求对内容进行简短的陈述,一般不超过 300300 字。关键词应为反映主题内容的学术词汇,一般为 3-53-5 个,且应在摘要中出现。（ 5 5 ）目录 要求层次清晰,给出标题及页次。最后一项为参考文献。（6 6）正文 正文应按照目录所确定的顺序依次撰写,要求论述清楚、简练、通顺,插图清晰整洁。文中图、表及公式应规范地绘制和书写。（7 7）参考文献机械设计课程设计任务安排一、课程设计目的二、课程设计任务三、课程设计内容四、课程设计要求五、课程设计时间进度安排设计及说明结果4、课程设计目的机械设计课程设计是本课程的

3、最后一个教学环节，总体来说，目的有三个：1 1）综合运用机械设计及其它有关先修课程，如机械制图、测量与公差配合、金属 材料与热处理、工程力学等的理论和生产实际知识进行机械设计训练，使理论和实际结 合起来，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展；2 2） 学习和掌握机械设计的一般步骤和方法， 培养设计能力和解决实际问题的能力;3 3）进行基本技能的训练，对计算、制图、运用设计资料（如手册、图册、技术标 准、规范等）以及进行经验估算等机械设计方面的基本技能得到一次综合训练，提高技 能水平。1、课程设计任务课程设计任务内容包括：设计题目、原始数据、设计条件和设计内容等。1.1.设计任务书36带式输送机

4、的圆柱斜齿轮二级减速器工作情况：两班制单向运转，载荷平稳；工作环境：室内，多尘，环境最高温度 350C350C;输送带工作拉力 F=4kN;F=4kN;输送带工作速度 V=1.6m/sV=1.6m/s滚筒直径 D=500mmD=500mmIn动力及传动装置,设计及说明结果三、课程设计内容机械设计课程设计通常包含以下内容：根据设计任务书确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置 的运动和动力参数；传动零件及轴的设计计算；轴承、连接件、润滑密封和 联轴器的选择及计算；机体结构及其附件的设计；绘制装配工作图和零件工 作图；编写设计计算说明书；进行总结和答辩。(1)、带式输送机的圆柱斜齿轮二

5、级减速器的机械运动传动设计图1 1、组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2 2、 特点：齿轮相对于轴承不对称分布， 故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3、确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级。其传动方案如下：选择电动机的容量电动机所需的功率为：F=2T/DP=FV/1000P=FV/1000=2=2 X 10001000 X 1.61.6=6.4KW=6.4KW设计及说明由电动机到运输带的传动总功率为厂1J、1带传动效率：0.96一每对轴承的传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.96联轴器的传动效率：0.99卷筒的传动效率：0.96a = 1:*

6、 厂0.96 0.9940.9620.99 0.96 = 0.79所以P Pd=P/=P/na a=6.4/0.79KW=8.1KW=8.1KW1确定电动机转滚筒的工作转速为 n=60X1000V/nD=(60000X1.6)/500X3.14=61.15r/min指导书第 7 页表 1:取 V 带传动的传动比i带二; 二级圆柱齿轮减速器传动比i减速器=8 - 40，所以总传动比合理范围为总=16 -160，故电动机转速的可选范围是：n电机=n滚筒Xi总=(16160)X61.53= (984.489844.8)符合这一范围的同步转速有 1000、1500 和 3000r/min。设计及说明结

7、果根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号。万案电动机型 号额定功率KW同步转速r/mi n额定转速r/mi n重量N总传动比匕1Y112M-241500: 1440470125.652Y132M1-64100096073083.773Y160M1-84750720118062.83中心高H外形尺寸L*(AC/2+AD)底脚安装尺寸地脚螺栓 亢肓径K拉伸尺寸D+E装键留位尺 P5132515+315*315216*1781238*8010+412、确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：i总=门电机/n总=1440/61.15=23.56=1440/61.15=23.56分配

8、传动比：取i带=2.8，则 iiXi2=23.56/2.8=8.41,il二i2，取=6.95, 经计算 i2=4.63注：带为带传动比，i1为高速级传动比，i2为低速级传动比3、五计算传动装置的运动和动力参数：将传动装置各轴由高速到低速依次定为1 轴、2 轴、3 轴、4 轴；5，“12, 口 3, “茶一依次为电机与轴 1,轴 1 与轴 2,轴 2 与轴 3,轴 3 与 轴 4 之间的传动效率。（1）各轴转速设计及说明结果n1=nm/i 带=1440/2.8=514.29r/minn2=n1/i1=514.29/6.95=74.00r/mi nn 3=n2/i2=74.00/ 4.63=15

9、.98r/mi nn4=n3=15.98 r/min（2）各轴输入功率：P1=PdXn 01=8.101=8.1 x 0.96=7.7760.96=7.776KW01= 1P2=P1Xn 12=7.77612=7.776 x 0.980.98 x 0.97=7.392KW0.97=7.392KW口1211?.P3=P2Xn 23=7.39223=7.392 x 0.980.98 x 0.97=7.027KW0.97=7.027KW23- - 3 3P4=P3X n 34=7.02734=7.027 x 0.980.98 x 0.99=6.817KW0.99=6.817KW口34= “2*“4（

10、3）各轴输入转矩：Td=9550Pd/nw=9550 x8.1/1440=53.72NMT1=Tdxi 带xn 0101=53.73x2.8x0.96=144.43NMT2=T1xi1xn 1212=144.43x6.95x0.98x0.97=954.20NMT3=T2xi2xn 2323=954.20 x4.63x0.98x0.97=4199.70NMT4=T3xn 3434=4199.70 x0.98x0.99=4074.55NM1-3 轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘轴承传动效率 0.99。运动和动力参数结果如下表:轴名功率 P KW转钜 T N.m转速 r/min

11、电动机轴8.153.7214401 轴7.776144.43514.292 轴7.392954.2074.003 轴7.0274199.7015.984 轴6.8174074.5515.984、设V计带和带轮:1. 设计 V 带1确定 V 带设计及说明查机械设计基础课本表 P178 ,8-10 得：KA=1.3 ,贝UPc=KAXPd=1.3X8.1=10.53KW，又nm=l440r/min,由表 8-11 确定选取 A 型普通 V 带，取Dl=125,D2=i带XD1X(1-?)=125X2.8X(1-0.02)=343,取0.022验算带速：V=nD1m /60X1000=9.42m/s

12、25m/s3确定带的基准长度：0.7 (D1+D2) a0120。6计算 V 带的根数 Z:由 P173表 8-2 查得 P0=1.61KW,由表 8-8 查得 =0.95,由表 8-7 查得KL=1O由表查得包P0=0.17KW，则 V 带的根数Z=Pca/P0=KAP/(P0+?P0)XKLXKa=6.3/(1.61+0.17)X1.01X0.95=3.689 因此取 Z=47计算作用在带轮轴上的载荷 FZ由表 8-1 查得 A 型 V 带单位长度质量 q=0.12Kg/m,所以单根 V 带张紧力2F0=500(2.5/Ka-1)XPca/Kazv +qv =500X(2.5/0.95-1

13、)X6.3/0.95X4X9.42 +0.12X9.42=154.2N故作用在轴上载荷Fz=2zF0sin(a1/2)=2X4X154.2Xsin(80。)=1208.9N5、齿轮的设计：1（一） 高速级斜齿圆柱齿轮传动设计1 选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数齿轮精度 8 级，因传递功率不大，转速不高，故采用软齿面齿轮传动。设计及说明参考表 10-1， 小齿轮： 45 钢（调质） ， 硬度为 230HBV 轮：45 钢（正火），硬度为 190HBV传动平稳性，取z,=22，则,Z2=ZiX4.63=101.86 圆整为乙=101。 软齿面齿轮传动，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校

14、核其齿根弯曲疲劳强 度。1、按齿面接触疲劳强度设计 转矩Ti=144.43NM(1)初选载荷系数 K=1.4，由表 10-8.选齿宽系数d=1初选螺旋角=15(3) 计算当量齿数Zv1=zcos3B=144.43/cos315 =160.333Zv2=z2/cosB=101.86/cos 15=113.02由图 10-25 查得二Hlim1=570MPa；Hlm2= 390MPa由表 10-3 查得SH=1(4) 接触应力循环次数为N=60njLh=60X514.29X1X300X5X8=3.703X10887M=N/i1=3.703X10/6.95=5.328X10由图 10-26 查得接触

15、疲劳寿命系数KHN=0.93 KHN2=0.96(5)许用接触应力为7riH lim 1KHN1570 x 0 93H: 530.1MPaSHSa12.72 1.57满足齿根弯曲疲劳强度要求。（二）低速级圆柱齿轮传动设计1、选择齿轮材料、热处理、齿面硬度、精度等级及齿数齿轮精度 8 级，因传递功率不大，转速不高，故采用软齿面齿轮传动。参考表 10-1，小齿轮：45钢（调质），硬度为 230HBV 大齿轮：45 钢（正火）硬度为 190HB，考虑传动平稳性，取，Z3=24则Z4= 24 3.42 = 82，因选用 软齿面闭式传动，失效形式为点蚀，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校核 其齿根弯曲疲劳

16、强度。2、按齿面接触疲劳强度设计转矩TH=179.04 N mmJ Flim1YSTKFN1SF220 2 0.8913=300.89MPa-F2Flim 2YSTYNT2SF160 2 0.92=1.3=226.46MPa1.6Kcos1Smn1Z1YFa1Y3a1=37.85MPa：300.89MPa初选载荷系数 K=1.1，由表 10-8.选齿宽系数d =1(2) 初选螺旋角=15(3) 计算当量齿数计及说明z_ Z2Zv4二3cos -由图 10-1 查得二Hlim3=570MPacHlim 4=390MPa由表 10-3 查得SH=1(4) 接触应力循环次数为N3=60n1jLh=6

17、0 49.33 1 300 5 8 =3.552 107由图 10-3 查得接触疲劳寿命系数ZNT3=0.96 ZNT4=1.02(5) 许用接触应力为It JEZNT4=3901.02+13.4MPa(6) 计算小齿轮分度圆直径(7) 确定模数Zv3Zicos3:cos3l5倾.63m2=3=68=2.83424Z382cos315-91N4汕 3.552 107h一 6.95= 5.11 106-H3H lim 3ZNT3SH570 0.961= 547.2MPaSHd - 33一、KT” P+3.17ZEr1- I =68mmH】丿mn2=m2cos : =2.74查表取标准值为mn2=

18、3(8)计算分度圆直径d3=mn2Z3/cos0=74.54mmd4= mn2z4/cosP=254.68mm计算传动中心距1。23=mni（zi+z2）/cos P= 164.6mm2设计及说明结果圆整为a23=165mm确定螺旋角PP=arccosmnzz= 17.3402肚23计算分度圆直径d3=mn2Z3/cosP=75.4mmd4= mn2z4/cos P =254.67mm计算齿宽b=wdd3=1 75.4=75.4mm圆整后取b3=80mmb4=75mm计算齿轮的圆周速度v33 3-0.22m/s60 x1000由表 10-4 可知，选用 8 级精度较为合适3、校核弯曲疲劳强度(

19、1)齿形系数YF9和应力修正系数YSa由表 10-7 查得YFa3=2.65YSa3=1.58YFa4=2.22Ysa4=1.77许用弯曲应力GF由图 10-2 查得坊Flim3=220MPa升讪4=160MPa由表 10-3 查得SF=1.3由图 10-4 查得弯曲疲劳寿命系数YNT3=0.92YNT4=0.94(3)许用弯曲应力为“YSTYNJ22020.92=3ii.385MPaSF1.3二 |_JFMSTYNT4=160 20.94=23i.4MPaSF1.3设计及说明YFa3YSa3=42.4MPa_311.385MPacF4F3YFa4Ysa4=42.42.22 1.77=39.8

20、空231.4MPaYFa3Ysa32.65 1.58确定螺旋角1计算分度圆直径d3=mn2z3/cosP=75.4mmd4= mn2z4/cos P =254.67mm计算齿宽b=-dd3=1 75.4=75.4mm计算齿轮的圆周速度_d3n3=o.22m/s60 1000由表 10-4 可知，选用 8 级精度较为合适3、校核弯曲疲劳强度 (1)齿形系数YFa和应力修正系数Ysa由表 10-7 查得YFa3=2.65Ysa3=1.58YFa4=2.22Ysa477许用弯曲应力F1圆整后取b3=80mmb4=75mm1.6KTIIcosP:丁F3=-P =arccosmn2（z3 +Z4）_ 仃

21、3彳o由图 10-2 查得二Flim3=220MPa二Flm4=160MPa由表 10-3 查得SF=1.3由图 10-4 查得弯曲疲劳寿命系数YNT3=0.92YNT4=0.94(3)许用弯曲应力为1+JFMSTYNJ2202 0.92=3ii.385MPaSF1.3设计及说明“3=1.6KT11cos - YFa3YSa3=42.4MPa空311.385MPaCF4F3YFa4Ysa4=42.42.22 1.77=39.8乞231.4MPaYFa3Ysa32.65況1.58满足齿根弯曲疲劳强度要求。八减速器机体结构尺寸如下：名称符号计算公式结果机座厚度S=0.25a+19机盖厚度da=0.

22、02a+18机盖凸缘厚度b1b1= 1.5d112机座凸缘厚度bb=1.5S14机座底凸缘厚度b2b2=2.5S23地脚螺钉直径dfdf= 0.036a + 12M24地脚螺钉数目na 250LJ500时，n = 66轴承旁联结螺栓 直径d1d1= 0.75dfM12盖与座联结螺栓 直径d2d2=(0.50.6)dfM10轴承端盖螺钉直径d3d3=(0.2 0.5)df10视孔盖螺钉直径d4Add4=(0.3 0.4)f8定位销直径dd= （0.710.8）d28df，d2至凸缘边缘距离C2查手册表 11 22816设计及说明外箱壁至轴承端面距离11h =C1+C2+（ 5 10）50大齿轮顶

23、圆与内箱壁距离D1D11.2d15齿轮端面与内箱壁距离D2D2d10箱盖，箱座肋厚m1, m换0.85di, m 0.85dmi= 8m=9轴承端盖外径D2轴承孔直径+ (55.5)d3120 （I 轴）125 （II 轴）150 （III 轴）轴承旁联结螺栓距离SS?D2120 （I 轴）125 （II 轴）150 （III 轴）九轴的设计:1 高速轴的设计：1材料：选用 45 号钢调质处理，查表 10-2 取-=35N/mm2, C=1002各轴段直径的确定：d =C严 由 灯，p=3.65,则d100J.6=22.0m m,因为装小带轮的电动机轴径d=38，又因为高速V 342.861

24、高速轴的设计：1材料：选用 45 号钢调质处理，查表 10-2 取vT=35N/mm2, C=1002各轴段直径的确定:设计及说明d5段装配齿轮直径：判断是否做成齿轮轴d -d4e =-2查手册得tl=3.3,得 e=2.28X(50-10)=35.3Mpa(4450)所以取b 汉 h:14 汉 9查课本 123 页表 6-2 得*丄10L120取键长为 120 取键长为 80,34T24 671.3 10. bdhl 45x9x(12014)所以所选键为：b h l :14 9 80 b h l :14 9 100设计及说明结果从动轴的设计：1材料：选用 45 号钢调质处理，查表 10-2

25、取=34N/mm2，C=1122确定各轴段直径心310033.3=66.1mm考虑到该轴段上开有键槽，因此取d1=75mm，L1=150。d2装配轴承，选用 6212 轴承，取d2=80,查手册第 85 表 7-2,此尺寸符合轴承 盖和密封圈标准。d3靠轴定位，取d3=85,3=45取d4=90,4=90取d5=110,5=13d6装配轴承,选用 60114 轴承,取d6=90,6=125*向心滚子轴承，去d7=85,4=463校核该轴和轴承 儿=98,l2=210“ =115作用在齿轮上的圆周力：根据挤压强度条件,键的校核为:4T24汉671.5汉103b：_：:_：dhl 45汉9汉(80

26、14)= 100.4Mpa fcrb=62.6Mpa：A b Il 2T32汉2750.37T03Ft -3-11365.2Nd4121x4径向力.斤=Ftg 0 = 11365.2 xtg20 = 4136.6NF =5093.3N求垂直面的支反力：_l2Fr210 x4136.6F 一 2820 4 Ni1V厶o厶u.TiMh+1298+210F2V=FrF1V=4136.6 2820.4 =1316.2 N计算垂直弯矩：设计及说明结果Mav=F2vl2=1316.2x210 x10=276.4N.mMav=FJ1=2820.4 x98 0” =276.4Nm求水平面的支承力。ll2Ft2

27、1001365.2 “IFiH 7749N11十l298十210F2H=Ft-F1H=11365.2 -7749 =3616.2 N计算、绘制水平面弯矩图。MaH=F1Hh=774998X10=759.4N.mMaH=F2HI2=3616.2汉210汇10, =759.4N.m求 F 在支点产生的反力lFl35093.3疋115“匸3ACC*1 7 KF1F一1901 ./Nh +l298 + 210F2F=F1F+F =1901.7 +5093.3 =6995N求 F 力产生的弯矩图。M2F=Fl3=5093.311500=585.7NMmF=F1Fh=1901.7汉98汉10*=186.4

28、NF 在 a 处产生的弯矩：MmF=F1Fh=1901.4d 所以该轴是安全的。弯矩及轴的受力分析图如下:因为d仁75,查课本122页表6-1选键为bF：2。 2查课本123页表6-2得 丘b =100L1204T 4汇2750.37 03ri0 = =-=111.1 Mpa v Lcb初选键长为 130 校核dlh 75汉（130-20）2所以所选键为：bSF:20 勺 2 勺 30装联轴器的轴直径为 70,查课本 116 页表 11-27 选键为 bxh:20d2 查课本 123页表 6-2 得匕bl=100L120G=-=111.1Mpa2498=3747NM,查手册 132 页，选用安全销弹性块联轴器 KLA4。十一.减速器的各部位附属零件的设计(1)窥视孔盖与窥视孔：在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，大小只要够手伸进操作 可。以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，了解啮合情况.润滑油也由此注入机体内。 (2)放油螺塞 放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便