设计一带式输送机传动用的二级圆柱齿轮展开式减速器

1、设计一带式输送机传动用的二级圆柱齿轮展开式减速机械设计说明书机电0908刘冠初09222007目录第一部分总体设计方案选择及评价 4电机的选择 6分配传动比8第二部分齿轮设计齿轮的相关计算 10齿轮受力分析19第三部分 轴与轴承的设计高速级轴的设计 19中间级轴的设计 21低速级轴的设计 23轴承寿命校核26第四部分键、润滑密封键的校核 27润滑密封的选择 28参考文献29设计题目：设计一带式输送机传动用的二级圆柱齿轮展开式减速器。传动简 图如下：原始数据：输送带牵引力2. 5kn输送带速度 2m/s输送带鼓轮的直径450mni注：带式输送机用于运送谷物、型砂、煤等；输送机运转方向不变，工作载

2、荷稳定；输送带鼓轮的传动效率为0. 97；工作寿命15年，每年300工作日，每日工作16小时。变成的设计内容：(1) 设计说明书1份(2) 减速器装配图1张(3) 减速器零件图2张(4) 指导老师安排的其它内容。方案设计：采用课题设定的二级圆柱齿轮展开式减速器。因为传动比高，体积较小。最后决定数据如下：1 选择电动机电动机是由专门批量生产的标准部件。设计时要根据工作机的工作特性、工 作环境和工作载荷等条件，选择电机的类型、结构、容量（功率）和转速，并在 产品目录中选出其具体型号和尺寸。选择电动机类型和结构形式由于生产单位一般多采用三相交流电源，因此无特殊要求时均应选用三相交 流电动机，其中以三

3、相异步交流电动机应用最为广泛，根据不同防护要求，电动 机有开启式、防护式、封闭自扇冷式和防爆式等几种结构形式。y系列三相笼型界步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机。由于其结 构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，因此广泛应用于不易燃、不易爆、无 腐蚀性气体和列特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等。 对于经常起动、制动和正反转的机械（如起重、提升设备），要求电动机具有较 小的转动惯量和较大的过载能力，应选用冶金及起重用三相异步电动机yz型（笼 型）或yzr型（绕线型）。这里根据工作要求和工作条件选用y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇 冷式，电压380vo选择电动机的容量

4、（功率）卷筒所需有效功率传动装置总效率皮带传动效率齿轮啮合效率滚动轴承效率联轴器效率 滚筒效率则传动总效率所需电动机功率，转速1440r/mino查表，可选y系列三相异步电动机y132m-4,额定功率确定电动机的转速因为7. 5kw的电机最接近，所以选用y132m-4o2. 分配传动比1. 选定电动机的满载转速2. 据表，取，则减速器的传动比为3. 取两级齿轮减速器高速级的传动比4. 则低速级的传动比3. 传动装置的运动和动力参数计算计算吋，将传动装置中各轴从调整到低速依次定为i轴、ii轴（电动机 的为0轴），相邻两轴间的传动比为，相邻两轴间的传动效率为各轴转速为，各 轴的输入转矩为，则各轴功

5、率iiiivvviv1i0轴：0轴即电动机轴i轴：i轴即减速器高速轴ii轴：ii轴即减速器中间轴iii轴：iii轴即减速器低速轴iv轴：iv轴即传动滚筒轴将上述计算结果汇总于表屮，以便查用。轴序号功率p/kw转速nr/min 转矩t/n?m传动型式 传动比效率0 6.0633144040.2084联轴器 10.98i 5. 9426144039.4083齿轮传动3. 996 0. 96ii 5. 7067360.3328151.2352齿轮传动3. 0047 0. 96iii 5. 4801119. 9214436. 3822链传动2. 7 0. 96iv 5. 2083 44.4153111

6、9. 7924. 齿轮的相关设计与计算1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1) 按方案所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。(2) 运输机为一-般工作机器，速度不高，故选用8级精度(gb10095-88)(3) 材料选择。查表选择小齿轮材料为40cr (调质)，硬度为280hbs,大 齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240hbs,二者材料硬度差为40hbs。(4) 高速级小齿轮齿数选为，低速级小齿轮齿数选为，。(5) 选取螺旋角。初选螺旋角2.高速级相关计算按齿面接触强度设计，由设计计算公式进行试算，即试选。选取区域系数计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%,安全系数s1,得计算小齿轮传递

7、的转矩(6) 查表选取齿宽系数(7) 查得材料的弹性影响系数(8) 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(9) 计算应力循环次数(10) 查得接触疲劳寿命系数(11) 许用接触应力(12) 试计算小齿轮分度圆直径，代入(13) 计算圆周速度(14) 计算齿宽b及模数(15) 计算纵向重合度(16) 计算载荷系数根据，7级精度，查得动载系数直齿轮，假设。查得查得使用系数查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置吋由，查得；故载荷系数(17) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得按齿根强度设计，弯曲强度的设计公式为(1) 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳

8、强度极限；查 得弯曲疲劳寿命系数。(2) 计算载荷系数(3) 根据纵向重合度，查得，螺旋角影响系数(4) 计算当量齿数(5) 查取齿形系数查得(6) 查取应力校正系数查得(7) 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得(8) 计算大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大(9) 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强 度计算的法面模数，取法面模数，已经可以满足弯曲强度。但为了同时满足接触 疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径55. 3087mm来计算应有的齿数。 于是由取几何尺寸计算将中心距圆整为140mm(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故

9、参数不必修正(3) 计算大、小齿轮的分度圆直径(4) 计算齿轮宽度圆整后取2.低速级相关计算按齿面接触强度设计，由设计计算公式进行试算，即试选。选取区域系数查得，。计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%,安全系数s1,得计算小齿轮传递的转矩(6) 查表选取齿宽系数(7) 查得材料的弹性影响系数(8) 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(9) 计算应力循环次数(10) 查得接触疲劳寿命系数(11) 许用接触应力(12) 试计算小齿轮分度圆直径，代入（14）计算齿宽b及模数（15）计算纵向重合度（16）计算载荷系数根据，7级精度，查得动载系数直齿轮，假设。查得查得使

10、用系数查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时由，查得；故载荷系数（17）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得（18）计算模数按齿根强度设计，弯曲强度的设计公式为（1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限人齿轮的弯曲疲劳强度极限；查 得弯曲疲劳寿命系数。（2）计算载荷系数（3）根据纵向重合度，查得，螺旋角影响系数（4）计算当量齿数（5）查取齿形系数查得（6）查取应力校正系数查得（7）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得(8) 计算大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大(9) 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强 度计算的法面模数，取法面模数，已经可以满足

11、弯曲强度。但为了同时满足接触 疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径85. 9503mm来计算应有的齿数。 于是由取几何尺寸计算(1) 计算屮心距将中心距圆整为175mm(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数不必修正(3) 计算大、小齿轮的分度圆直径(4) 计算齿轮宽度圆整后取高速级小齿轮宽度mm 65直径mm 56齿数 27模数mm 2. 0大齿轮宽度imn 60直径mm 224齿数 108模数mm 2. 0低速级小齿轮宽度mm 95直径mm 87. 5齿数 34模数mm 2. 5大齿轮宽度mm 90直径 mm 262. 5齿数 102模数mm 2. 55.轴的相关设计与

12、计算1 高速轴相关计算(1) 按转矩法初定该轴最小直径该轴上有一键槽，将计算值加大3%同，应为18. 628mm。(2) 选择联轴器。根据传动装置的工作条件拟选用i1l型弹性柱销联轴器(gb/t 5014-1985)。计算转矩为式中:t?联轴器所传递的名义转矩k?工作情况系数，查机械设计教科书有关表格得；工作机为带式运输机时,此处取1.5o根据，查表得hl2型联轴器就能满足传递转矩的要求。其轴孔直径，可满足电动机的轴径要求。（3）最后确定减速器调整轴轴伸处的直径（4）选择轴承30206,内径30mm,宽度16mm,外径62nmi（5）计算齿轮受力齿轮分度圆直径d56mmo齿轮所受扭矩齿轮作用力

13、：圆周力：径向力：轴向力：（6）计算轴承反力水平面垂直面（7）绘制弯矩图水平弯矩图如图所示，截面b：垂直弯矩图如图所示:合成弯矩图如图所示:(8) 转矩校核，因为是按转矩设计的轴，且安全系数取得比较大，所以此 处略。(9) 绘制当量弯矩图如图所示，对于截面b：(10) 计算危险截而b处的直径,所以该轴不需要更改。2. 屮间轴相关计算(1) 按转矩法初定该轴最小直径该轴上有二键槽,将计算值加大15%同,应为32. 34519mm。(2) 最后确定减速器调整轴轴伸处的直径(3) 选择轴承30208,内径40mm,宽度18mm,外径80nini(4) 计算齿轮受力小齿轮分度圆直径d87. 5mmo小

14、齿轮所受扭矩小齿轮作用力：圆周力:径向力：轴向力：大齿轮分度圆直径大齿轮所受扭矩大齿轮作用力：圆周力：径向力：轴向力：(5) 计算轴承反力水平面垂直面(6) 绘制弯矩图水平弯矩图如图所示，截面/截面b：垂直弯矩图如图所示:合成弯矩图如图所示:(7) 转矩校核，因为是按转矩设计的轴，且安全系数取得比较大，所以此 处略。(8) 绘制当量弯矩图如图所示，对于截而b：(9) 计算危险截面b处的直径,所以该轴不需要更改。3. 低速轴相关计算(1) 按转矩法初定该轴最小直径该轴上有一键槽，将计算值加大3%同，应为42. 84502mm。(2) 最后确定减速器调整轴轴伸处的直径(3) 选择轴承30210,内

15、径50mm,宽度20mm,外径90mm(4) 计算齿轮受力齿轮分度圆直径d262. 5mmo齿轮所受扭矩齿轮作用力：圆周力：径向力：轴向力：(5) 计算轴承反力水平面垂直而(6) 绘制弯矩图水平弯矩图如图所示，截面b：垂直弯矩图如图所示：合成弯矩图如图所示：(7) 转矩校核，因为是按转矩设计的轴，且安全系数取得比较大，所以此 处略。(8) 绘制当量弯矩图如图所示，对于截面b：(9) 计算危险截面b处的直径,所以该轴不需要更改。6. 轴承寿命校核1 低速级轴承校核完全满足要求。2. 中间级轴承校核o完全满足满足要求。3. 低速级轴承校核o完全满足满足要求。7. 键的选择及校核1.高速级与中间级齿

16、轮的键连接设计与计算(1) 已知数据该轴所受的转矩39408n?mmo有冲击载荷，但传至此处己不大，轴段直径 32mm,轴长60mmo轴和键的材料的材料均为45号钢。(2) 计算步骤及结果 因为该键用于轴的毂的连接，所以采用单圆头平键。 尺寸的选择已知轴段直径为32mm,选取键的截面为，键长50mmo因此键的型号为(3) 键的校核计算键的许用挤压应力，键的工作长度。所以该键满足要求。2 低速与中间级齿轮的键连接设计与计算(1) 己知数据该轴所受的转矩151235. 2n?mmo有冲击载荷，但传至此处已不大，轴段直 径45価，轴长90伽。轴和键的材料的材料均为45号钢。(2) 计算步骤及结果 因为该键用于轴的毂的连接，所以采用单圆头平键。 尺寸的选择已知轴段直径为45mm,选取键的截面为，键长60mm因此键的型号为(3) 键的校核计算键的许用挤压应力，