机械设计课程设计传动带减速器设计报告

1、 机械设计基础课程设计 一级减速器设计 姓名 ：李志旭 学号 ：2011061058 班级 ：工设112 指导老师 ：曲振波机械设计基础课程设计任务书一、设计题目：设计带式运输机中的减速器 带式运输机传动装置简图1-电动机 2-带传动 3-减速器 4-联轴器 5-传送带 6-滚筒 二、原始数据三、设计任务1. 完成带式运输机传动装置的设计计算，包括选择电动机；计算传动比和分配传动比；传动装置的运动和动力参数计算；带传动、齿轮传动和轴的基本参数计算等。2. 完成带轮、齿轮、轴、箱盖、箱座等零件的结构设计和减速器装配体的结构设计。3. 完成减速器全部零件和装配体的三维建模。4. 完成减速器产品广告

2、展板设计（A2图幅，展示装配体的外形图、爆炸图等）。5. 编写设计说明书。四、完成工作量1. 减速器装配草图（按12比例画）。2. 减速器三维实体建模和效果图（全部零件、装配体和爆炸图）（电子文档）；3. 减速器产品广告设计（展板一个和电子文档）；4. 设计说明书1份（打印件和电子文档）。 设计进阶I进度表时间内容备注星期1-2查阅资料，确定方案3机构计算，电动机选择，带传动，齿轮传动计算，动力参数计算4-5绘制装配草图6三位建模星期7-1编写计算说明书2绘制并打印展板4交作业 目 录 一、电动机的选择计算 61. 电动机类型的选择 62. 电动机容量的选择 63确定电动机的转速 6 二、计算

3、总传动比并分配各级传动比 71.总传动比 72.分配各级传动比 7 三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算71. 各轴的转速 72各轴的功率 73各轴的转矩 7 四、传动零件的设计和计算 8 4.1 带传动的设计计算 8 4.1.1 确定计算功率 8 4.1.2 确定V带型号8 4.1.3 确定带轮基准直径8 (1)确定带轮基准直径8 (2)计算大带轮直径8 4.1.4 验算带速8 4.1.5 确定带长及中心距8 (1)初取中心距8 (2)确定带长9 (3)确定中心距9 4.1.6 验算小带轮包角9 4.1.7 确定V带根数9 4.1.8 确定V带初拉力9 4.1.9 作用在轴上的力9 4.

4、1.10带轮的结构尺寸及草图 10 4.2齿轮传动的设计计算10 4.2.1 材料选择及热处理 10 4.2.2 参数选择和几何尺寸计算 10 4.2.3 确定许用应力 11 4.2.4 选择精度 11 4.2.5 根据齿轮强度条件设计 11 4.2.6 计算齿轮几何尺寸11 4.2.7 校核齿面接触疲劳强度12 4.3轴的设计计算 12五、联轴器的选择 12六、轴承的选择及校核 13七、键的选择及校核 14 7.1. 低速轴键的选择及校核 14 (1)外伸端 14 (2)与齿轮联接的键 14 7.2高速轴键的选择及校核 14八、减速器附件的选择 14九、箱体的主要结构尺寸计算 15十、润滑和

5、密封的选择 15主要参考文献 17一 、电动机的选择计算1电动机类型的选择按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭（自扇）冷笼型三相异步电动机。2电动机容量的选择按机械设计基础课程设计P82表8-20查得V带传动效率1 = 0.96，一对滚动球轴承效率2 = 0.97，一对直齿圆柱齿轮传动效率3 = 0.99，联轴器效率4 = 0.99，卷筒传动效率5= 0.96。 传动装置总效率为： = 0.96×0.97×0.99×0.99×0.99×0.99×0.96 = 0.8587，电动机所需功率为：Pd = = 2600×1.

6、7/1000×0.8587Kw = 5.15Kw 根据PmP0 选取电动机的额定功率Pm，由机械设计基础课程设计P169表17-1查得电动机的额定功率为Pm = 5.6 Kw。 3. 确定电动机的转速工作机主轴的转速nw，即输送机滚筒的转速：nw = = 60×1.7×1000/3.14×400 r/min 81r/min根据机械设计基础课程设计P9表2-1确定传动比的范围，取V带传动比ib =24, 单级圆锥齿轮的传动比ig = 35，则传动比范围比 i = (2×3)（4×5) = 620。电动机的转速范围为：n = inw =

7、(620)×81r/min = 487.021623.4 r/min ，符合这一同步转速范围的有两种：1000r/min和1500r/min，选择同步转速为1000r/min的电动机，根据同步转速查机械设计基础课程设计 P169表17-1确定电动机的型号为Y132M6，其满载转速n m = 960 r/min。 =0.8587Pd = = 2600×1.7/1000×0.8587Kw = 5.15Kwnw 81r/min n m = 960 r/min此外，电动机的中心高、外形尺寸、轴伸尺寸等均可查表得出。型号额定功率满载转速Y132M65.5 KW1000 r/

8、min2.02.0二、计算总传动比并分配各级传动比1.总传动比i = 960/81.17 r/min = 11.82.分配各级传动比 为使带传动的尺寸不至过大，满足ib<ig ，可取 ib = 4.5,则齿轮的传动比：ig = i/ib = 11.8/4.5 = 2.63 三、计算传动装置的运动和动力参数1.各轴的转速n = nm / ib = 960/2.63 r/min = 365.02 r/minn = n/ig = 365.02/4.5 r/min =81.12r/minn w = n = 81.12r/min2.各轴的功率P = Pmb = 5.15Kw×0.96 =

9、 4.944 Kw P= Prg = 4.944Kw×0.97×0.99 = 4.748 KwPW= Prc = 4.748Kw×0.99×0.99 = 4.654 Kw3.各轴的转矩T1 = 9550 = 9550×4.944/365.02 N·m 129.35N·mT2 = = 9550×4.748/81.12N·m 558.97 N·mTw = 9550 Pw/ nw = 9550×4.654/81.12 N·m 547.78 N·mi=11.8 n = 36

10、5.02 r/minn = 81.12 r/minn w = n = 81.12 r/minP= 4.944 Kw P= 4.748 KwPW=4.654 Kw四、传动装置的运动和动力参数的选择和计算4.1带传动的设计由设计任务书条件要求，此减速器工作场合对传动比要求不严格但又要求传动平稳，因此适用具有弹性的饶性带来传递运动和动力。V带传动时当量摩擦系数大，能传递较大的功率且结构紧凑；故此处选择V型槽带轮。 带轮材料常采用铸铁、钢、铝合金或工程塑料等，当带的速度 v25 m/s时，可采用HT150；当带速 v=2530 m/s时，可采用HT200；当 v35 m/s时，则用铸钢或锻钢（或用钢板

11、冲压后焊接而成），传递功率较小时，可用铸铝或工程塑料等材料。 带轮的设计准则是，在保证代传动不产生打滑的前提下，具有足够的疲劳强度，带轮的质量小，结构公益性好，无过大的铸造内应力，质量分布要均匀等。4.1.1 确定计算功率PC = KAP = 1.2×5.15 = 6.18 Kw查机械设计基础P77页 表6-7知：KA=1.24.1.2 确定V带型号按照任务书要求，选择普通V带。根据PC = 6.18 Kw及n1 = 960 r/min，查机械设计基础 P747页 图6-11确定选用A型普通V带。4.1.3 确定带轮基准直径(1)确定带轮基准直径根据机械基础P70页 表6-3取标准值

12、确定：dd1 = 125mm。(2)计算大带轮直径dd2 = i dd1（1-）=（960/365.02n）×125×（1-0.01）mm = 315.5mm由表6-3，选取dd2 = 315mm。4.1.4 验算带速v= = 3.14×125×960/60×1000m/s = 6.28 m/s由于5m/sv25m/s,带速合适。4.1.5 确定带长及中心距(1)初取中心距a 0 = 600 mm根据PC = KAP = 1.2×5.15 = 6.18 KwKA=1.2dd1 = 125mmdd2 = 315mma 0 = 600 m

13、m知：413a 01180.(2)确定带长Ld：根据几何关系计算带长得 = 1906.19 mm根据机械设计基础表6-2取相近的标准值Ld，Ld = 2240 mm(3)确定中心距= 600+(2000-1906.19)/2 mm = 646.40mm，4.1.6 验算小带轮包角： = 163.17°120°，符合要求。4.1.7 确定V带根数Z根据dd1 = 125mm及n1 = 960r/min，查机械设计基础表6-4和表6-3得:P0 = 1.378Kw，P0 = 0.109Kw查机械设计基础表6-8得：K = 0.9495，查机械设计基础表6-6得：Kl = 0.9

14、8,Z = Pc /P0 =4.46, 取Z=5.4.1.8 确定V带初拉力F0查机械设计基础表6-1得:q = 0.10/m,则F0 = 500 N = 164.64N4.1.9 作用在轴上的力FQ FQ = 2ZF0sin= 2×5×164.64×sin163.17°/2 N = 1628.67 NLd = 1906.19 mma=646.40mmP0 = 1.378Kw，P0 = 0.109KwK = 0.9495Kl = 0.98Z=54.1.10带轮的结构尺寸及草图B型V带：节宽bp /mm:14.0 ； 顶宽b/mm:17.0；高度h/mm:

15、11.0； 楔角:40°；截面面积A/ mm2 :138； 每米带长质量q/（ kg·m-1 ）:0.17。V带轮：基准宽度bp/mm:14.0； 基准线至槽顶高度hamin:3.5；槽顶宽b/mm:17.2； 基准线至槽底深度hfmin:10.8；槽间距e/mm:19±0.4； 第一槽对称线至端面距离f/mm: 12.5；最小轮缘厚度/mm:7.5；轮缘宽度B/mm: B =(Z-1)e+2f(Z为齿模数) = 82mm。4.2齿轮传动的设计4.2.1 材料选择及热处理齿轮Z1、Z2采用软齿齿轮传动。查机械设计基础P110表7-3，选择小齿轮材料为45钢调质处理

16、，齿面硬度为220HBW；大齿轮选用45 钢正火处理，齿面硬度为180HBW。4.2.2 参数选择和几何尺寸计算(1)齿数比取小齿轮齿数Z1 = 22，则大齿轮齿数Z2 = 22×4.63 = 102，(2)齿宽系数两轮为软齿面对称布置，R = b/R = 1.0。一般取: 取R = 0.81.4，齿宽b R/3（查机械设计基础P109表7-7）。(3)载荷系数由于载荷较平稳，且采用软齿面齿轮，故查机械设计基础P106表7-6，取K=1.1。Z1 = 22Z2 = 22×4.63 = 102R = b/R = 1.04.2.3 确定许用应力小齿轮查机械设计基础表7-21，取

17、H1=550MPa, F1=210MPa，大齿轮查机械基础表7-23，用插值法得H2=387MPa, F2=325MPa。4.2.4 选择精度运输机为一般机械，速度不高，故选择8级精度。4.2.5 根据齿轮强度条件设计(1)按齿面接触疲劳强度设计根据齿面接触疲劳强度，按机械基础P197公式（7-7）确定尺寸d：d ZHZE/H ·4KT1/0.85R(1-0.5R) 2= 78.44mm式中R =0.28，按机械设计基础P106表7-6选载荷系数K=1.1，转矩T1=9.55×106 P1/N1 = 9.55×106 ×4.944/376.47 N

18、83;mm=1.254×105N·mm。(2)按齿根弯曲疲劳强度设计 根据齿根弯曲疲劳强度，按机械设计基础公式（7-33），确定模数m：m n = 3.57 式中R =0.28, =4.2, k=1.1，YFS为齿形系数，按当量齿数Zv = Z/cos,查机械基础P185表6-7，得： YF1 = YFS1 = 2.83, YF2 = YFS2 = 2.20； f1=b1=25.2MPa,f2=bb2=19.59MPa，齿轮模数m = 5mm。4.2.6 计算齿轮几何尺寸由上式得：Z1=22、Z2=102、m=4mm分度圆直径：d1 = m Z1 =4×22 =8

19、8 mmd2 = m Z2 =5×62 =310 mmd ZHZE/H ·4KT1/0.85R(1-0.5R) 2= 78.44 mm齿顶圆直径：da1 = (Z1+2)m = 96 mm Da2 = (Z2+2)m =416 mm (齿顶高ha =m=5,齿根高hf =1.25m×5=6.25mm)齿宽： b1=bd1=1.1×85.455=94mm .b为齿宽系数，一般R = 0.81.44.2.7 校核齿面接触疲劳强度按机械设计基础公式（7-30）可得： H = 610KT1(+1)/d 2 d13 = 410.4Mpa H 式中, K= 1.1,

20、T1 = 2.1×105N·mm, R =1, = 3.1,d1=100mm 4.3轴的设计计算估算轴的最小直径：主动轴：d1 A = 26.4mm式中A为考虑弯曲影响和材料确定的系数（查机械设计基础P230表13-1，取A=112。查机械设计基础课程设计P122取标准值d1= 38mm从动轴：d2 C = 43.5mm同理，查表并选取标准值d2= 48mm五、联轴器的选择计算转矩Tca = KA T根据工作情况，查表得KA = 1.5，d1 =88 m Z1= 22 mmd d2 = 408 mmda1 = (Z1+2)m = 94mm Da2 = (Z2+2)m = 4

21、16 mmd1 A = 26.4 mmd2 C = 43.8mm则Tca = KA T= 1.5×558.97N·m= 838.5N·m 根据机械设计基础课程设计P122表12-5考虑选用弹性柱销联轴器LX3联轴器GB/T 5014-2003。其主要参数如下：公称转矩：1250 N·m 轴孔直径：48mm质量：8Kg 转动惯量：0.026Kg/m2六、轴承的选择及校核高速轴6010轴承两对，低速轴6212轴承两对。根据要求对低速轴上的轴承进行强度校核。低速轴：基本尺寸/mmdDB509020高速轴：基本尺寸/mmdDB6011022轴承图示意图如下：Tc

22、a = KA T= 1.5×558.97N·m= 838.5N·m七、键的选择及校核7.1 低速轴键的选择及校核(1)外伸端根据轴径d = 48mm ,考虑键在轴端安装，故选键GBT 1096键14×9×14。根据材料为钢，载荷平稳（轻微冲击），查机械设计基础课程设计P245表11-2, p= 110MPa, 查机械设计基础课程设计P245公式（11-1），挤压强度为：p =4×845×100055×10×（80-10）= 87.8MPa p = 110MPa式中A型键：l= L-b= 14mm,故该键满

23、足强度要求。(2)与齿轮联接的键根据轴径d= 60mm ,考虑键在轴端安装，故选键GBTB 1096键18×11×18。挤压强度为：p = = 4×820×100066×12×42= 98.6MPa p = 110MPa式中A型键：l= L= 18mm，故该键满足强度要求。7.2高速轴键的选择及校核主动轴键的选择及校核方法与从动轴键的选择及校核方法相同，故省略。八、减速器附件的选择1. 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用M10紧固。2. 油螺塞放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，p =4×845×100055×10×（80-10）= 87.8MPa p = 110MPa以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。3. 油标油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出。4. 通气