带式输送机传送装置用同轴式二级圆柱斜齿轮减速器的设计

1、第一篇 设计任务篇1、 设计题目 带式输送机传送装置用同轴式二级圆柱斜齿轮减速器的设计二、设计要求：1、 输送带工作拉力F=5.2kN2、 输送带工作速度v=1.8m/s3、 滚筒直径D=630mm4、 工作情况：两班制，连续单向转动，载荷较平稳5、 使用折旧期：10年6、 检修期间隔：四年一大修，两年一中修，半年一小修7、 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产（八级精度）第二篇 设计说明篇1、 选择电动机1）电动机功率计算P工作机功率 ：= =9.36 kw电动机需要功率： Pd= P w /总效率 ：其中，1_运输机处联轴器效率，为0.99 2_III轴轴承效率，为0.98 3_

2、低速级齿轮啮合效率，为0.97 4_ II轴轴承效率，为0.98 5_高速级齿轮啮合效率，为0.97 6_ I轴轴承效率，为0.98 7_电机处联轴器效率，为0.99 8_链传动效率，为0.96故，=0.83Pd=9.36/0.83=11.28 kw2） 电动机转速计算工作机转速nw ： 因： 则 =54.6 r/min 电动机转速: nd= nw*i总 其中：i总=840 i总为减速器总传动比故 nd=4372184 r/min3） 选定电动机根据求出的P、n查手册。选定电动机：型号：Y160L4、 同步转速n=1500r/min、满载转速nm=1460r/min、 额定功率P额=15kw2

3、、 传动比的分配i总=nm/nw=1460/54.6=26.7取链传动传动比2.1其中，i总=i高*i低，且i高=i低故， i总= i低2=26.7/4故， i低=i高=2.63、 计算各轴的n，P，T1）各轴转速电动机轴:nm为1460 r/minI轴: nI =nm=1460 r/minII轴: n II =nI/i高=562 r/minIII轴： n III=n II/i低=216 r/min2)各轴输入功率电动机轴: Pd=Pw/总=11.28kwI轴: P I = Pd *7=11.17kwII轴: P I I= P I * 56=10.62kwIII轴： PIII=PII*34=1

4、0.1kw3) 各轴扭矩T各轴的输入扭矩计算I轴的转矩轴的转矩轴的转矩 功率、转速、转矩表轴名功率（Kw）转速（r/min）转矩（N·m）I11.17146073.110.62562180.510.1216446.6四、齿轮的设计计算（一）、高速级齿轮的设计计算1、选精度等级、材料及齿数。1）、小齿轮选用40Cr，调质处理；大齿轮选用45钢，调质处理。2）、齿轮精度等级选用7级精度3）、初选小齿轮齿数z1=24，大齿轮齿数z2=z1*i =624）、选取螺旋角。初选螺旋角=14度。2、按齿面接触强度设计按式10-21计算，即（1）、确定公式内各计算数值1）、初选Kt=1.62）、由图

5、10-30选取区域系数ZH=2.433由图10-26查得a1=0.78，a2=0.83则a=a1+a2=1.614）、计算小齿轮传递的转矩 5）、由表10-7选取宽度系数d=1.16）、由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.87）、由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限和大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600MPa，Hlim2=550MPa8）、由式10-13计算应力循环次数9）、由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.9，KHN2=0.9510）、计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由式10-12得则许用接触应力为2）、计算1）、计算小齿

6、轮分度圆直径d1t，由计算公式得2）、计算圆周速度3）、计算齿宽b及模数mnt宽高比为b/h= 10.994）、计算纵向重合度5）、计算载荷系数K已知使用KA=1，根据v=4.0791m/s，7级精度，由图10-8查得动载荷系数Kv=1.11由表10-4查得KH=1.454由图10-13查得KF=1.32由表10-3查得KH=KF=1.4故载荷系数K=KAKvKHKH=2.25956）、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10-10a得7）、计算模数mn。3、按齿根弯曲强度设计由式10-17（1）、确定计算参数1）、计算载荷系数。根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数为Y=0

7、.88计算当量齿数。4）、查取齿形系数。由表10-5查得5）、查取应力校正系数由表10-5查得6）、由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限、大齿轮的弯曲强度极限7）、由图10-18取弯曲疲劳寿命系数8）、计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式10-12得9）、计算大、小齿轮的,并加以比较（2）、设计计算取两次计算较小的模数mn =1.6421将模数就近圆整为标准值得m=1.5按另一种方法计算出来的分度圆直径d = 59.8656mm计算小齿轮齿数取z1=39z2=z1*i =101.4000，取Z2=1014、几何尺寸计算（1）、计算中心距将中心距圆整为108（2）、按圆

8、整后的中心距修正螺旋角因B值改变不多，故参数等不必修正（3）、计算大、小齿轮的分度圆直径（4）、计算齿轮宽度圆整后取B2=60，B1 = 64（2） 、低速级齿轮的设计计算设计步骤同上，设计结果如下所示：模数：m=2螺旋角：=13.53度齿数：z1=39，z2 =101中心距：a =144mm分度圆直径：d1 = 80.2mm，d2 =207.8mm齿宽：B2=84mm，B1 =80mm因减速器为同轴式，故高速级齿轮中心距与低速级齿轮中心距应相等，为满足齿轮强度要求，故高速级齿轮应按照低速级齿轮设计。因此，高速级与低速级齿轮参数均如下所示：模数：m=2齿数：z1=39，z2 =101中心距：a

9、 =144mm分度圆直径：d1 =80.2mm，d2 =207.8mm齿宽：B2=84mm，B1 =80mm5、 轴的设计计算与强度校核（1） 、高速轴的设计计算1、已知条件：轴的输入功率P、转速n、转矩T分别为：P=11.17kW，n=1460r/min，T=73.1Nm2、初步确定轴的最小直径先按式15-2初步确定轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。 查表取A0=112，则最小直径 取最小直径为dmin=23mm3、轴的结构设计（1）、最小直径处显然是安装联轴器，查设计手册，确定联轴器的型号为 LX1-Y，基本尺寸为dXL=24X52mm。为保证其与轴端挡圈充分接触，应取轴的长度

10、略小于其宽度,故，取第1段轴的长度和轴径分别为l1=51mm，d1=24mm，(2)联轴器采用轴肩定位，取轴肩高度为3mm，故第2段轴径和长度分别为l2=40mm，d2 =30mm，（3）、初步确定滚动轴承型号查设计手册，确定滚动轴承为30207，其尺寸为 故，第3段轴的轴径和长度分别为d3=35mm，l3=39.25mm，（4）、第4段轴安装低速级齿轮，考虑到齿轮应与定位块充分接触，故应取轴的长度略短于齿轮宽度，现已知齿轮宽度为B=84，则，取第四段轴的轴径和长度分别为d4=40mm，l4 =81mm，（5）、齿轮采用轴肩进行定位，取轴肩高度为h=5mm,宽度为10mm，则第5段轴的轴径和长

11、度分别为d5 =50mm，l5 =10mm。（6）、第6段轴应考虑到轴承的安装尺寸，故其轴径和长度分别为d6=43mm，l6=10mm。(7）、第7段轴安装轴承，故d7=d3，则其轴径和长度分别为d7 =35mm，l7=18.25mm。（二）、中间轴的设计计算1、已知条件：轴的输入功率P、转速n、转矩T分别为：P=10.62kW，n=562r/min，T=180.5N.m2、初步确定轴的最小直径先按式15-2初步确定轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。 查表取A0=112，则最小直径 取最小直径为dmin=30mm3、轴的结构设计（1）、最小直径处显然是安装滚动轴承，查设计手册，初步

12、确定滚动轴承的型号为30206，基本尺寸为取轴承距箱体内壁距离为10，高速级小齿轮距箱体内壁距离为10，则第1段轴的轴径及长度分别为d1=30mm，l1=40.25mm（2）、第2段轴安装中间轴大齿轮，由前面设计可知大齿轮宽度，为保证齿轮与固定块的充分接触，应取轴的长度略小于齿轮宽度,故第2段轴的长度和轴径分别取l2=77mm，d2=35mm(3）、齿轮采用轴肩定位，为保证两对齿轮能够正确啮合，取轴肩宽度为91mm，高度h=5mm，故第3段轴的轴径和长度分别为l3=91mm，d3=45mm（4）、第4段轴安装中间轴小齿轮，为保证小齿轮与定位块充分接触，应取轴长略小于齿轮宽度。前面已计算得小齿轮

13、宽度为B=84mm，故，轴径和轴长分别为d4=35mm,l4=81mm(5）、第5段轴安装轴承，取中间轴小齿轮距箱体内壁的距离为10mm，则d5=30mm，l5=40.25mm。（三）、输出轴的设计计算1、已知条件：轴的输入功率P、转速n、转矩T分别为：P=10.1kW，n=216r/min,T=446.6N.m2、初步确定轴的最小直径先按式15-2初步确定轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。 查表取A0=112，则最小直径 取最小直径为dmin=413、轴的结构设计（1）、最小直径处显然是安装联轴器，查设计手册，确定联轴器的型号为 LX4-Y，基本尺寸为，为保证其与轴端挡圈充分接触

14、，应取轴的长度略小于其宽度,故，取1-2段轴的长度和轴径分别为l1=111mm，d1=42mm。(2)联轴器采用轴肩定位，取轴肩高度为3mm，故第2段轴径和长度分别为l2=40mm，d2 =48mm。（3）、初步确定滚动轴承型号查设计手册，确定滚动轴承为30211，其尺寸为 故，第3段轴的轴径和长度分别为d3=55mm，l3=47.75mm。（4）、第4段轴安装低速级齿轮，考虑到齿轮应与定位块充分接触，故应取轴的长度略短于齿轮宽度，现已知齿轮宽度为B=80mm，则，取第四段轴的轴径和长度分别为d4=60mm，l4 =77mm。（5）、齿轮采用轴肩进行定位，取轴肩高度为h=5mm,宽度为10mm

15、，则第5段轴的轴径和长度分别为d5 = 70mm，l5 =10mm。（6）、第6段轴应考虑到轴承的安装尺寸，故其轴径和长度分别为d6=65mm，l6=10mm。(7）、第7段轴安装轴承，故d7=d3，则其轴径和长度分别为d7 =55mm，l7=22.75mm。（4） 输出轴的强度校核1、求作用在齿轮上的力已知齿轮的分度圆直径为，而， 轴计算简图及载荷方向如下图所示。则，垂直方向，即水平方向，2、做出弯矩图和扭矩图根据轴的计算简图和各力的值，做出弯矩图和扭矩图如下 3、按弯扭合成应力校核轴的强度通过弯矩图和扭矩图可以明显看出，轴上齿轮处承受最大弯矩和扭矩，为危险截面。根据式15-5及齿轮处的数据

16、，以及单向旋转、扭转切应力为动脉循环变应力，取a=0.6，轴的应力为 前面已经选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得 故安全。4、 轴承的寿命校核（输出轴） 由轴承的寿命计算公式 其中，n=216r/min，采用圆锥滚子轴承，选取左右轴承为30211标准精度等级，单列圆锥滚子轴承： 。 9.3.2轴承正装，轴的受力情况分析：求得径向力9.3.3求得派生轴向力（查课本表13-5得Y=1.5）由表13-6，取载荷系数，又因为 则： 因，取。所以所选轴承可用。至此，轴承校核完毕。6、 键的选取与强度校核（1） 、输入轴键的选择 1、输入轴与联轴器采用键连接，根据 d=24mm，l=51mm

17、查设计手册，选择键的型号为 C 键 8X45 GB/T 1096-20032、 输入轴齿轮与输入轴采用键连接，根据 d=40mm，l=81mm查设计手册，选择键的型号为 键 12X70 GB/T 1096-2003（2） 、中间轴键的选择 1、中间轴大齿轮与轴的连接采用键连接，根据 d=35mm，l=77mm查设计手册，选择键的型号为 键 10X63 GB/T 1096-2003 2、中间轴小齿轮与轴的连接采用键连接，根据 d=35mm，l=81mm查设计手册，选择键的型号为 键 10X70 GB/T 1096-2003（3） 、输出轴键的选取 1、输出轴与开式齿轮连接处采用键连接，根据 d=

18、42mm，l=111mm 查设计手册，选取键的型号为 C 键 12X100 GB/T 1096-20032、输出轴与输出轴齿轮连接处采用键连接，根据 d=60mm，l=77mm,查设计手册，选取键的型号为 键 18X70 1096-2003（4） 、输出轴与输出轴齿轮连接处键的校核 1、已知条件 传递的转矩 T =446600 N·mm 轴的直径 d =60 mm 2、查设计手册可得 键的截面尺寸b×h =18x11 mm 键的长度L =70 mm 键的有效长度L0 =52mm 接触高度k =4 mm 许用应力p =110 MPa 3、计算应力 4、校核计算结果： ，满足减

19、速箱的润滑与密封的选择 1润滑方式的选择 因为润滑脂承受的负荷能力较大、粘附性较好、不易流失，齿轮靠机体油的飞溅润滑。I，II，III轴的速度因子，查机械设计手册可选用钠基润滑剂3.密封方式的选择输入轴和输出轴的外伸处，为防止润滑脂外漏及外界的灰尘等造成轴承的磨损或腐蚀，要求设置密封装置。因用脂润滑，所以采用毛毡圈油封，即在轴承盖上开出梯形槽，将毛毡按标准制成环形，放置在梯形槽中以与轴密合接触；或在轴承盖上开缺口放置毡圈油封，然后用另一个零件压在毡圈油封上，以调整毛毡密封效果，它的结构简单。所以用毡圈油封。 9、 箱体的设计名称计算公式结 果机座壁厚=0.025a+1810mm机盖壁厚11=0

20、.02a+1810mm机座凸缘壁厚b=1.515 mm机盖凸缘壁厚b1=1.5115 mm机座底凸缘壁厚b2=2.525mm地脚螺钉直径df =0.036a+12=17.90420mm地脚螺钉数目a<250,n=44 轴承旁联接螺栓直径d1=0.75 16 mm箱盖与箱座联接螺栓直径d2d2=(0.50.6) 12 mm联接螺栓d2间距L=150200160 mm轴承盖螺钉直径d3=(0.40.5) 10 mm窥视孔螺钉直径d4=(0.30.4) 8 mm定位销直径d=(0.70.8) 10 mm轴承旁凸台半径R=CRf=24mmR1=20mmR2=16mm轴承盖螺钉分布圆直径D1= D

21、+2.5d3(D为轴承孔直径)D11=97mmD12=105mmD13=125mm轴承座凸起部分端面直径D2= D1+2.5d3D21=122mmD22=130mmD23=150mm大齿顶圆与箱体内壁距离11>1.214 mm齿轮端面与箱体内壁距离22>10 mmdf,d1,d2至外机壁距离C1=1.2d+(58)C1f=30mmC11=20mmC12=20mmdf,d1,d2至凸台边缘距离C2C2f=24mmC21=20mmC22=16mm机壳上部（下部）凸缘宽度K= C1+ C2Kf=54mmK1=40mmK2=36mm轴承孔边缘到螺钉d1中心线距离e=(11.2)d116mm轴承座凸起部分宽度L1C1f+ C2f+(35)58 mm吊环螺钉直径dq=0.8df16mm10、