铸钢车间型砂传送带传动装置设计展开式二级圆柱斜齿轮传动-

1、一、 设计任务要求：1. 题目：铸钢车间型砂传送带传动装置设计。2. 任务：1） 减速箱装配图（0号）1张2） 低速轴工作图（3号）1张3） 大齿轮工作图（3号）1张4） 设计计算说明书 .1份3. 时间：2006年1月9日至2006年1月31日4. 传动方案：5. 设计参数：1） 传送速度V=0.65m/s2） 鼓轮直径D=350mm3） 鼓轮轴所需扭矩T690N.m6. 传动方案：展开式而二级圆柱斜齿轮传动7. 其他条件：工作环境通风不良，单向运转，双班制工作，使用期限8年，小批量生产，底座（为传动装置的独立底座）用型钢焊接。二、 传动装置总体设计方案：1. 电动机选择：1) 电动机类型选

2、择： Y（IP44）小型三相异步电动机工业上一般运用三相交流电源，无特殊要求应选三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其中Y（IP44）小型三相异步电动机为一般用途笼型封闭自扇冷式电动机，具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点，B级绝缘，可采用全压式或降压起动。该电动机的工作条件为：环境温度15+40摄式度，相对湿度不超过90%，海拔高度不超过1000M，电源额定电压380V，频率50HZ，常用于起动性能，调速性能及转差率均无特殊要求的机器或设备，如金属切削机床，水泵，鼓风机，运输机械和农业机械等。2) 电动机容量确定：初选1000r/min或1500r/min的电动机为

3、原动机，传动装置总传动比约2030。电动机输出功率为传动装置总效率为 其中：分别为V带传动，滚动轴承，圆柱齿轮传动，弹性联轴器传动的传动效率。（参考1p7表2-4）取（参考1p196表20-1选取电机额定功率）3) 电动机转速确定： 一般常选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机。对计算齿轮传动比方便。 一般传动装置的传动比允许差可按±（35）%考虑。 参考1p4表2-1选取传动比 V带传动比 单级圆柱斜齿轮传动比范围 则可选用 可见转速为1000r/min、1500的电动机都符合4) 电动机型号确定初选：电机型号额定功率（Kw）转速(r/min)总传动比Y100

4、L2-43144040.57Y132S-6396027.43可见第二种方案传动比较小，传动装置的尺寸较小，因此选用：转速为同步转速为1000 r/min 的Y132S-6型电动机电动机尺寸：电动机的外型及安装尺寸（表一） 查书2/P197 表20-2 电动机型号尺寸HABCDEF×CDGKABADACHDAABBHAY132S-613221614089388010×833122802101353156020018电动机外形示意图（图一） 2. 传动比确定及各级传动比分配：1) 总传动比：电动机满载转速传送带鼓轮轮速传动装置的总传动比为：2) 分配各级传动：各级传动比分配及其

5、说明 各级传动比如何取值，是设计中的一个重要问题。分配传动比时通常应考虑以下几个方面：(1) 各级传动机构的传动比应在推荐值的范围内，不应超过最大值，以利发挥其性能，并使结构紧凑。(2) 应使各级传动的结构尺寸协调、匀称。例如，由V带传动和齿轮传动组成的传动装置，V带传动的传动比不应过大，否则会使大带轮半径超过减速器的中心高，造成尺寸不协调，并给机座设计和安装带来困难。(3) 应使传动装置外廓尺寸紧凑，重量轻。(4) 在减速器设计中常使各级大齿轮直径相近，以使大带轮有相接近的浸油深度。(5) 应避免传动零件之间发生干涉碰撞。一般传动装置的传动比允许差可按±(35)%考虑。取V带传动比

6、，使大带轮不致过大。齿轮传动比分别为且按照设计经验：故得：3. 各轴转速转矩及输出功率：1) 各轴转速：减速器高速轴为I轴，低速轴为III轴。 2) 各轴输入功率： 3) 各轴转矩：汇总：项目电动机IIIIIIIV转速r/min9604361133535功率kw32.882.772.662.63转矩N·m29.8463.08234.10725.8717.61传动比2.23.863.231效率0.960.960.960.994. 联奏器选择：减速器常通过联轴器与电动机轴、工作机轴相联接。联轴器的选择包括联轴器的类型和尺寸（或型号）等的合理选择。联轴器的类型应根据工作要求决定。联接电动机

7、轴与减速器高速轴的联轴器，由于轴的转速较高，一般应选用具有缓冲、吸振作用的弹性联轴器，例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。减速器低速轴与工作机轴联用的联轴器，由于轴的转速较低，传递的转矩较大，又因为减速器轴与工作机轴之间往往有较大的轴线偏移，因此常选用刚性可移式联轴器，例如滚子链联轴器、齿式联轴器。对于中。小型减速器，其输出轴与工作机轴的轴线偏移不很大时，也可选用弹性柱销联轴器这类弹性可移式联轴器。因为鼓轮轴与III轴在最终安装时很有可能出现相对位移，所以选用能补偿两轴位移的联轴器，根据工作情况，定为弹性柱销联轴器。 根据工作情况 由1表得 17-4 选用HL4型弹性柱销联轴器 联轴器的外形

8、及安装尺寸型号公称扭矩许用转速轴孔直径轴孔长度DHL4（N·m）（r/min）（mm）（mm）（mm）1250400045112195转动惯量许用补偿量(kg·m2)轴向径向角向3.4±1.50.150°305. 传动说明：传动装置主要参数及主要部件型号 电动机：工作功率 额定功率： 所选电动机型号：Y132S-6型电动机电动机型号额定功率（kW）满载转速（r/min）堵转转矩额定功率最大转矩额定功率质量（kg）Y132S-439602.02.263 总传动比及其分配总传动比iV带传动传动比iv齿轮传动传动比i齿27.432.212.47 各轴得传动功率

9、，转矩，转速项目电动机IIIIIIIV转速r/min9604361133535功率kw32.882.772.662.63转矩N·m29.8463.08234.10725.8717.61传动比2.23.863.231效率0.960.960.960.99 联轴器型号：HL4 TC=717.61N·m型号公称扭矩许用转速轴孔直径轴孔长度DHL41250400045112195 本装置使用V带传动和一级齿轮传动减速，V带传动设置在高速级，齿轮传动设置在低速级。将V带传动设置在低速级是因为：a) 主要由于V带传动能力小，把它布置在高速级，速度快，转矩小，有利于结构紧凑；b) V带在高

10、速级有利于发挥其传动平稳，吸震缓冲，减少噪声的作用；c) V带在高速级更能起到过载保护的作用；d) V带结构工艺简单，精度容易保证。e) 根据工作要求，采用单级闭式软齿面斜齿圆柱齿轮转动。单级传动工艺简单，效率高，精度容易保证。固工作环境有粉尘，使用闭式传动。斜齿轮承载能力，传动平衡，软齿面能简化齿轮的加工工艺。综上所述，本方案从设计任务书所给定的条件来看具有合理性，可行性。三、 各级传动设计：1. 带轮传动设计计算（1）求计算功率：参考2p205表13-6得KA=1.2PC=KA·PI=1.2×2.88=3.46kw（2）根据n0=960r/min PC=5.359kw

11、参考2P205图13-15 选择A型带（3）求大小带轮基准直径d1、d2 参考2p206表13-7得 d1=100mm d2= 参考2p206表13-7得d2=212mm(n1略有增大但误差小于5，故允许)（4）验算带速v （5）v带基准长度Ld和中心距 初选中心距：参考2p202表13-2取A型带Ld=1600mm（6）验算包角 （7）求v带根数z 根据n0=960r/min d1=100mm 参考2p203表13-3 取P0=0.95kw参考2p204表13-4 取参考2p204表13-5 取参考2p204表13-2 取 取4根带（8）求作用在带轮上的压力FQ参考2p201表13-1 取q

12、=0.11kg/m 初拉力： 作用在轴上的力： V带设计汇总：带型选择：选择A型带基准直径：d1=100mm d2=212mm带速：V5.03m/s基准长度：Ld=1600mm包角=168°v带根数：z4作用在轴上的力：2. 齿轮传动设计A. 高速级设计（1） 选择材料及确定许用应力： 大齿轮：40Cr 调制 270HBS 小齿轮：35SiMn 调制 240HBS 参考2p166图11-7 （2） 按齿面接触强度计算： 初选=15°齿数z1=30 z2=30×3.86=116 i=116/30=3.87设计中心距： 计算模数： 取mn=2 计算齿轮分度圆直径：齿顶

13、高：ha1=ha2=mn=2mm齿根高：hf1=hf2=1.25·mn=1.25×2=2.5mm 齿顶圆直径：da1=d1+2·ha=66.12mm da2=d2+2·ha=244.18mm齿根圆直径：df1=d1-2·hf=61.12mm df2=d2-2·hf=235.15mm（3） 验算齿轮弯曲强度：参考2p167图11-9得齿形系数：YF1=2.57 YF2=2.22（4） 齿轮圆周速度：选8级精度B. 低速级设计（1） 选择材料及确定许用应力： 大齿轮：40Cr 调制 270HBS 小齿轮：35SiMn 调制 240HBS

14、参考2p166图11-7 （2） 按齿面接触强度计算： 初选=15°齿数z1=23 z2=23×3.23=75 i=75/23=3.26设计中心距： 计算模数： 取mn=3.5 计算齿轮分度圆直径：齿顶高：ha3=ha4=mn=3.5mm齿根高：hf3=hf4=1.25·mn=1.25×3.5=4.375mm 齿顶圆直径：da3=d3+2·ha=90.34mm da4=d4+2·ha=278.76mm齿根圆直径：df3=d3-2·hf=74.59mm df4=d4-2·hf=263.01mm（3） 验算齿轮弯曲强度

15、：参考2p167图11-9得齿形系数：YF3=2.73 YF4=2.26（4） 齿轮圆周速度：选8级精度齿轮设计主要参数列表：齿轮结构设计：1234材料40Cr 调质35SiMn调质40Cr 调质35SiMn调质齿数301162375螺旋角14.99°14.99°15°15°模数223.53.5齿宽61707280中心距151.15177.55齿轮圆周速度1.370.48修正传动比3.873.26根据表92 齿轮1做成齿轮轴。小齿轮3使用实心式结构（如图b）；2、4 两个大齿轮使用腹板式结构（如图a）。四、 轴的设计：1. 减速器各轴结构设计：A. 高速

16、轴1) 选材：由于此轴为齿轮轴因此材料与1号齿轮材料相同采用40Cr 调质2) 确定最小轴径d：已知高速轴上的功率，转速，由表14-2，40Cr的C值：98107取C=100轴要与电动机匹配查表9-1，要符合标准直径系列取3) 确定各轴段直径：轴上装大带轮，应取标准系列值轴的各段长度轴上装密封元件和轴承盖，与唇形密封圈内径一致装滚动轴承，因此与初选角接触球轴承36307内径一致。 齿轮轴的齿轮部分 过渡用装滚动轴承，因此与初选角接触球轴承36307内径一致。4) 确定各轴段长度：由轴承宽度确定由齿轮到箱体内壁的距离确定由齿轮的宽度确定由轴承的宽度确定考虑起螺柱的空间由带轮轮毂长度标准确定5)

17、高速轴尺寸图：B. 中间轴1) 选材：轴的材料选用40Cr ，调质处理2) 确定最小轴径d：已知高速轴上的功率，转速，由表14-2，40Cr的C值：98107取C=105查表9-1，要符合标准直径系列取3) 确定各轴段直径：装滚动轴承，因此与初选角接触球轴承36307内径一致。安装齿轮轴肩，遵循非定位轴肩，配合处轴的直径<80mm,轴肩直径差可取610mm 安装齿轮装滚动轴承，因此与初选角接触球轴承36307内径一致。4) 确定各轴段长度：由轴承宽度确定 由齿轮到箱体内壁的距离及齿轮宽确定由齿轮间距离确定由齿轮到箱体内壁的距离及齿轮宽确定由轴承宽度确定5) 高速轴尺寸图：C. 低速轴1)

18、 选材：40Cr 调质2) 确定最小轴径d：已知高速轴上的功率，转速，由表14-2，40Cr的C值：98107取C=100查表9-1，要符合标准直径系列取3) 确定各轴段直径：轴上装联轴器，应取标准系列值轴的各段长度轴上装密封元件和轴承盖，与唇形密封圈内径一致装滚动轴承，因此与初选角接触球轴承36311内径一致。 安装齿轮，与齿轮宽有关 轴肩，遵循非定位轴肩，配合处轴的直径<80mm,轴肩直径差可取610mm装滚动轴承，因此与初选角接触球轴承36311内径一致。4) 确定各轴段长度： 由联奏器孔长度有关 考虑起螺柱的空间由齿轮到箱体内壁的距离确定 由齿轮宽度确定 由齿轮到箱体内壁的距离确

19、定由轴承宽确定5) 高速轴尺寸图：2. 减速器高速轴强度验算小齿轮的各啮合分力已知：， =2030N =760N=540N两滚动轴承中心线之间的距离为L210.5mm，K=124mm（1）垂直面支承反力（2）求水平面上的支反力F力在支点产生的反力（3）垂直面上的弯矩（4）水平面上的弯矩FQ力产生弯矩a-a界面FQ力产生的弯矩为（5）合成弯矩（6）轴的传递扭矩（7）危险截面的当量弯矩认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数=0.6（8）计算：危险截面处轴的直径轴的材料选用40Cr调质处理由表14-1得由表14-3 得，则符合弯扭强度要求。附：轴的受力分析：TM2M2FMaFMaMaMaHMa

20、VMaVF2HFtF1HF1VF2VF1FF2FF3. 键的设计及低速轴齿轮联接键联接工作能力验算：1） 键的设计a) 高速轴与带轮联接键已知：（轮缘宽度），, 键的类型：A型键确定键的尺寸：由书1P140 表 14-1 得：b=6mm，h=6mm根据L系列，取 L<B L取为45 mm工作长度 l=Lb=45-6=39 mmb) 中间轴与齿轮联接键已知 键的类型：A型键确定键的尺寸：由书1P140 表 14-1 得：b=12mm，h=8mm根据L系列，取 L<B L取为40 mm工作长度 l=Lb=40-12=28 mmc) 低速轴与齿轮联接键已知 键的类型：A型键确定键的尺寸：

21、由书1P140 表 14-1 得：b=16mm，h=10mm根据L系列，取 L<B L取为45 mm工作长度 l=Lb=45-16=29 mmd) 低速级与联轴器联接键已知：（联轴器宽度），, 键的类型：A型键确定键的尺寸：由书1P140 表 14-1 得：b=14mm，h=9mm根据L系列，取 L<B L取为100 mm工作长度 l=Lb=100-14=86 mm2） 低速轴齿轮联接键联接工作能力验算：挤压强度验算由表10-10 毂轮材料用钢 得，符合挤压强度要求五、 轴承选取：1. 减速器轴承选取高速轴选用 36307中间轴选用 36307低速轴选用 36311减速器各轴所用轴

22、承代号及尺寸型号外形尺寸（mm）安装尺寸（mm）内径d外径D宽度BD1minD2maxramax高速轴3630735802144711.5中间轴3630735802144711.5低速轴3631155120316511022. 高速级轴承寿命验算：1） 预期寿命要求使用寿命L=8年×365天×16小时=46720小时2） 寿命计算高速轴使用36307型角接触球轴承，轴颈，转速径向载荷，轴向载荷确定e的值： 查表16-12得e=0.39 查表16-12得X=0.44，Y=1.43由式16-4得即轴承在受径向载荷和轴向载荷时的寿命相当于只承受纯径向载荷时的寿命根据式16-3，有

23、求得的值远大于预期寿命，所以这个减速器的低速轴正常使用，工作8年内不会发生失效六、 密封及润滑：1）齿轮传动的润滑方式齿轮传动机构采用脂润滑由书1P20表3-4得：脂润滑适用于V<1.52m/s齿轮减速器。由于齿轮减速器且圆周速度V=1.35m/s<1.52m/s，所以采用脂润滑，利用旋盖式、压注式油杯压入轴承室。2）减速器润滑油面高度的确定已知每传递1kW功率所需油量约为7001400cm3。现已知传递的功率为P=3 KW,则所需油量为21002800cm。内壁长A=61.6cm，宽B=19cm油面高度h>1.82.4油面高度cm同时在确定最高最低油面时还需考虑两个大齿是否

24、都浸到合适的油量。综合考虑以上两点，油面高度应该在57cm(能使两个大齿轮充分润滑)3） 减速器各处密封方式内密封：由于轴承用油润滑，为了防止齿轮捏合时挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油盘。外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，为防止灰尘水份从外伸段与端盖间隙进入箱体，所有选用唇型密封圈。七、 箱体部件设计：1） 箱体采用HT200铸造箱体，水平剖分式箱体采用外肋式结构。箱内壁形状简单，润滑油流动阻力小，铸造工艺性好，但外形较复杂。箱体主要结构尺寸名称符号尺寸关系箱座壁厚=8mm箱盖壁厚11=8mm箱体凸缘厚度b，b1，b2箱座b=1.5=12mm箱盖b1=1

25、.5=12mm箱底座b2=2.5=20mm加强肋厚m，m1箱座m=0.85=7mm箱盖m=0.85=7mm地脚螺钉直径df0.036a+12=18.39 （M20）地脚螺钉数目nn=4轴承旁联接螺栓直径d1d1=0.75df=13.79 取（M16）箱盖、箱座联接螺栓直径d2(0.50.6) df取（M10）轴承盖螺钉直径和数目d3，nd3=8 n=4观察孔盖螺钉直径d4d4=(0.30.4) 取（M6）df、d1、d2至箱壁外距离C1df: C1=26mmd1: C1=22mmd2: C1=16mmdf、d2至凸缘边缘的距离C2df: C2=24mmd1：C2=20mmd2: C2=14mm

26、轴承旁凸台高度半径R1R1= C2=20mm箱体外壁至轴承座端面的距离l1l1=C1+C2+(510)=52mm减速器零件位置尺寸：代号名称选用值齿轮顶圆至箱体内壁的距离1.210齿轮端面至箱体内壁的距离>10轴承端面至箱体内壁的距离10旋转零件间的轴向距离15齿轮顶圆至轴表面的距离25大齿轮顶圆至箱体内壁的距离30箱底至箱底内壁的距离20箱体内壁至轴承座孔端面的距离l1=662） 主要附件a) 窥视孔和视孔盖窥视孔应设在箱盖顶部能够看到齿轮啮合区的位置，其大小以手能伸进箱体进行检查操作为宜 窥视孔处应设计凸台以便于加工。视孔盖可用螺钉紧固在凸台上，并应考虑密封。 由 表 9-18AA1

27、A0BB1B0d4h150180165142.5172.5157.5M62 b) 通气器通气器设置在箱盖顶部或视孔盖上。较完善的通气器内部制成一定曲路，并设置金属网。考虑到环境因素选用了防尘性能好的二次过滤通气器。 通气器选M27×1.5c) 油面指示器用油标尺，其结构简单、在低速轴中常用。油标尺上有表示最高及最低油面的刻线。油标尺的安装位置不能太低，以避免有溢出油标尺座孔。油标尺选用M16 具体数据如下 表9-14 mmdd1d2d3HabcDD1M1641663512852622d) 放油孔和油塞放油孔应设置在油池的最低处，平时用螺塞堵住。采用圆柱螺塞时，箱座上装螺塞处应设有凸台

28、，并加封油垫片。放油孔不能高于油池底面，以免排油不净。选M16×1.5 mmdD0eLlaSd1HM142219.62212317152e) 起吊装置减速器箱体沉重，采用起吊装置起吊，在箱盖上铸有箱盖吊耳，为搬运整个减速箱，在箱座两端凸缘处铸有箱座吊耳。结构简单，加工方便。示意图： 表 9-20 f) 定位销常采用圆锥销做定位销。两定位销间的距离越远越可靠，因此，通常将其设置在箱体联接凸缘的对角处，并做非对称布置。取位销直径d10mmg) 起盖螺钉起盖螺钉螺纹有效长度应大于箱盖凸缘厚度。起盖螺钉直径可与凸缘联接螺钉直径相同。八、 主要参考：1王昆、何小柏、汪信远主编 机械设计基础课程

29、设计 北京：高等教育出版社，1995年2杨可桢、程光蕴主编 机械设计基础(第四版) 北京：高等教育出版社，1999年3赵胜祥、徐滕岗、唐觉明主编 画法几何及机械制图 上海：上海远东出版社，2002年九、 体会转眼三周半的课程设计临近尾声，通过这次设计实践，我对机械设计有了更全面、更深入地了解与认识。本次课程设计填补了以往课堂上，我们只是很公式化的解题，对于实际的工程设计计算没有具体的概念。查表、计算、绘图这些对于还不是很熟练的我们来说真不是很容易，进度慢，返工多是比较普遍的现象，但是通过老师不辞辛劳的指导，解答我们的疑问，指出我们设计上的缺陷，指引我们的思路，使我们在设计过程中获益匪浅，在此表示衷心的感谢。虽然三个星期的时间并不算长，但却使得我获得了很多课上学不到的知识，初步掌握了查找工程用工具书进行机械