带式输送机二级斜齿圆柱齿轮减速器课程设计

1、 机械设计基础课程设计 设计题目 带式输送机二级斜齿圆柱齿轮减速器 机电工程学院 院(系) 专业班级 学号 设 计 人 指导教师 完成日期 2013 年 07 月 9 日设计工作量: 设计说明书 1 份减速器装配图 1 张减速器零件图 2 张 机械设计基础课程设计 设计题目 带式输送机二级斜齿圆柱齿轮减速器 机电工程学院 院(系) 工业设计 专业班级 设计11-2 学号 11024060213设 计 人 车续文 指导教师 莫才颂 完成日期 2013 年 07 月 9 日茂名学院一.设计题目1.设计一用于卷扬机传动装置中的两级圆柱齿轮减速器。原始数据，卷筒直径D=350mm,运输带的扭矩T=65

2、0N.m, 运输带速度。2.工作要求：每日两班制工作，传动不逆转，有轻微冲击，输送带速度允许误差为5% 。二.传动装置总体设计：1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。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：三选择电动机1.选择电动机类型： 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭型结果，电压380V，Y型。2.选择电动机的容量 电动机所需的功率为： F=2T/D KW由电动机到运输带的传动总功率为 带传动效率：0.96每对轴承的传动效率：0.99圆柱

3、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：0.96则：所以 KW3.确定电动机转速卷筒的工作转速为 r/min查指导书第7页表1：取V带传动的传动比；二级圆柱齿轮减速器传动比，所以总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围是： r/min符合这一范围的同步转速有750、1000和1500r/min。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，因此有四种传动比方案如下：方案电动机型号额定功率KW同步转速r/min额定转速r/min重量N总传动比1Y112M-2 415001440470125.652Y132M1-6 4100096073083.773Y160M1

4、-8 4750720118062.83综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动、减速器的传动比，可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下；四.确定传动装置的总传动比和分配传动比： 总传动比： 分配传动比：取，则，取，经计算=4.47注：为带传动比，为高速级传动比，为低速级传动比。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；，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：r/min r/min r/min = r/min2.各轴输入功率：KW KW KW KW 3.各轴输入转

5、矩：1-3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电动机轴1.4114.039601轴1.3527.1342.862轴1.29179.0449.333轴1.22733.5311.454轴1.19711.6711.45六.设V计带和带轮：1.设计V带确定V带型号查机械设计基础课本表 13-6得：=1.3，则 KW，又=960r/min,由图13-15确定选取A型普通V带，取=125，取=0.02，标准化得=375验算带速：m/s确定带的基准长度： 取=1.2（+）=1.2（125+375）=

6、600mm,由表13-2选取=2000确定实际中心距amm验算小带轮包角计算V带的根数Z：由表13-3查得KW，由表13-5查得=0.95，由表13-2查得=1.03由表13-4查得=0.11KW，则V带的根数因此取Z=3计算作用在带轮轴上的载荷由表13-1查得A型V带单位长度质量q=0.1Kg/m,所以单根V带张紧力故作用在轴上载荷七.齿轮的设计：（一） 高速级斜齿圆柱齿轮传动设计 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，小齿轮：45钢（调质），硬度为230HWB轮：45钢（正火），硬度为190HWB传动平稳性，取，

7、则，圆整为。软齿面齿轮传动，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校核其齿根弯曲疲劳强度。 按齿面接触疲劳强度设计转矩(1)初选载荷系数K=1.1，由表10-8.选齿宽系数(2)初选螺旋角(3)计算当量齿数由图10-1查得由表10-3查得(4)接触应力循环次数为由图10-3查得接触疲劳寿命系数(5)许用接触应力为(6)计算小齿轮分度圆直径42.6(7)确定模数=1.94=cos=1.88查表取标准值为=2(8)计算分度圆直径/cos=45.55mm/cos=217.41mm(9)计算传动中心距=131.48mm圆整为=131mm(10)确定螺旋角=arccos15(11)计算齿宽b=145.55=45

8、.55mm圆整后取 (12)计算齿轮的圆周速度0.82m/s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） 齿形系数和应力修正系数由表10-7查得 （2） 许用弯曲应力由图10-2查得 由表10-3查得由图10-4查得弯曲疲劳寿命系数 （3）许用弯曲应力为=300.89MPa=226.46MPa=37.85MPa300.89MPa=37.89=34.62226.46MPa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，小齿轮： ，硬度为230HBW大齿轮

9、：45钢（正火）硬度为190HBW，考虑传动平稳性，取，则，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强度。2、按齿面接触疲劳强度设计转矩(1)初选载荷系数K=1.1，由表10-8.选齿宽系数(2)初选螺旋角(3)计算当量齿数由图10-1查得由表10-3查得(4)接触应力循环次数为由图10-3查得接触疲劳寿命系数 (5)许用接触应力为(6)计算小齿轮分度圆直径68mm(7)确定模数=2.834=cos=2.74查表取标准值为=3(8)计算分度圆直径/cos=74.54mm/cos=254.68mm计算传动中心距=164.6mm圆整为=165mm确定螺

10、旋角=arccos17.34计算分度圆直径/cos=75.4mm/cos=254.67mm计算齿宽b=175.4=75.4mm圆整后取 计算齿轮的圆周速度0.22m/s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)齿形系数和应力修正系数由表10-7查得 (2)许用弯曲应力由图10-2查得 由表10-3查得由图10-4查得弯曲疲劳寿命系数 (3)许用弯曲应力为=311.385MPa=231.4MPa=42.4MPa311.385MPa=42.4=39.8231.4MPa(4)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9机盖厚度8机盖凸缘厚度1

11、2机座凸缘厚度14机座底凸缘厚度23地脚螺钉直径M24地脚螺钉数目6轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8定位销直径=（0.70.8）8，至外箱壁的距离查手册表112342218，至凸缘边缘距离查手册表1122816外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离>1.215齿轮端面与内箱壁距离>10箱盖，箱座肋厚89轴承端盖外径轴承孔直径+（55.5）120（I 轴）125（II 轴）150（III轴）轴承旁联结螺栓距离120（I 轴）125（II 轴）150（III

12、轴）九轴的设计：1高速轴的设计：材料：选用45号钢调质处理，查表10-2取=35，C=100各轴段直径的确定：由，p=3.65,则，因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且，查手册表7-7，取=36,=60mm,因为大带轮靠轴肩定位，所以取=40,=58，段装配轴承，取=45，选用6309轴承，=28，段是定位轴承，取=50，根据箱体内壁线确定后再确定。段装配齿轮直径：判断是否做成齿轮轴查手册得=3.3，得e=2.2<,因此做成齿轮轴. 此时齿宽为30。 装配轴承所以=45，=282.校核该轴和轴承：=75，=215，=100作用在齿轮上的圆周力为：径向力为作用在轴

13、1带轮上的外力： 求垂直面的支承反力：求水平面的支承反力：由得NN求F在支点产生的反力：绘制垂直面弯矩图绘制水平面弯矩图绘制F力产生的弯矩图求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径因为材料选择调质，查课本226页表14-1得，查课本231页表14-3得许用弯曲应力，则：因为，所以该轴是安全的。3弯矩及轴的受力分析图如下：4键的设计与校核:根据，确定V带轮选铸铁HT200，参考教材表10-9,由于在范围内，故轴段上采用键：, 采用A型普通键:键校核.为=60mm综合考虑取=50mm。查课本15

14、5页表10-10，所选键为：强度合格。中间轴的设计：材料：选用45号钢调质处理，查表14-2取=35，C=100各轴段直径的确定：由, p=3.47,则,段要装配轴承，查课本11-15取=40，选用6309轴承，=40，装配低速级小齿轮，且取=45，=128，段主要是定位高速级大齿轮，取=60，=10，装配高速级大齿轮，取=45，=82段要装配轴承，取=40，=43 .校核该轴和轴承：=75，=115，=95作用在2、3齿轮上的圆周力： N 径向力：求垂直面的支反力计算垂直弯矩：求水平面的支承力： 计算、绘制水平面弯矩图：求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：

15、（取折合系数）计算危险截面处轴的直径： n-n截面: m-m截面: 由于，所以该轴是安全的。弯矩及轴的受力分析图如下键的设计与校核已知参考教材表10-11，由于所以取查课本155页表10-10得取键长为120.取键长为80，根据挤压强度条件，键的校核为：所以所选键为: 从动轴的设计：材料：选用45号钢调质处理，查表10-2取=34，C=112确定各轴段直径考虑到该轴段上开有键槽，因此取，=150。装配轴承，选用6212轴承,取=80,查手册第85表7-2，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准。靠轴定位,取=85,=45取=90,=90取=110,=13装配轴承, 选用60114轴承,取=90,=125

16、向心滚子轴承,去=85,=46校核该轴和轴承:=98,=210,=115作用在齿轮上的圆周力： 径向力：求垂直面的支反力：计算垂直弯矩：.m求水平面的支承力。计算、绘制水平面弯矩图。求F在支点产生的反力求F力产生的弯矩图。F在a处产生的弯矩：求合成弯矩图。考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩。从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径。因为材料选择调质，查课本226页表14-1得，查课本231页表14-3得许用弯曲应力，则：=75>d,所以该轴是安全的。弯矩及轴的受力分析图如下：键的设计与校核：因为d1=75,查课本153页表10-9选

17、键为查课本155页表10-10得初选键长为130,校核所以所选键为: 装联轴器的轴直径为70, 查课本153页表10-9选键为查课本155页表10-10得初选键长为100,校核所以所选键为:十.输出轴联轴器的选择：计算联轴器所需的转矩： 查课本269表17-1取 ,查手册1011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，以便于

18、放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封。(3)油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量.因此要安装于便于观察油面及油面稳定之处即低速级传动件附近；用带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确定。(4)通气器 减速器运转时，由于摩擦发热,机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏,所以在机盖顶部或窥视孔上装通气器，使机体内热空气自由逸处，保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性，通气器用带空螺钉制成.(5)启盖螺钉为了便于启盖，在机盖侧边的边缘上装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉,便于拆卸端盖.对于需作轴向调整的套环,装上二个螺钉,便于调整.6）定位销为