机械设计课程设计带式输送机用减速器

1、机械设计课程设计题目：带式输送机用减速器专业：目录一、 设计任务书.3二、 传递方案的拟定3三、 电动机的选择.4四、 计算总传动比及分配各级的传动比.5五、 齿轮的设计计算.6六、 滚动轴承和传动轴的设计.10七、 键连接设计19八、 箱体结构设计21九、 润滑密封设计.22十、 联轴器选择22十一、 总结23十二、 参考文献24计算及说明结果一 设计任务书（1） 设计题目 带式输送机用减速器（2） 带式运输机数据运输带工作拉力F=8000N运输带工作速度v=/s运输带滚筒直径D=400mm滚筒轮中心高度H=400mm 带式输送机滚筒轴上的阻力矩T=1600N.m 转速n=60r/min（附

2、：运输带绕过滚筒的损失通过效率计算，取效率）（3） 工作条件及设计要求 主要完成由输送带运送机器零、部件的工作。该机室内工作，单向运转，工作有轻微振动。两班制工作，每班8小时，输送带速度允许误差± 5 %。 （4） 使用期限工作期限为十年，每年工作300天。（5） 生产批量及加工条件 在中小型机械厂小批量生产。二 传动方案的拟定运输机由电动机驱动。电动机通过联轴器将动力传入减速器，由经联轴器传至带式运输机而进行工作。三 、电动机的选择（1） 选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V.（2） 选择电动机的容量。 工作机的有效功率为运输带速度从电动机到工作机传送带间

3、的总效率为：卷筒轴承效率0.99（球轴承）：低速级联轴器效率0.99（弹性联轴器）：轴轴承效率0.99（滚动轴承）：低速级齿轮啮合效率0.97（8级精度一般齿轮传动）：轴轴承效率0.99（滚动轴承）：高速级齿轮啮合效率0.97（8级精度一般齿轮传动）：轴轴承效率0.99（滚动轴承）：高速级联轴器效率0.99（弹性联轴器）所以电动机所需工作功率为(3)确定电动机的转速。工作机转速（即滚筒转速）二级直齿圆柱齿轮减速器的传动比所以电动机转速的可选范围为：综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量及价格因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为750r/min的电动机。200L-8.其主要性能如下表:电

4、动机型号额定功率/Kw满载转速/(r/min)Y200L-815730（1）总传动比i总为：i总=12（2）分配传动比i=ii,考试润滑条件等因素，初定i=3，i=41）各轴的转速轴：n=n=730r/min轴：=240r/min轴：卷筒轴 2)各轴的输入功率轴 P=P轴 P= P轴 P= P 卷筒轴 P= P3)各轴的输入转矩 电动机轴的输入转矩为：×10××10××10轴 =×10轴 =×10轴 =×10 卷筒轴(轴) =×10将上述计算结果汇总于下表，以备查用轴名效率PP/(KW)转矩T()转速n（

5、r/min）传动比 效率轴×107303轴×102404轴×10601卷筒轴×1060五、齿轮的设计计算1）选定材料及确定及许用应力（1）按简图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 （2）材料选择。 由机械设计基础表10-1选择小齿轮1、3材料为45钢（调质），硬度为280HBS,，大齿轮2、4为45钢（正火），硬度为240HBS,，二者材料硬度差为60HBS.(3)由机械设计基础表10-5，取,PPPP×10×10×10×102）按齿面接触强度设计 设齿轮按7级精度制造，取载荷系数为1.3。齿宽系数（机械设计基

6、础表10-7）小齿轮1上的转矩。小齿轮3上的转矩。取(机械设计基础)表10-6齿数取 则75齿数取 则模数齿宽取取齿数取 则75齿数取 则模数齿宽按机械原理表10-1取实际的3）中心距验算齿轮弯曲强度齿形系数（由机械设计表10-5得）校验：4)计算齿轮圆周速度v5）齿顶高、齿根高和齿高等计算汇总计算结果如下表：齿轮1(mm)齿轮2(mm)齿轮3(mm)齿轮4(mm)分度圆直径d100300125500齿顶高4455齿根高55齿全高h99齿顶圆直径108308135510齿根圆直径90290中心距齿轮圆周速度v六、滚动轴承和传动轴的设计（一）.高速轴的设计.输在轴上的功率p、转速n和转矩T由上可

7、知：P=11.47kw,n=730r/min,T.求作用在齿轮上的力 因已知高速小齿轮的分度圆直径 d=z圆周力：F=径向力：F=Ftan=3000轴向力：F=0、初步确定轴的最小直径材料45钢，正货处理。根据机械设计基础表14-2，取C=110，d=C由于键槽的影响，故d输出轴的最小直径显然是安装高速级联轴器处的直径d。为了使所选的轴直径d与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩T=KT查机械设计表14-1，取K=1.5，则T=KN.mm=225N.mm。按照计算转矩T小于联轴器公称转矩条件，查手册，选用LH2型弹性柱销联轴器，其公称转矩为315N.mm，其孔径d=25

8、mm，故取d。联轴器长度L=62mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L=44mm。.高速轴的结构设计1）.为了联轴器右端用轴端挡圈定位。联轴器与轴配合的毂孔长度L=44mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故第一段的长度应比L略短一些，现取l=40mm。 2）.初步选择滚动轴承。因轴承同时承受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。按照工作要求并根据d=38mm，查手册选取单列角接触球轴承7307AC，其尺寸为dDB=35,故d。3）.由齿轮1尺寸可知，齿轮处的轴 端6的直径，。轴肩高度h>0.07d,故取h=4mm ,则轴肩处的直径。）轴承端盖的总宽度为23mm（由

9、减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 l=68mm，故5)根据安装时齿轮中心要在一条线上，可得,.至此，已初步确定了轴的各端长度和直径。1段2段3段4段5段6段7段高速轴（轴） 2).轴上零件的周向定位由机械设计课程设计表11-1差得联轴器与轴的周向定位采用平键连接。按平键截面。齿轮与轴的连接，选用平键截面 ，滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。3）确定轴上圆角和倒角尺寸参考机械设计表15-2，取轴端圆角（二）中速轴的设计I、输出轴上的功率、转速和转矩由上可知、求作用在齿轮

10、上的力 因已知中速大齿轮的分度圆直径圆周力：F=径向力：F=Ftan=2880轴向力：F=0、初步确定轴的最小直径材料45钢，正火处理。根据机械设计基础表14-2，取C=11于是d=C由于键槽的影响，故d、轴的结构设计 1）根据轴向定位的要求确定轴的轴的各段直径和长度（1）.初步选择滚动轴承。因轴承同时承受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。查手册选取单列角接触球轴承7210AC,其尺寸为，故，取 (2)为了满足轴向定位要求及方便加工，1段右端和5段左端需制出两轴肩故取2段和4段的直径（3）大齿轮2右端与小齿轮3左端采用同一轴肩定位，齿轮的轴向定位轴肩取（4）根据安装时齿轮中心要在一条

11、线上，由设计轴的草图可得至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。数据统计如下表：1段2段3段4段5段中速轴（轴）作用在小齿轮上的力F=3000NF=1092NF=0输出轴齿轮轴（2）轴上零件的周向定位。 齿轮与轴的周向定位采用平键连接。按由机械设计课程设计指导书表11.27查得齿轮2与轴的连接，选用平键为18mm;同样，齿轮3与轴的连接，选用平键为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，这两处选轴的直径尺寸公差为m6（3） 确定轴上圆周和倒角尺寸参考机械设计表15-2，取轴端圆角（三）、低速轴的设计I、输出轴上的功率转速和转矩由上可知、求作用在齿轮上的力 因已知低速大齿轮的分度圆直径 圆周

12、力：F=径向力：F=Ftan=轴向力：F=0、初步确定轴的最小直径材料45钢，正货处理。根据机械设计基础表14-2，取C=110，d=C于是由于键槽的影响，故dd输出轴的最小直径显然是安装高速级联轴器处的直径d。为了使所选的轴直径d与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩T=KT查机械设计表14-1，取K则T=KN.mm=2490N.mm。按照计算转矩T小于联轴器公称转矩条件，查手册，选用LH6型弹性柱销联轴器，其公称转矩为3150N.mm，其孔径d=65mm，故取d。联轴器长度L=65mm，半联轴器长度L=142mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L=107mm。、轴的结构

13、设计(1) 根据轴向定位的要求确定轴的轴的各段直径和长度1）.为了满足半联轴器的轴向定位要求，1段右端需制出轴肩故取2段的直径左端用轴端挡圈定位。半联轴器与轴配合的毂孔长度L=107mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故第一段的长度应比L略短一些，现取l=105mm。(2).初步选择滚动轴承。因轴承同时承受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。按照工作要求取，查手册选取单列角接触球轴承7315AC,其尺寸为故。3）取安装齿轮处的轴端第6段的直径；齿轮的左端与有轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的跨度为103mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴端应略短于轮毂宽度，

14、故取。齿轮的左端采用轴肩定位，齿轮的轴向定位轴肩，取。轴环宽度，取）轴承端盖的总宽度为40mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定，由轴承外径D=160mm得，而总宽度为）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 l=50mm，故5)根据安装时齿轮中心要在一条线上，由设计轴的草图可得至此，已初步确定了轴的各段直径和长度，数据统计如下表1段2段3段4段5段6段7段低速轴（轴）(2)轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按由机械设计课程设计指导书表11.27查得齿轮与轴的连接，选用平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为90mm；d同

15、样，半联轴器与轴的连接，选用平键为。滚动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选用轴的直径尺寸公差为m6（4） 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考机械设计表15-2，取轴端圆角。（四）轴强度及滚动轴承的校核由设计草图及各轴工作强度和结构尺寸可知，中速轴II所受载荷最大，最容易发生破坏，只要II轴及轴承满足条件，整个减速器就能达到设计要求。所以现对II轴强度及支撑II轴的滚动轴承进行校核。（1） 中速轴II的强度校核求轴上的载荷L=307mm1） 求垂直面的支撑反力2)求水平面的支撑反力3)由垂直面弯矩图 4）由水平面弯矩图 5）由合成弯矩图=235.22N. m 6）求轴传递的转矩 T=垂直面

16、的支撑反力水平面的支撑反力垂直面弯矩水平面弯矩合成弯矩=235.22N. m轴传递的转矩T=432N.m 7) 求危险截面的当量弯矩最危险截面的当量弯矩为取折合系数，代入上式得8）计算危险截面处的轴的最小直径轴的材料为45钢，正火处理，由机械设计基础表141查得，由表143查得考虑到键槽对轴的削弱，将最小直径加大5% 而实际设计的危险截面处的d=60mm>41.92=因此该轴符合要求（2）中速轴II上滚动轴承的校核 轴承的预计寿命1) 已知，两轴承的径向反力由选定的角接触轴承7210AC，轴承内部的轴向力2) 因为，所以故3) 由于，故故最危险截面的当量弯矩危险截面处的轴的最小直径4)计

17、算当量载荷由机械设计基础表169，取，则 5）轴承寿命计算 由于取P=1872N,角接触轴承，取 查手册得7210AC型角接触轴承的，则 故满足预期寿命。七、键连接设计、联轴器与输入轴间键的选择及校核 轴径d=25mm，轮毂长度L=40mm，查手册，选A型平键，其尺寸为。 b=8mm，h=7mm , L=36mm（GB/T 1095-2003） 现校核其强度：l=Lb=28mm 查手册得，因为，故键符合强度要求。、输入轴I与齿轮1间键的选择及校核 轴径d=40mm，轮毂长度L=72mm，查手册，选A型平键，其尺寸为。 b=12mm，h=8mm , L=63mm（GB/T 1095-2003）

18、现校核其强度：l=Lb=51mm 查手册得，因为，故键符合强度要求。、中速轴与齿轮之间键的选择及校核轴径d=60mm，轮毂长度L=72mm，查手册，选A型平键，其尺寸为。 b=18mm，h=11mm , L=70mm（GB/T 1095-2003） 现校核其强度：l=Lb=52mm 查手册得，因为，故键符合强度要求。、中速轴与齿轮之间键的选择及校核 轴径d=60mm，轮毂长度L=100mm，查手册，选A型平键，其尺寸为。 b=18mm，h=11mm , L=90mm（GB/T 1095-2003） 现校核其强度：l=Lb=72mm 查手册得，因为，故键符合强度要求。、输出轴（低速轴）与齿轮4间

19、键的选择及校核 轴径d=80mm，轮毂长度L=100mm，查手册，选A型平键，其尺寸为。 b=22mm，h=14mm , L=90mm（GB/T 1095-2003） 现校核其强度：l=Lb=68mm 查手册得，因为，故键符合强度要求。、输出轴（低速轴）与联轴器间键的选择及校核轴径d=65mm，轮毂长度L=105mm，查手册，选A型平键，其尺寸为。 b=20mm，h=12mm , L=100mm（GB/T 1095-2003） 现校核其强度：l=Lb=80mm查手册得，因为，故键符合强度要求。八、箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖机

20、体采用配合。在集体为加肋，外轮廓为长方形，增强轴承座刚度2.考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于12m/s，故采用浸入油润滑，同时为了避免油搅合得沉渣溅起，齿顶到油池地面的距离H大于40mm。为了保证机盖与机座连接密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为6.3。3、机体结构有良好的工艺性。铸件壁厚为8mm，圆角半径为R=5。机体外型简单，拔模方便。4、对附件设计 A、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，

21、盖板用铸铁制成，用M8紧固。B、油螺塞： 放油孔位于油池最低处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，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。C、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。D通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡。E、位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度。F、吊钩在机盖上直接铸出吊钩和吊环，用以起吊或搬

22、运较重的物体。九、润滑密封设计对于单级圆柱齿轮减速器，应为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50好润滑，装至规定高度。油的深度为H+，H=30 。从密封性来讲为了保证机盖与机座连接处的密封，凸缘应有足够的宽度，连接表面应精刨，密封的表面要经过刮研。而且，凸缘连接螺柱之间的距离不宜太大，并均匀布置，保证部分面处的密封性。轴承端盖采用嵌入式端盖，易于加工和安装。十、联轴器的选择 1、输入轴（轴I）的联轴器的选择根据轴I的设计，选用LH2型弹性套柱销联轴器（35钢），其尺寸如下表所示型号T(N.m)【n】（r/min）L(mm)转动惯量（kg）LH231556002562 2、输出轴（轴）的联轴器的选择根据轴的设计，选用LH6型弹性柱销联轴器（35钢），其尺寸如下表所示型号T(N.m)【n】（r/min）L(mm)转动惯量（kg）LH63150280065142带轮与输入轴间键b=8mmh=7mmL=36mmGB/T 1095-2003）输入轴与齿轮间键b=12mmh=8mmL=63mmGB/T 1095-2003）大端盖分机体采用配合十一、总结机械设计是机械类专业的一门主要课程，对于我们机械设计制造及其自动化专业显得更为重要。机械设计为我们以后进行实际的机械设计制造提供知识基础，而机械设计课程设计