一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动设计

1、广州科技贸易职业学院机 电 系课程设计报告机械设计基础课程设计设计题目： 带式输送机传动系统设计专业班级：07 模具A班学号：设计人：指导老师：王春艳完成日期：2009-5-20第1页共25页课程设计任务书设计题目：带式输送机传动系统设计（一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动）传动简图：1.电动机2.V 带3. 减速箱4.联轴器5 滚筒6.输送带原始数据：（已知条件）说明：1. 单向运转，有轻微振动；2. 每年按 300 个工作日计算，每日工作二班。完成日期 :_ 年 _月 _日设计指导教师：_ _ 年_ 月 _日任课教师 :_ _ 年_ 月 _日评分与评语 :_（二） 设计内容1、电动机的选择及运

2、动参数的计算2、V 带的传动设计；第2页共25页3、齿轮传动的设计；4、轴的设计；5、联轴器的选择；6、润滑油及润滑方式的选择；7、绘制零件的工作图和装配图(1)、减速器的装配图(2)、绘制零件的工作图注：装配图包括：尺寸标注、技术要求及特性、零件编号、零件明细表、标题栏。零件的工作图包括：尺寸的标注、公差、精度、技术要求。10、编写设计说明书(1)、目录；(2)、设计任务书；(3)、设计计算：详细的设计步骤及演算过程；(4)、对设计后的评价；(5)、参考文献资料。（三） 设计工作量1. 减速器总装图一张2. 零件图二张3. 设计说明一份。第3页共25页目录第4页共25页一传动方案说明第一组：

3、用于胶带输送机转筒的传动装置1、工作条件：室内、尘土较大、环境最高温度35；2、原始数据：（1）输送拉力 F=3920N；（2）输送带工作速度V=1.5m/s（允许输送带的工作速度误差为±4%）；（3）输送机滚筒直径D=320mm；（4）卷筒效率 =0.96（包括卷筒及轴承的效率） ；（5）动力来源：三相交流电源，电压为380/220 伏；第5页共25页二电动机的选择1、选择电动机类型1 ）电动机类型和结构型式按工作要求和工条件，选用一般用途的 Y(IP44) 系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2 ）电动机容量（ 1）卷筒轴的输出功率PwFv3290 1.5Pw4.9351000

4、1000（ 2）电动机输出功率PdPdPwPd5.574kw传动装置的总效率1?22? 3? 4? 5式中，1 , 2为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表2-4 查得： V 带传动10.96;滚动轴承2=0.99;圆柱齿轮传动 3=0.97;弹性联轴器4=0.99;卷筒轴滑动轴承 5 =0.96,则=0.96 ×0.99 2×0.97 ×0.99 ×0.96 0.86故Pw4.935kWnw 89.57 r / minPd5.740.86(3) 电动机额定功率 Ped由有关表格选取电动机额定功率Ped =7.5kW 。1 ）电动机的转速n

5、m =601000v/3.14d=89.57为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由表 2-1 查得 V 带传动常用传动比范围 =24 ，单级圆柱齿轮传动比范围 =36 ，则电动机转速可选范围为第6页共25页n'dnw i1' i2'537.42 1791.4r / min可见同步转速为 750r/min 、1000r/min 和 1500r/min 的电动机均符合。这里初选同步转速分别为 1000r/min 和 1500r/min 的两种电动机进行比较，如下表：方 电动机额定电动机转速电动传动装置的传动比案 型 号功率(r/min)机(KW)同满载质量总

6、传动V 带传单级减速步(kg)比动器1Y132M7.515014403816.1435.38-402Y160M7.51009706310.833.33.28.28-60i=10.83由表中数据可知两个方案均可行，但方案2 的传动比较小，传动传动装置结构尺寸较小。因此可采用方案2，选定电动机的型号为 Y160M-6 。4 ）电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表查出 Y132S-6 型电动机的主要技术数据和外形，安装尺寸，并列表记录备用（略）。3 计算传动装置总传动比和分配各级传动比1 ）传动装置总传动比nm970i10.83nw89.572 ）分配各级传动比取 V 带传动的传动比 i12.7 ，

7、则单级圆柱齿轮减速器的传动比为i10.83i23.28i 13.3P07.5KW所得 i 2 值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。4 计算传动装置的运动和动力参数第7页共25页1 ）各轴转速电动机轴为0 轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为n0nm970r / minnn0970 / 3.3 293.94r / mini1nn / i 2293.94 / 3.28 89.62r / min2 ）各轴输入功率按电动机额定功率 Ped 计算各轴输入功率，即P0Ped7.5kWPP017.50.967.2kWPP237.2 0.99 0.97 6.9kW13 ）各轴转矩T

8、0P095507.5955073.8N ? mn0970TP17.2234N ? M95509550n1293.94T9550 P9550 6.9735.3N ? mn89.62将计算结果汇总列表备用（略） 。三皮带轮传动的设计计算1、确定计算功率 PCK A 为工作情况系数，查课本表8.21 可得， K A =1.2即PC= K A Ped =1.2× 7.5=9kw2、选择 V 带的型号T073.8NmPI7.2kwnI293.94r / minTI234N mPII6.9kwnII89.62r / minTII735.3N mP =9kwCdmin =125mmdd 2475m

9、m第8页共25页根据计算功率 PC =9kw，主动轮转速 n1=970r/min,由课本图 8.12选择 B型普通 V 带。i3.39n2293.94r / min3、确定带轮基准直径 d d1、 d d 2由课本表 8.6 和图 8.12 得 dmin =125mm取 d d1 =140mm> dmin大带轮的基准直径，因为 i 带n1 =3.3所以 n2 =293.94r/minn2d d 2 n1 dd13.3 ×140=462mmn2由课本表 8.3选取标准值dd 2，则实际传动比i，从动轮的实475mm际转速分别为iddd 2d1475n2n1970V=7.11m/s

10、3.39i286.14 r/min1403.39286.14293.94从动轮转速误差 =× 100%=-2.7%在± 4%之间。4、验算带速 VVd d1 n1140 9701000607.11m / s601000带速在 5 25 的范围内。5、确定带的基准长度Ld 和实际中心距a根据课本（ 8.14 ）式得 0.7( dd1 + dd 2 ) a0 2( d d1 + dd 2 )第9页共25页得： 430.5mm a0 1230mm按照结构设计要求初定中心距a0 =1100mm由.课本式 (8.15)得：L0( dd 2d d1 ) 2L0 =3191.1mm2 a

11、0 + （dd1 d d 2)4a02=2×1100+(140+475)+ (475140) 2241100=3191.1mmLd =3150mm查课本表 8.4可得： Ld =3150mm由课本 (8.16)式得实际中心距 a 为 a a0+ Ld L0 =1080mm2中心距 a 的变动范围为amin =1033mm、amin =a-0.015 Ldam ax =a+0.03 Ldam ax =1175mm=(1080-0.015×3150)mm=1033=(1080+0.03×3150)mm=1175mm6、校验小带轮包角 a1由课本式 (8.17)得：dd

12、 2dd 157.3a1 162.55 120a1 =180a= 180 475 140 57.31100= 162.55 1207、确定 V 带根数 Z由课本 (8.18 式 )得ZPCP0 ) K a K l(P0根据 dd 1 =140mm、 n1 =970r/min,查表 8.10，用内插法得2.096kwP0P02.131.82800）1.82+（960980800=2.11kwP02.10kw第10页共25页取 P0 =2.10kw由课本式（ 8.11）得功率增量为P0 为P0 = K b n1 (11 )K iZ=4根由课本表 8.18 查得 K b2.649410 3根据传动比

13、 i =3.21 本表 8.19 得 K i =1.1373，则P0 =2.6494 103（1）P0 =0.31kw970 11.1373kw=0.31kw由课本表8.4 查得带长度修正系数 K L =1.03,本图8.11 查得包角系数K a =0.86，得普 VF0 280.6Nz9根0.31)1.090.86(2.10=3.96 根圆整得 z =4 根8、求初拉力 F0 及带轮轴上的压力FQFQ =2219N由课本表 8.6 查得 B 型普通 V 带的每米长质量 q=0.17 kg/m,根据课本式（ 8.19）得单根 V 带的初拉力为F0475Pc( 2.51)qv 2zvK a=47

14、59( 2.51) 0.17 (7.1) 2 N47.110.86=280.6N由课本式（ 8.20）可得作用在轴上的压力FQ 为第11页共25页a1FQ =2 F0 zsin162.55=2×280.6 ×4 sinN=22199、 设计结果选 用4根B型V带 ， 中 心 距a=1080mm, 带 轮 直 径dd 1 =140mm, dd 2 =475mm，轴上压力 FQ =2219N。四齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级T1 =1.1 × 105根据课本表10.9 可得，小齿轮选用 45 钢调质，硬度为217 255HBS N· mm大齿轮

15、选用45 号钢正火，硬度为 169 217HBS。因为是普通减速器、 由课本表 10.21 选 8 级精度，要求齿面粗糙度 Ra 3.2 6.3m。K=1.12、按齿面接触疲劳强度设计d =1因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（10.22 ）求出 d1 值。确定有关参数与系数：H lim 1=1）转矩 T1560MPaT1 =9.55 × 106 P9.55 106 7.5H lim 2=530MpN·mm=2.4× 105 N ·mmn1293.94a2）载荷系数 KN1 =4.8 × 108查课本表 10.11 取 K=1.1N 2 =1.

16、46 ×108第12页共25页3）齿数 z1 和齿宽系数d小齿轮的齿数 z1 取为 25，则大齿轮齿数 z2 =100。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本表10.20 选取d =1。4）许用的接触应力H由课本图 10.24 查得H lim 1 = 560MPa,H lim 2 =530 Mpa由课本表 10.10 查得 SH =1N1 = 60njL h =60×293.94 ×1×（ 7×300× 16）=4.8 ×10 8N 2 = N 1 /i= 4.87 × 108 /3.28=1.46

17、 × 108查课本图 10.27 得 Z NT 1 =0.95 ， Z NT 2 =1.06 。由课本式（ 10.13 ）可得H 1 =Z NT 1 H lim 10.95560 MPa532MPaSH1H 2= ZNT2H lim 21.06530 MPa 562MPaSH1故KT1 (u 1)d1 76.433d u2H76.4331.12.41054.2813.285322mm 82d182mm3.28mmm=25z1由课本表 10.3 取标准模数 m=3.3mmH 1 =532MPaH 2 =562MPam=2.34mmd1 =82.5d2 =330mmb=85mmb1 =9

18、0mma=206.25mm3、主要尺寸计算d1 mz1 3.3 25mm 82.5mmYF1 =2.65第13页共25页d 2mz23.3 100mm330mmYF 2 =2.18bd d1182.5mm82.5mm经圆整后取 b1=85mmb2= b1+5mm=90mma1z213.325 100 mm=206.25mmm z1224、按齿根弯曲疲劳强度校核由课本式（ 10.24）得出F ，如FF则校核合格。确定有关系数与参数：1）、齿形系数 YF查课本表 10.13 得 YF 1 =2.65， YF 2 =2.182）、应力修正系数 YS查课本表 10.14 得 YS11.59， YS 2

19、 1.803）许用弯曲应力F由课本图 10.25 查得F lim 1 210MPa ,F lim 2190MPa 。由课本表 10.10 查得。SF =1.35由课本图 10.26 查得YNT 1YNT 21由课本式（ 10.24）可得F 1 YNT 1 F lim 1210=155.6MPaSF1.35YNT 2F lim 2190 =140.7MpaF2SF1.35故第14页共25页F12KT1YF YSbm2 z121.11.11051.59 116MPa150MPa652.3422.65F 125YF 2YS 22.181.8108MPaF 2 136 MPaF 2F 11161.59

20、YF 1YS12.65齿根弯曲强度校核合格。5、齿轮的圆周速度 vd1n162.5293.94 m / s轴：v0.96m / sd1 =30mm601000601000由课本表 10.22 可知，选 8 级精度是合适的。轴：d1 =48mm6、几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图。（见零件图 1）五轴的设计计算1、选择轴的材料，确定许用应力由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选用 45 钢并经调质处理。由课本表14.7 查得强度极限B =650MPa ,再由课本表 14.2 得许用弯曲应力1b =60MPa 。2、按扭转强度估算轴径根据课本表 14.1 得 C=107118

21、。又由课本式（ 14.2）得轴： dC 3P(107 118) 37.5mm31.5 34.7mmn293.94轴： dC 3P( 107118） 37.5 mm46.8 51.6mmn89.62考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直第15页共25页径 加大 3%5% ，取为 32.436.4mm。 由设 计手 册取 标准 直径 d1 =35mm 。 轴取为 48.2 54.2mm， 由设 计手册取标准 直径d1 =48mm八联轴器的选择联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩， 联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、受载变形和温度变化等影响，往往存在着某种程度的相对

22、位移。因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿上述偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加载荷，导致工作情况恶化。综上所述，故选择挠性联轴器，这种联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力，再根据联轴器补偿位移方法，选弹性柱销联轴器，它仅用弹性柱销（通常用尼龙制成）将两半联轴器连接起来，它传递转矩的能力大、结构更简单、耐用性好，故选择弹性柱销联轴器。为了隔离震动、缓和冲击和安装方便，拟轴选用选弹性柱销联轴器，轴选用无弹性元件扰性联轴器2）计算转矩由设计手册查的K=1.3Tc1=316.8N· md1 =35mmTc2=1039N · md1 =48

23、mm第16页共25页Tc1=K×9550 P =1.3 ×9550×7.5=316.8 N· mn1293.94Tc2=K× 9550 P =1.3× 9550×7.5=1039 N·mn289.623) 选择型号及尺寸由Tc1=316.8N· md1 =35mm,Tc2=1039N· m d1 =48mm ，差 GB432384，轴选用选弹性柱销联轴器 , 型号为 TL6 ，其中 Tn=250 N·m,n= 3800r/min;轴选用无弹性元件扰性联轴器，型号为HL3，其中Tn=63

24、0 N· m， n= 5000r/min九润滑、密封装置的选择根据课本 1118 页，再根据齿轮的圆周速度, 轴承可以用脂润滑和油润滑润滑 , 由于齿轮的转速是小于2m/s,故轴承润滑采用脂润滑，为防止箱体内的轴承与润滑脂的配合，防止润滑脂流失，应在箱体内侧装挡油环，润滑脂的装填量不应超过轴承空隙体积的，在减速器中，齿轮的润滑方式根据齿轮的圆周速度而定，由于V<12m/s，所以采用油池润滑，齿轮浸入油池1-2个齿高深度，大齿轮的齿顶到油底面的距离为40mm，箱体内采用 SH0357-92中的 50 号润滑，装至规定高度。轴承盖中采用毡圈油封密封。第17页共25页十减速器的设计名

25、称符号箱座壁厚箱盖壁厚1箱盖凸缘厚度b1箱座凸缘厚度b箱座底凸缘厚b2度地脚螺钉直径d f地脚螺钉数目n轴承旁连接螺d1减速器型式、尺寸关系 /mm齿轮减速器0.025a+180.025a+181.511.52.50.036a+12A250 时， n=60.75 d f结果8812122022616第18页共25页栓直径盖与座连接螺 d 2 栓直径连 接 螺 栓 d2l的间隔轴承端盖螺钉 d 3 直径检查孔盖螺钉 d 4 直径定位销直径dd f 、d1 、d 2 至C1外箱壁距离d f、 d2 至凸C2缘边缘距离轴承旁凸台半 R1 径凸台高度h外箱壁至轴承 l 1 座端面的距离齿轮顶圆与内1箱

26、壁间的距离齿轮端面与内2箱间的距离（ 0.5 0.6 ） d f150 200（ 0.4 0.5 ） d f（ 0.3 0.4 ） d f(0.70.8)d 2见课本表 4.2见课本表 4.2C2根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准C1 +C 2 +（ 5+10）1.2121501089d f ： C1 =30d1 ： C1 =22d2 ： C1 =18d f ： C 2 =26d2 ： C 2 =16162036109箱盖、箱座肋 m1、m厚m10.85 1; m0.85m16; m6.8第19页共25页轴承端盖外径D 2D+（ 55.5 ） d3 ， D-轴承I轴： 120外径II轴： 140轴承旁连接螺S尽量靠近，以 M和Md3互I 轴：