传送带说明书

1、 机械课程设计 作者：高冬祥2011/6/27设计内容1. 设计题目：设计用于带式齿轮的一级圆柱减速器，工作条件：连续单向运转，轻微冲击，使用年限为10年，每天工作时间为8小时，总传动比误差为±5%。2. 技术数据：题号：004输出轴功率为P=5kw,输出转速为n=45r/min3设计任务：1）.选择电动机型号2）.设计带轮参数3）.设计减速器4）.设计外齿轮4.设计工作量1）设计说明书一份2）减速器装配图一张3）零件工作图两张目录前言1. 设计目的2. 传动方案分析一 电动机的选择1. 选择电动机的类型2. 选择电动机的功率3. 选取电动机的转速和型号二 计算传动装置的运动和动力参

2、数1） 传动的总传动比2） 分配各级传动比1. 个轴转速2. 个轴功率3. 个轴转矩三 普通V带传动的设计1选择V带的型号2确定带轮的基准直径dd1和dd23.验算带速4.确定带的基准长度和带传动的中心距5验算小带轮包角6.确定V带的根数Z7.计算V带作用在轴上的压力四减速器直齿圆柱齿轮的设计1.选择齿轮材料及确定许用应力2.按齿面接触强度计算3.选着齿轮齿数4.计算齿面接触强度5.齿轮的圆周速度6.尺寸计算五外齿轮的计算1.选择齿轮材料及确定许用应力2.按齿面接触强度计算3.选着齿轮齿数4.计算齿面接触强度5.齿轮的圆周速度6.尺寸计算六轴的设计1. 选择轴的材料和许用应力2. 轴承的选择3

3、. 估算轴的尺寸和验算许用应力4. 圆周力的计算5. 求垂直面的支承反力6. 求水平面的支承反力7. F力在支点产生的反力8. 绘垂直面的弯矩9. 绘水平面的弯矩10. F力产生的弯矩11. 求合成弯矩12. 求危险截面的当量弯矩七设计参考资料前言（一） 设计目的：通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。（二） 传动方案的分析：机器一般是由原动机，传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的动力和运动，变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。本设计中原动机为电动机，工作机为外齿轮输出轴。传动方案采用两级传动，第

4、一级为带传动，第二级为齿轮传动。带传动的承载能力较低，在传递相同的转矩时，结构尺寸较大。但有过载保护的功能，还可缓和冲击和震动，故布置在传动的高速级。齿轮传动的传动效率高，适用于功率和速度范围广，使用寿命长。是现代机器中最常用的机构之一。 本设计采用的是单极直齿轮传动 一电动机的选择 1.选择电动机的类型 按工作要求和条件，在设计减速器时，选用Y系列三相异步电动机，电压为380V全封闭自扇冷式笼行三相异步电动机。（参考机械设计基础） 2.选择电动机的功率 （1）工作机的输出功率为PW=5KW，需要电动机输出的功率为P. P=PW/为电动机到输出轴的总效率，由机械设计基础表2.3查的;V带传动带

5、=0.96，一对齿轮齿轮=0.97，一对外齿轮外齿=0.95，两对滚动轴承轴承=0.99。因此总效率： =带*齿轮*外齿*轴承即总=带*齿轮*外齿*轴承 =0.96*0.97*0.95*0.99=0.87P=PW/=5/0.87=5.71KW选取电动机的额定功率PM(KW),使得Pm=（11.4）Po=5.71*(1-1.4)=5.717.994查机械设计基础 课程指导书 附录8 得Pm=7.5KW4. 选取型号和转速（1） 输出轴的转速为N=45r/min（2） 根据表2-3推荐的各类传动比的范围，合理安排各级传动比的范围，取V带的传动比i带=24，一级齿轮减速器i齿轮=3-5，外齿轮i外齿

6、=3-5.传动装置的总传动比i=18-100（3） 选取电动机的转速范围Nm=i*Nw=（18-100）*45=（819-4500）r/min 查机械设计基础 课程指导书 附录8 符合要 求的转速有3000r/min、1500 r/min、1000 r/min三种，为降低电动机的重量和价格，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构、电动机的功率和带传动比等因素，选择转速为1500 r/min的Y型系列的电动机Y132M-4 其满载转速为Nm=1440 r/min。 二计算传动装置的运动和动力参数1）传动装置的总传动比i=Nm/Nw=1440/45=322）分配各级传动比 本传动装置由一个带传动i带

7、=2-4.和；两个齿轮传动i=3-5，为计算和加工方便i带取2，i齿轮取4. i=2*4*4=321. 各级转速 轴 n=1440/2=720 r/min 轴 n=1440/2*4=180 r/min 轴 n=1440/2*4*4=45 r/min2.各轴的功率轴 P=Po*带=5.7*0.96=5.472KW轴 P=P*12=5.472*0.99*0.97=5.2KW轴 P=P*23=5.2*0.95*0.99=4.9KW3.各轴转矩电动机轴Td=9550*Pd/nm轴 T=Td*i带*带=37.8*2*0.96=72.6 n.mm轴 T=TI*i齿轮*齿轮=72.6*4*0.99*0.97

8、=275 n.mm轴 T=T*i外齿*外齿=275*4*0.95*0.99=1092 n.mm参数轴号电动机轴轴轴转速144072018045功率5.75.4725.24.9转矩37.872.62751092传动比244三.V带的选择1选择V带的型号由机械设计 表13-8查得KA=1.1Pc=KA*P=1.1*7.5=8.25KW由机械设计基础图13-15选用A型V带2.确定带轮的基准直径Dd1和Dd2.由机械设计基础图13-15知，推荐小带轮的基准直径为112-140，查表13-9得Dd1=132mm故有Dd2=n1/n2*Dd1=2*132=264mm由机械设计基础表13-9取Dd2=26

9、5mm3.验算带速实际从动轮的转速n2=n1*Dd1/Dd2=717r/min转速误差为（n2-n2）/n2=0.4%在±5%以内。为允许值。带速V=3.14n1dd1/60*1000=9.94m/s带速在5-25ms范围内，合格 4.确定带的基准长度和带传动的中心距0.7(dd1+dd2)ao2(dd1+dd1)278ao794Ao=540mm LO=2* ao=3.14/2(dd1+dd2)+1/4* ao(dd1+dd2)LO=1826.69mm据机械设计基础表13-2得Lo取2000mm实际中心距=ao（L-Lo）/2=686.69mm5. 验算小带轮包角 a1=180-（d

10、d2-dd1）/2=168.91 120 小带轮包角合适6. 计算带数 根据机械设计基础表13-3得 P1取 2.73 据表13-5得P=0.17 据表13-7得 Ka=0.98 据表 13-2得KL=1.03 Z=Pc/(P1+P1)KaKL=8.24/(2.73-0.1)*0.9*1.03=3.36故Z取4跟7.计算V带作用在轴上的压力 由机械设计基础表12-1得 q=0.1 Fo=500Po（2.3/Ka-1）+qv2=212.12 FQ=2*Z* Fo*sin a/2=2*4*212.12*sin 267.48/2=1695.68N 四 减速器齿轮的选择1） 选择材料和确定许用应力 齿

11、轮的材料、热处理方法及齿面硬度题意无做特殊要求，可选一般齿轮材料，由机械设计基础表11-1得：小齿轮选择40MNB表面淬火处理，齿面硬度45-55HRC,Him=1130-1210,fe=690-720.大齿轮选择45号钢表面淬火处理 ，齿面硬度 40-50 HRCHim=1120-1230, fe=680-700.由机械设计基础表11-5得，去SH=1.25 ，SF=1.6【h1】=1170/1.25=936Mpa【h2】=1124/1.25=899.2Mpa【f1】=700/1.6=437.5Mpa【f2】=690/1.6=431.2Mpa2)按齿面接触强度设计等级精度 该减速器为一般齿轮

12、传动估计圆周转速不会大于6m/s，根据机械设计基础表11-2，选择8级精度。3）选择小齿轮的齿数为Z1=20，大齿轮的齿数为Z2=Z1*i=20*4=804）根据机械设计基础表11-3得K=1.1,根据表11-6的d=0.6 ，根据表11-4得 ZE=188 ,ZH=2.5 转矩T1 T1=9550*P/N=9550*5.472/720=1.25 根据机械设计基础表11-6得d=0.7d=3Spa(2*K*T1/d)*(U+1)/U *(ZE*ZH/【H】)2=51.2模数 m=D/Z1=2.56 据表4-1 m=3齿宽b=d*D=0.7*51.2=35.84mm故b2=40 b1=45实际d

13、1=z1*m=20*3=60mm d2=z2*m=80*3=240mm中心距ao=(dd1+dd2)/2=150mm5）验算齿轮弯曲强度由机械设计基础图11-8得YFa1=2.92 Ysa1=1.56YFa2=2.15 Ysa2=1.77 f1=137437.5 合格 f2=335.8437.5 合格6）齿轮的圆周速度V=3.14*60*710/60*1000=2.16名称数值z1Z2模数m33齿形角a2020齿数z2080分度圆直径d60240齿顶圆直径da66246齿根圆直径df52.5232.5基圆直径db56.38225.5齿距p9.429.42齿高h6.756.75中心距a150在8

14、级精度以内 合格四外齿轮的计算和选择1）选择材料和确定许用应力 齿轮的材料、热处理方法及齿面硬度题意无做特殊要求，可选一般齿轮材料，由机械设计基础表11-1得：小齿轮选择40MNB表面淬火处理，齿面硬度45-55HRC,Him=1130-1210,fe=690-720.大齿轮选择45号钢表面淬火处理 ，齿面硬度 40-50 HRCHim=1120-1230, fe=680-700.由机械设计基础表11-5得，去SH=1.0 ，SF=1.25【h1】=1180/1.0=1180Mpa【h2】=1124/1.0=1124Mpa【f1】=700/1.25=560Mpa【f2】=690/1.25=55

15、2Mpa2)按齿面接触强度设计等级精度 该减速器为一般齿轮传动估计圆周转速不会大于6m/s，根据机械设计基础表11-2，选择9级精度。3）选择小齿轮的齿数为Z1=30，大齿轮的齿数为Z2=Z1*i=30*4=1204）根据机械设计基础表11-3得K=1.1,根据表11-6的d=0.5，根据表11-4得 ZE=188 ,ZH=2.5 转矩T1 T1=9550*P/N=9550*5.2/180=2.758 根据机械设计基础表11-6得d=0.7d=3Spa(2*K*T1/d)*(U+1)/U *(ZE*ZH/【H】)2=120模数 m=D/Z1=4 据表4-1 m=4齿宽b=d*D=0.7*120

16、=84mm故b2=80 b1=85实际d1=z1*m=30*4=120mm d2=z2*m=120*4=480mm中心距ao=(dd1+dd2)/2=300mm5）验算齿轮弯曲强度由机械设计基础图11-8得YFa1=2.6 Ysa1=1.64YFa2=2.24 Ysa2=1.82 f1=102560 合格 f2=138552 合格6）齿轮的圆周速度V=3.14*120*150/60*1000=0.745在9级精度以内 合格7.齿轮参数如下表：名称数值z1Z2模数m4齿形角a20齿数z30120分度圆直径d120480齿顶圆直径da128488齿根圆直径df110470基圆直径db112.764

17、51.05齿距p12.56齿高h9中心距a300 五 中间轴的设计 上图为根据题意设计的轴1. 选择轴的材料题中对从动轴没有特殊的要求，故可以选择45号钢，调制处理，由机械设计基础表14-1查得其强度极限=650Mpa。2. 估算轴的最小轴经根据机械设计基础表14-2得C=118-107 =30-40 A=126-103 dC3spr（P/N）=36-32 因为最小轴经上有键槽，故增大5% 。取d=35mm3. 选择轴承根据机械设计基础 课程指导书 附录 ，选用代号为6009的轴承。L=81mm4. 圆周力的计算Ft=T2/（d2/2）=275*103/(75/2)=1936NFr=Ft*tan20°=704.6N5. 求垂直面的支撑反力Fn=Fr/2=352.3N6. 求水平面的支撑反力Fh=Ft/2=968N7. F力在支点产生的反力F1f=F*K/L=704.6*60/200=211.38NF2F=F+F