带式输送机二同轴式减速器方案

1、个人资料整理仅限学习使用机械设计说明书目录一、设计任务书1二、传动方案的拟定及说明1三、电动机的选择3四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比3五、计算传动装置的运动和动力参数4六、传动件的设计计算51.V带传动设计计算52,斜齿轮传动设计计算7七、轴的设计计算121 .高速轴的设计122 .中速轴的设计153 .低速轴的设计19精确校核轴的疲劳强度22八、滚动轴承的选择及计算261 .高速轴的轴承262 .中速轴的轴承273 .低速轴的轴承29九、键联接的选择及校核计算31十、联轴器的选择32个人资料整理仅限学习使用十一、减速器附件的选择和箱体的设计32十二、润滑与密封33十三、设计小结34

2、设计计算及说明设计任务书圆柱齿轮减速器设计一用于带式运输机上同轴式二级1 .总体布置简图2 .工作情况工作平稳、单向运转3 .原始数据运输机卷筒扭矩N?m)运输带速度m/s)卷筒直径mm带速允许偏差%使用年限年)工作制度班/日)13500.7032051024 .设计内容(1)电动机的选择与参数计算(2)斜齿轮传动设计计算(3)轴的设计(4)滚动轴承的选择(5)键和联轴器的选择与校核(6)装配图、零件图的绘制(7)设计计算说明书的编写5 .设计任务(1)减速器总装配图1张0号或1号图纸)(2)齿轮、轴零件图各一张2号或3号图纸)(3)设计计算说明书一份传动方案的拟定及说明如任务书上布置简图所示

3、，传动方案采用V带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱，采用V带可起到过载保个人资料整理仅限学习使用设计计算及说明三、电动机的选择1 .电动机类型选择按工作要求和工作条件，选用一般用途的YIP44)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d(2)电动机的输出功率21S传动装置的总效率I式中，目为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由机械设计课程设计以下未作说明皆为此书中查得)表2-4查得：V带传动【x1;滚动轴承【一1;圆柱齿轮传动日；弹性联轴器I;卷筒轴滑动轴承,则(3)电动机额定功率0由第二十章表20-1选取电动机额定功率=。3 .电动机的转速由表2-1

4、查得V带传动常用传动比范围三I,由表2-2查得两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比范围:X1,则电动机转速可选范围为设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用可见同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min和3000r/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：方案电动机型号额定功率kW电动机转速r/min)电动机质量同步转速(r/min满载转速(r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132M-47.5150014402.22.3HDEGKLFXGDXkg)1323880331251510X881四、计算传

5、动装置总传动比和分配各级传动比1 .传动装置总传动比2 .分配各级传动比取V带传动的传动比目，则两级圆柱齿轮减速器的传动比为所得国符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用五、计算传动装置的运动和动力参数1 .各轴转速电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，中速轴为n轴，低速轴为出轴，各轴转速为2 .各轴输入功率按电动机额定功率S计算各轴输入功率，即IX13 .各州转矩电动机轴高速轴I中速轴n低速轴m转速r/min)1440576153.640.96功率kW7.206.916.646.37转矩山）49.74118.75422.361370.92

6、设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用六、传动件的设计计算1.V带传动设计计算(1)确定计算功率验算带的速度,故带速合适。计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a,计算大带轮基准直径臼根据表8-8,圆整为I(4)确定V带的中心距a和基准长度可根据式(8-20,初定中心距IxI。由式(8-22计算带所需的基准长度由表8-2选带的基准长度设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用按式(8-23计算实际中心距a。中心距变化范围为518.4599.4mni(5)验算小带轮上的包角目(6) 确定带的根数计算单根V带的额定功率由II和|,查表8-4a得I|根据I,i=2.5和A型带，查表8-4b得-I计算V带

7、的根数zo取5根。(7) 计算单根V带的初拉力的最小值口由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m,所以应使带的实际初拉力(8) 计算压轴力网设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用2.斜齿轮传动设计计算按低速级齿轮设计：小齿轮转矩|，小齿轮转速一.,传动比（1） 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数选用斜齿圆柱齿轮运输机为一般工作机器，速度不高，故选7级精度GB10095-88）由机械设计斜齿轮设计部分未作说明皆查此书）表10-1选择小齿轮材料为40Cr调质），硬度为280HBs大齿轮材料为45钢调质），硬度为240HBS二者硬度差为40HBs选小齿轮齿数目：大齿轮齿数r-初选取螺旋角（

8、2） 按齿面接触强度设计按式（10-21）试算，即确定公式内各计算数值a）试选载荷系数目b）由图10-30选取区域系数c）由图10-26查得L一I,一d）小齿轮传递的传矩匚3e）由表10-7选取齿宽系数目f）由表10-6查得材料弹性影响系数*I;大齿轮的接触疲劳强g）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限度极限h）由式10-13计算应力循环次数:0.设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用i）由图10-19查得接触疲劳寿命系数-j）计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%安全系数S=1,由式（10-12得k）许用接触应力计算a）试算小齿轮分度圆直径回,由计算公式得b）计算圆周速度d

9、）计算纵向重合度可c)齿宽b及模数mte）计算载荷系数K由表10-2查得使用系数山根据I,7级精度，由图10-8查得动载系数1xI；由表10-4查得凶的值与直齿轮的相同，故IX；因一心J表10-3查得xI;图10-13查得IxI设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用故载荷系数:f)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式(10-10a得g)计算模数3(3) 按齿根弯曲强度设计由式(10-17确定计算参数a)计算载荷系数b)根据纵向重合度后,从图10-28查得螺旋角影响系数c)计算当量齿数d) 查取齿形系数由表10-5查得._1e) 查取应力校正系数由表10-5查得.f) 计算弯曲疲劳许用应

10、力由图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限I=1;大齿轮的弯曲疲劳强度极限设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数一取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式(10-12得g)计算大、小齿轮的叵,并加以比较ri大齿轮的数值大设计计算对比计算的结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数日大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取三|,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径匚三！来计算应有的齿数。于是由取目,则(4) 几何尺寸计算计算中心距将中心距圆整为233mm按圆整后的中心距修正螺旋角设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用因目值改变

11、不多，故参数X1等不必修正计算大、小齿轮的分度圆直径计算齿轮宽度圆整后取.由于是同轴式二级齿轮减速器，因此两对齿轮取成完全一样，这样保证了中心距完全相等的要求，且根据低速级传动计算得出的齿轮接触疲劳强度以及弯曲疲劳强度一定能满足高速级齿轮传动的要求。为了使中间轴上大小齿轮的轴向力能够相互抵消一部分，故高速级小齿轮采用左旋，大齿轮采用右旋，低速级小齿轮右旋大齿轮左旋。高速级低速级小齿轮人齿轮小齿轮人齿轮传动比3.713模数（mm3螺旋角1X1中心距（mm233齿数3211932119齿见（mm105100105100直径(mm分度圆98.75367.2498.75367.24齿根圆91.2535

12、9.7491.25359.74齿顶圆104.75373.24104.75373.24旋向左旋右旋右旋左旋设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用七、轴的设计计算1.高速轴的设计(2)作用在轴上的力(1)高速轴上的功率、转速和转矩转速皿)高速轴功率ii)转矩T皿)5766.91118.75已知高速级齿轮的分度圆直径为因=98.75_d,根据机械设计轴的设计计算部分未作说明皆查此书)式(10-14,则(3)初步确定轴的最小直径先按式(15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3,取匚三I，于是得(4)轴的结构设计1)拟订轴上零件的装配方案如图)1111111VVVIW

13、设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足V带轮的轴向定位，I-n轴段右端需制出一轴肩，故取n-m段的直径dn.m=32mmoV带轮上轴配合的长度Li=80mm,为了保证轴端档圈只压在V带轮上而不压在轴的端面上，故I-n段的长度应比Li略短一些，现取Li=75mm。初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据dn-m=32mm,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30307,其尺寸为dXDXT=35mmX80mmx22.75mm,故d，产d皿-皿=35mm;而L瞋!

14、v=21+21=42mm,Lvw=10mm。右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得30308型轴承的定位轴肩高度h=4.5mm,因此，套筒左端高度为4.5mm,dv.vi=44mm。取安装齿轮的轴段IV-V的直径div-v=40mm,取Liv-v=103mm齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。轴承端盖的总宽度为36mm由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆，取端盖的外端面与V带轮右端面间的距离L=24mm,故取Ln-m=60mmo至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。3）轴上零件的轴向定位V带轮与轴的周向定位选用平键10mmx8mmx63mm,V带轮与轴的配合为H力r

15、6;齿轮与轴的周向定位选用平键12mmx8mmx70mm,为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H0n6;滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6o4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表15-2,取轴端倒角,各圆角半径见图轴段编号长度mm）直径及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取占J,轴的计算应力已选定轴的材料为45Cr,调质处理。由表15-1查得2.中速轴的设计(1)中速轴上的功率、转速和转矩转速山)中速轴功率三)转矩T,则(2)作用在轴上的力已知低速级齿轮的分度圆直径为一I,根据式(10-14,则设计计算及说明个人资料整理仅限学习使

16、用(3)初步确定轴的最小直径先按式(15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3,取口，于是得(4)轴的结构设计1)拟订轴上零件的装配方案口图)1111nivvw2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据di-n=dv-vi=45mm,由轴承产品目录中初步选取标准精度级的单列圆锥滚子轴承30309,其尺寸为dxDXT=45mmX100mmx27.25mm,故Li-n=L.v.vi=27+20=47mm。两端滚动轴承采用套筒进行轴向定位。由手册上查得30309型轴承的

17、定位轴肩高度h=4.5mm,因此，左边套筒左侧和右边套筒右侧的高度为4.5mm。取安装大齿轮出的轴段n-m的直径dn-m=50mm;齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。为了使大齿轮轴向定位，取dmjv=55mm,又由于考虑到与高、低速轴的配合，取Lmjv=100mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用3)轴上零件的轴向定位大小齿轮与轴的周向定位都选用平键14mmx9mmx70mm,为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H0n6;滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6o4)确定轴上圆角和倒角尺寸参

18、考表15-2,取轴端倒角NJ,各圆角半径见图轴段编号长度mm)直径mm)配合说明I-n4945与滚动轴承30309配合，套筒定位n-m9850与大齿轮键联接配合m-w9055定位轴环w-v10350与小齿轮键联接配合V-VI4545与滚动轴承30309配合总长度385mm(5)求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。X于30309型圆锥滚子轴承，由手册中查得a=21mm。因此，轴的支撑跨距为Li=76mm,l_2=192.5,L3=74.5mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计

19、算出截面C处白MMh、Mv及M的值列于下表。载荷水平囿H垂直向V支反力FC截回弯矩M1X111LI1|111x1总弯矩扭矩K设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用Frl设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用(6)按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取,轴的计算应力已选定轴的材料为45Cr,调质处理。由表15-1查得。因此11,故安全。3.低速轴的设计(1)低速轴上的功率、转速和转矩转速g)中速轴功率网)转矩T)40.966.371370.92(2)作用在轴上的力已知低速级齿轮的分度圆直径为-，根据式(10-14,则IXI(3)初步确定轴的最小直

20、径先按式(15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3,取目，于是得(4)轴的结构设计1)拟订轴上零件的装配方案或口图)Inmwvvivn设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足半联轴器的轴向定位，VI-口轴段左端需制出一轴肩，故取V-V1段的直径dvj=64mm。半职轴器与轴配合的毂孔长度Li=l07mm,为了保证轴端档圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故V1口段的长度应比L1略短一些，现取LvI-i=105mmo初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根

21、据dw-皿=65mm,由轴承产品目录中初步选取标准精度级的单列圆锥滚子轴承30314,其尺寸为dxDXT=70mmx150mmx38mm,故di-n=div-v=70mm;而Li=38mm,Lw_v=38+20=58mm。左端滚动轴承采用轴环进行轴向定位。由表15-7查得30314型轴承的定位高度h=6mm,因此，取得d1m=82mmo右端轴承采用套筒进行轴向定位，同理可得套筒右端高度为6mm。取安装齿轮出的轴段m-IV的直径dm-iv=75mm;齿轮的右端与右端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为100mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取h-iv=98mmo

22、轴承端盖的总宽度为30mm由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆，取端盖的外端面与联轴器左端面间的距离L=30mm,故取Lvj=60mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。3）轴上零件的轴向定位半联轴器与轴的联接，选用平键为18mmx11mmx80mm,半联轴器与轴的配合为H77k6o齿轮与轴的联4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表15-2,取轴端倒角接，选用平键为20mmx12mmx80mm,为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H0n6。轴段编号长度mm）直径（15-8则得故可知其安全。3）截面IV右侧抗弯截面系数抗扭截面系数截面IV右侧的弯矩为截面I

23、V上的扭矩为截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力轴的材料为45Cr,调质处理。由表15-1查得截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数按附表3-2设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用经插值后可查得又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为故有效应力集中系数为由附图3-2得尺寸系数1*I由附图3-3得扭转尺寸系数轴按磨削加工，附图3-4得表面质量系数为L轴未经表面强化处理，即3q=1,则得综合系数值为又由3-1和3-2查得碳钢的特性系数riri于是，计算安全系数臼值，按式(15-6(15-8则得故可知其安全。设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用八、滚动轴承的选择及计算轴承预期寿命15-7,得II1

24、.高速轴的轴承选用30307型圆锥滚子轴承，查课程设计(1) 求两轴承所受到的径向载荷E和四由高速轴的校核过程中可知：I,_I(2) 求两轴承的计算轴向力H和叵由机械设计表13-7得S因为I所以(3)求轴承当量动载荷目和可设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用riIXI由机械设计表13-6,取载荷系数山II(4)验算轴承寿命因为K,所以按轴承1的受力大小验算故所选轴承满足寿命要求。2 .中速轴的轴承选用30309型圆锥滚子轴承，查课程设计表15-7,得I1(1) _(2) 求两轴承所受到的径向载荷回和国由中速轴的校核过程中可知：IXI,jI,I-II_-.-I(3) 求两轴承的计算轴向力回和勺

25、设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用由机械设计表13-7得3因为所以(3)求轴承当量动载荷_和力机械设计表13-6,取载荷系数(4)验算轴承寿命因为山，所以按轴承1的受力大小验算故所选轴承满足寿命要求。设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用3 .低速轴的轴承选用30314型圆锥滚子轴承，查课程设计表15-7,得Ix(1) 求两轴承所受到的径向载荷回和目由低速轴的校核过程中可知：I,_II=,IX-(2) 求两轴承的计算轴向力引和国由机械设计表13-7得aIXI因为所以(3) 求轴承当量动载荷口和司IX|ri设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用由机械设计表13-6,取载荷系数上J(4)验算轴承寿命因为山，所以按轴承2的受力大小验算故所选轴承满足寿命要求。设计计算及说明个人资料整理仅限学习使用九、键联接的选择及校核计算由机械设计式(6-1)得键、轴和轮毂的材料都是钢，由机械设计表6-2,取(1) V带轮处的键取普通