带式输送机传动系统中单级圆柱齿轮减速器设计书

1、带式输送机传动系统中单级圆柱齿轮减速器设计书一、课程设计的目的进一步巩固和加深所学基本知识，使学生能综合运用已学的有关课程的基本知识。通过简单的机械传动设计，培养学生独立设计能力,掌握基本的设计方法，学会查阅技术资料，树立正确的设计思想和严谨的工作作风。二、设计题目带式输送机传动系统中单级圆柱齿轮减速器带式输送机传动系统简图一、传动方案说明用于带输送机转筒的传动装置1、工作条件：室；2、原始数据：(1)输送拉力F=2000N(2)输送带工作速度V=1.6m/s(允许输送带的工作速度误差为5%;(3)输送机滚筒直径D=280mm(4)工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动(5)使用

2、寿命：8年(6)工作环境：室(7)动力来源：电力，三相交流电源，电压为380/220伏；(8)检修间隔期：三年一次大修(9)制造条件及生产批量：小批量生产；生产条件为中等规模机械厂，可加工7-8级精度的齿轮；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系列三相交流异步电动机。这类电动机属于一般用途的全封闭自扇冷式电动机，具结构简单、工作可靠、启动性能好、价格低廉、维护方便，适用于运输机。2)电动机容量(1)工作机所需功率PwFv20001.6”Pw3.210001000R=3.72kw(2)电动机所需功率PdPdPw式中：为从电动机至工作机主动

3、轴之间的总效率，即：1?2?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2-2(参考文献【1】)查得：V带传动10.96;滚动轴承刀2=0.99;圆柱齿轮传动刀3=0.97;弹性联轴器刀4=0.99;卷筒轴滑动轴承刀5=0.96;刀=0.96X0.992X0.97X0.99X0.96=0.86所以Pd巳3.23.72kw0.86因载荷平稳，电动机的额定功率Ped大于Pd即可，由表17-1选Y132M1-6型电动机，额定功率4kW3)选择电动机的转速卷筒的转速为：廿601000v/3.14D=(6010001.6)/(3.14280)=109.19(r/min)廿1

4、09.19通常，V带传动常用传动比围i1=24,单级圆柱齿轮传动比围(r/min)i2=35,则电动机转速可选围为：n=Zii2=(23-45)109.19=655.142183.8(r/min)符合这一同步转速的围有750r/min、1000r/min、1500r/min。根据前述若选用750r/min同步转速的电动机，则电动机重量较大，价格昂贵；1000r/min、1500r/min的电动机，从其重量、价格以及传动比等考虑，选用Y132M1-6型电动机。电动机主要参数、尺寸见下表电动机主要性能参数、尺寸电动机型号额定功率(kw)电动机满载转速(r/min)轴径(mm启动转矩/额定转矩最大转

5、夕额定转:巨/矩Y132M1-64960242.02.02、计算传动装置总传动比和分配各级传动比(1)传动装置的总传动比由前面计算得输送机卷筒转速nw=109.19r/min,则总传动比为：i=8.79i总皿W8.79nw109.19(2)分配各级传动比取V带传动的传动比ii3,则单级圆柱齿轮减速器的传动比为:i2巴8792.93ii3所得i2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围。3、计算传动装置的运动和动力参数0轴-电动机轴：P0=Pd=3.72(kw)n0=nm=960(r/min)T0=9550P0/n0=37.01(Nm)1轴-高速轴：Pi=P0i=3.72x0.963

6、.57(kw)n1=n0/i1=320(r/min)T1=9550R/n1=106.54(Nm)2轴-低速轴：P2=Pi2=Pi23=3.57x0.99x0.973.43(kW)n2=n1320109.22(r/min)i22.93P343心9550PL9550299.91(Nm)5109.223轴卷筒轴：P3=R23=P45=3.43x0.99x0.963.26(kW)n3=nu=109.19(r/min)P3.26T395509550285.13(Nm)R=3.72kwT0=37.01N-mR=3.57kwn=320r/minTi=106.54N-mP2=3.43kwn2=109.22r/

7、minT2=299.91N-mR=3.26kwn3=109.19r/minn3109.19计算所得运动参数和动力参数N-m参数轴名0轴1轴2轴3轴转速（r/min）960320109.22109.19:输入功率（kW3.723.573.433.26输入转矩（2项37.01106.54299.91285.13传动比32.93效率0.960.990.970.99将计算的运动参数和动力参数列于下表中T3=285.13三、皮带轮传动的设计计算1、确定计算功率Pca由参加考文献【2】表8-7查得Ka=1.3,Ra=5.2kw故Pca=RRd=1.3乂4=5.2(kw)2、选择V带的型号根据计算功率Ra=

8、5.2kw,主动轮转速ni=960r/min,由参考文献【3】图7-17选择A型普通V带dmin=75mm3、确定带轮基准直径dd1、dd2由参考文献【3】表7-6和图7-17得dmin=75mm取dd1=100mmdmin大带轮基准直径i带上31,n1dd2dd13100300mm%由参考文献3表7-7选取标准值dd2=300mm则实际传动比i,从动轮的实际转速分别为dd2300dd1100n1960出320r/mini34、验算带速Vdd1。6010001009606010005.024m/s带速在525的围5、确定带的基准长度Ld和实际中心距add2=300mmi=3n2=320e/mi

9、nV=5.024m/s(1)初取中心距a。由估算公式参考文献【2】公式8-20得：0.7(ddi+cL)三a0W2(ddi+dd2)得280三aoW800取ao=5OOmm(2)确定带长Ld由计算公式参考文献【2】公式8-22得：2HZ21 Z(dd2dd1)Ld0(dd1dd2)2 4a0,(300100)Ld02500-(100300)1628mm24500查XXM【2】表8-2取Ld=1800mm计算实际中心距由计算公式参考文献【2】公式8-23得：LdLd018001628aa0500586mm226、校验小带轮包角a1由计算公式参考文献【2】8-25得：1180dd2dd157.3a

10、300200118057.3170.25867、确定V带根数Z由计算公式参考文献【317-31得：Ld0=1628mmLd=1800mma=586mm%1=(P0B)KKl查参考文献【3】表7-8和表7-10得：R=0.97kwP0=0.97kW,P0=0.11kW查参考文献【3】表7-9和表7-3得：K尸0.98Kl=1.01贝Uz5.24.86z=5根(0.970.11)0.981.01取z=5根8、求初拉力F0及带轮轴上的压力Fq由计算公式参考文献【3】公式7-33得：Fo=163NFo500(红1)Paqv2Kzv查参考文献【3】表7-11得：q=0.10kg/m2552C则Fo500

11、(-1)0.15.0242163.0(N)0.9855.024由参考文献【3】公式7-32可得作用在轴上的压力Fz为：,1702FZ=1623.5NFZ2zF0sin125163.0sin1623.5(N)229、设计结果选用5根A型V带，中心距a=586mm带轮直径dd1=100mmdd2=300mm,轴上压力Fz=1623.5N四、齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级根据参考文献【4】表10.9,齿轮选用20CrMnMdi冈，渗碳淬火，齿面硬度为5862HRC心部硬度A32HRC因为是普通减速器、由参考文献【4】表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度Ra3.26.3m。2、按齿面接

12、触疲劳强度设计因两齿轮均为钢质齿轮，可应用参考文献【4】式（10.22）求出或值。确定有关参数与系数：1）转矩T1=9.55x1069.551063i57N-mm=1.07X105Nmmn13202）载荷系数K查参考文献【4】表10.11取K=1.13）齿数乙和齿宽系数d小齿轮的齿数乙取为25,则大齿轮齿数z2=73。因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由参考文献【4】表10.20选取d=1o4）许用的接触应力H由参考文献【4】图10.24查得Hlim1=Hlim2=1500Mpa由参考文献【4】表10.10查得Sh=1Ti=1.07X105NmmK=1.1=1Hlim1560Mp

13、aHlim2=530MpaN1=60njLh=60X320X1X(2X8X300X16)=1.475X109N2=N1/i=1.475x109/3=4.917x108查参考文献【4】图10.27得Znt1=0.95,Znt2=1.06。由参考文献【4】式（10.13）可得:ZNT1Hlim10.951500ShMPa1425MPaZE-材料弹性系数（），按表查取Ze=189.8ZH-节点区域系数，考虑节点处轮廓曲率对接触应力的影响，由图查取。对于标准直齿轮，a=25,Zh=2.5Ze-重合度系数，考虑重合度对单位齿宽载荷的影响，其值可由图查取，Ze=0.76,故N=1.475x109N=4.9

14、17x108h1=532MPah2=562MPad132KTi(u1)(ZEZHZe)22dUH21.6mm1.11.071053.93(189.82.50.76)212.9314252m=d121.6mm0.864mm425由参考文献【4】表10.3取标准模数m=1.0mmm=0.8mmd二25mmd2=73mmb=25mm3、主要尺寸计算d1mz,1.025mm25mmd2mz21.073mm73mmbdd1125mm25mm取b1=25mmb2=b1+2.5mm=27.5mm1 1b2=27.5mma=61.5mma_mz1z2_1.02573mm=61.5mm2 24、按齿根弯曲疲劳强

15、度校核由参考文献【4】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查参考文献【4】表10.13得Yf1=2.65,Yf2=2.182）、应力修正系数Ys查参考文献【4】表10.14得丫1.59,YS21.803）许用弯曲应力Fyf1=2.65YF2=2.18由参考文献【4】图10.25查得Flim1Flim2450MPa。由参考文献【4】表10.10查得Sf=1.13。由参考文献【4】图10.26查得YntiYnt21由参考文献【4】式（10.24）可得YNT1Flim1Sf4501.13=400MPaF12KT11_2bmziYfYs一一一521.11.0

16、710251.02252.651.59376.6MPaf1400MPa齿根弯曲强度校核合格。5、齿轮的圆周速度v&n125320vm/s0.42m/s601000601000由参考文献【4】表10.22可知，选8级精度是合适的6、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。由参考文献【4】表14,7查得强度极限B=650MPa，再由参考文献【4】表14,2得许用弯曲应力伯=60MPa。2、按扭转强度估算轴径根据参考文献【4】表14.1得C=107118又由参考文献

17、【4】式(14.2)得P3.57I轴：dC3(107118)3357mm23.9-26.4mmn320II轴：dC3P(107-118)33.43mm33.837.3mm,n1109.2考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键梢存在，故将估算直径加大3%5%取为24.627.7mni由设计手册取标准直径d1=25mmII轴取为34,839.2mm由设计手册取标准直径d1=35mm六、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

18、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I轴选用选弹性柱销联轴器，II轴选用无弹性元件扰性联轴器2）计算转矩Tci=138.5N-md二25mmTc2=390.0N-md2=35mm由设计手册查的K=1.3Tc1=KX9550-=1.3X9550X3.57=138.5N-mni320P343

19、Tc2=KX9550P=1.3x9550X3.43=390.0Nmn2109.23）选择型号及尺寸由Tc1=138.5N-md1=25mm,Tc2=390.0N-md2=35mm,查GB4323-84,I轴选用选弹性柱销联轴器，型号为TL6,其中Tn=250N-m,n=3800r/min;II轴选用无弹性元件扰性联轴器，型号为HL3,其中Tn=630Nmn=5000r/min七、润滑、密封装置的选择根据参考文献【4】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，为防止箱体的轴承与润滑脂的配合，防止润滑脂流失，应在箱体侧装挡油

20、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V88箱盖壁厚10.025a+188箱盖凸缘厚度b11.5112箱座凸缘厚度b1.512箱座底凸缘厚度b22.520地脚螺钉直径df0.036a+1222地脚螺钉数目nA250时，n=66轴承旁连接螺栓直径di0.75dfi6盖与座连接螺栓直径d2(0.50.6)dfi2连接螺栓d2的间隔li50200i50轴承端盖螺钉直径d3(0.40.5)dfi0检查孔盖螺钉直径d4(0.30.4)df8定位销直径d(0.70.8)d29df、di、d2至外箱壁距离Ci见参考文献【4】表4.2df:Ci=30di:Ci=22d2:Ci=i8df、d2至凸缘边缘距离C2见参考文献【4】表4.2df:C2=26d2:C2=i6轴承旁凸台半径RiC2i6凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准20外箱壁至轴承座端面的距离liCi+C2+(5+i0)36齿轮顶圆与箱壁间的距离1i.2i0齿轮端面与箱间的距离29箱盖、箱座肋厚m1、mm10.851；m0.85m16;m6.8轴承端盖外径D2D+