带式运输机的二级展开式圆柱齿轮减速器2400350

1、机械设计课程设计任务书院别：工程与设计学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：机自131姓名：檀家伟学号：44指导老师：卓耀斌 目录一、课程设计的题目1二、运动简图1三、课程设计原始数据和工况条件1四、电动机2五、皮带传动设计5六、减速箱设计7七、减速器轴的设计13八减速器箱体、箱盖及附件的设计计算23一、课程设计的题目带式运输机的二级展开式圆柱齿轮减速器二、运动简图三、课程设计原始数据和工况条件1.选择方案S1-15运输带引力F（N）运输带速度V（m/s）滚筒直径D（mm）24001.23502.工况条件四、电动机1选择电动机.选择Y系列笼式三相异步交流电动机，卧式封闭结构驱动卷筒转速 Nw

2、=电动机容量卷筒轴的输出功率：电动机输出功率 传动装置的总效率： 由表2-4查的：V带传动=0.90；滚动轴承=0.98；圆柱齿轮传动=0.94；弹性联轴器=0.99；卷筒轴滑动轴承=0.94，则故 电动机额定功率由第20章表20-1选取电动机额定功率=4kw，选Y132M1-6.电动机的转速由表2-1可得V带常用传动比范围i1=24，单级圆柱齿轮传动比范围i2=36,则电动机转速可选范围为 ，故可以选满载转速960r/min2计算传动装置总传动比和分配各级传动比传动装置总传动比：分配各级传动比取V带传动的传动比i1=4，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为所得i2符合范围3计算传动装置的运动和动力

3、参数各轴转速电动机为0轴，减速器小齿轮为I轴，大齿轮为II轴，各轴转速为 n0=nm=960r/min nI= nII=各轴输入功率 P0=Ped=4kw PI=P01=40.90=3.60（kw） PII=PI23=3.60（kw）各轴转矩 T0=9550 TI=9550 TII=9550结果汇总表项目电动机轴小齿轮轴大齿轮轴转速（r/min）96024065.40功率（kw）43.63.32转矩（Nm）39.79143.25484.80传动比43.67五、皮带传动设计已知电动机额定功率P=4kw，转速n=960r/min，传动比i=41.确定计算功率Pc根据给定工作条件，由机械设计表6-1

4、0查得工况系数KA=1.1，故 Pc=KAP=1.1*4=4.42选择V带型号按Pc=4.4kw，n=960r/min，由图6-8选择A型V带3.确定带轮基准直径dd1，dd2根据V带型号查表6-6，并参考图6-8，选择dd1=90mmdmin=75由dd2=id1得d2=90*4=360（mm）由表6-5选取最接近的标准直径为dd2=355mm4.验算带速V带传动带速为 v= 带速适宜5.确定中心距a和带的基准长度Ld由式（6-19）初定中心距a0： 0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）即311.5a0890mm初定中心距a0=700mm由式（6-20）计算带的基准长度初值Ld0

5、Ld0=2a0+由表6-4选取接近的基准长度Ld=2200mm带传动实际中心距：a0mm安装时应保证的最小中心距，最大中心距amin，amaxamin=a-0.015Ld=737.96-0.0152200=704.96mmamax=a+0.03Ld=737.96+0.032200=803.96mm6.校核小带轮包角1180，合格7.计算所需V带根数Z查表6-7，选定参数下A2200型V带的基本额定功率Pc=1.06kw，查表6-8功率增量=0.17kw，查表6-9得包角系数K=0.95，查表6-4得长度系数KL=1.06取V带根数Z=4根8.确定初拉力F0和轴上压力FQ查表6-2取A型V带q=

6、0.105kg/m，由式（6-24）计算带传动的初拉力由式（6-25）计算作用于带齿轮轴的压力V带型号V带根数V带基准长度/mm小带轮直径/mm大带轮直径/mm中心距/mmV带初拉力/N带轮轴压力/N包角/A4220090355738213.291678.87159.42六、减速箱设计齿轮设计已知条件：小齿轮额定功率P1=3.6kw，n1=240r/min，i=3.67，单向传动，两年五班制，传动比误差不超过0.5%1. 选择齿轮材料、热处理方法和精度等级由表8-1查得：小齿轮材料：40Cr调质，硬度HBW260 大齿轮材料：45调质，硬度HBW240由图8-19和图8-21得 由表8-4根据

7、应用场合,选7级精度2. 按齿面接触疲劳强度设计主要尺寸小齿轮转矩 T1=9549齿数比 u=i=3.67齿宽系数 取载荷系数 取K=1.2许用应力考虑齿面点蚀产生不会瞬间产生严重结果，由表8-9知失效概率低于1%，取SHlim=1.0.应力循环次数： NL1=60n1a1Lh= NL2=60n2a2Lh=60因为H1 H2,故应以H2带入计算mm取a= 150 mm.按经验公式选取模数ma=（0.0070.02）a=1.053取标准模数ma= 1.25mm.计算主要几何参数 z1=51z2=uz1=3.6751187传动比误差=3.67-满足要求d1=mnZ1=1.2551=63.75mmd

8、2=mnZ2=1.25187=233.75mmda1=d1+2ha*mn=63.75+212=67.75mmda2=d2+2ha*mn=233.75+212=237.75mm（8）计算齿宽b=a=0.5150=75取 b1=b+(510)=60+(510)=80mm85mm 取82mm b2=b=75mm(9)计算重合度 =1.8311 1.8311（10）计算圆周速度 3.校核齿面接触疲劳应力切应力： =查机械设计（文献1） 表8-6 p147，KA=1.25。查机械设计（文献1） 图8-6，Kv=1.12。查机械设计（文献1） 图8-7，K=1.18。按对称布置，查图8-8，并减小5%，K

9、=1查机械设计（文献1） 表8-8，ZE=189.8。查机械设计（文献1） 图8-12，ZH=2.4。查机械设计（文献1） 图8-13，=0.9。MPa(2)强度校核 满足齿面接触疲劳强度要求4.校核齿根弯曲疲劳强度齿根弯曲疲劳许用应力取YST=2,由图8-22，YN1=YN2=1。考虑轮齿弯曲折断产生的严重后果，选择失效概率低于1/1000，由表8-9，取SFmin=1.25。许用应力：MPa(2) 齿根弯曲疲劳应力。查机械设计（文献1）图8-16，YFa1=2.41 YFa2=2.15查机械设计（文献1）图8-17，YSa1= 1.67 YSa2=1.82查机械设计（文献1）图8-18，Y

10、=0.25+ 则=127.33MPa(3) 强度校核满足齿根弯曲疲劳强度要求。30七、减速器轴的设计已知条件：轴功率/kw转速/r/min分度圆直径/mm齿根圆直径/mm齿宽/mm小齿轮3.62406456.582大齿轮3.3265.40234226.5751.选择轴的材料及热处理方式由于减速轴为一般用途轴，选45钢，调质处理。查表12-1可得：Rm=640MPa，ReL=355MPa，=60MPa，=155MPa2.输入轴的设计2.1.最小轴径估算利用扭转强度法，根据式（12-2）可知 式中，P=3.6kw，n=240r/min，C=126103（查表12-2），取C=120，最小轴径为经圆

11、整，取最小轴径为dmin=30mm2.2.小齿轮轴的结构设计（1） 确定轴上零件的结构方案。考虑到轴上零件的定位、固定以及装拆，拟定用齿轮轴。（2） 确定各轴段的直径（3） 根据上面的结构草图可以初步确定，与皮带轮直接相连的为最小轴径，即；由于直齿不受轴向力的作用，为保险起见，选用深沟球轴承。初选6008，此轴段直径根据联轴器型号确定出轴肩高度，所以取此轴段直径为 。根据所选的轴承6008，齿轮两端轴肩取,故此轴段直径取。根据轴承型号取下一轴段直径 。进而容易得出 ；容易得出 ，。dE=50mm（4） 草图如下（5） 确定个轴段的长度：算出带轮宽度，根据表15-5（教材181）得出轴承6008

12、宽度为15mm，所以取；取轴肩宽度为，小齿轮的齿宽为已知齿轮的转矩 。分度圆直径。计算小齿轮的切向力 。画受力分析图： A水平方向： 列平衡方程有： 不难求取 。进一步求出水平弯矩 ，作出水平弯矩图如下： B铅直方向：计算小齿轮的径向力 带轮设计时算过带轮对轴的压力，其大小为： 列平衡方程有： 不难求取 ; 。 求出水平弯矩 ， 。从而得出C点铅直弯矩 作出铅直弯矩图如下：根据水平和铅直弯矩求出合弯矩作出相应的总弯矩图如下：已知小齿轮受到的转矩。画出转矩图如下：画当量弯矩图，转矩按脉动循环，取，所以可以算出当量总弯矩 。很容易的判断出危险截面即为C截面（大齿轮的中心截面）。由此验算小齿轮轴段的

13、轴段直径：，满足轴的强度要求。（6） 校核轴的强度3.大齿轮轴的结构设计3.1、最小轴径估算：12-2（教材241）公式 查表12-2（教材241）查出C=126103，取 。所以 ，因为最小轴径与联轴器相互配合，故必有一键槽可将轴径加大，所以。考虑到键槽和联轴器的孔径标准，取最小轴径 。 3.2、看下面的从动轴的结构简图： 齿轮由轴环、套筒固定，左端轴承采用嵌入式轴承盖和套筒固定，右端轴承采用轴肩和嵌入式轴承盖固定。齿轮和左端轴承从左侧装拆，右端轴承从右侧装拆。 （1）从动轴各段直径的初步确定：与联轴器相连的轴段是最小直径，取；联轴器定位轴肩的高度取，则；选6210型号轴承，则，；与齿轮配合

14、的轴段直径；齿轮的定位轴肩高度取，则可确定。 （2）从动轴上零件的轴向尺寸及其位置：查表可得轴承宽度，齿轮宽度；初定；。 已知齿轮的转矩。分度圆直径。 算大齿轮的切向力 。 受力分析图： A水平方向： 列平衡方程有： 不难求取 ; 。进一步求出水平弯矩 ，作出水平弯矩图如下： B铅直方向：计算大齿轮的径向力 列平衡方程有： 求出水平弯矩 ，作出铅直弯矩图如下：根据水平和铅直弯矩求出合弯矩作出相应的总弯矩图如下：已知大齿轮受到的转矩。画出转矩图如下：画当量弯矩图，转矩按脉动循环，取，所以可以算出当量总弯矩 。很容易的判断出危险截面即为C截面（大齿轮的中心截面）。由此验算大齿轮轴段的轴段直径：，轴的强度远远满足要求。（3）.确定轴的强度轴与齿轮的连接确定为键连接，下面先对键进行设计：根据轴径，查表14-1（课程设计166）得所用键的剖面尺寸为 ，根据轮毂长度 查表14-1（课程设计166）取键的公称系列长度 键的标记 键键的工作长度为 根据齿轮材料为45，调质，载荷平稳，查表4-1（教材70）取许用挤压应力 根据公式4-1（教材70）普通平键连接的强度条件公式 前面得出的 合格。带入公式可得八减速器箱体、箱盖及附件的设计计算1.减速箱的结构尺寸设计：名称符号计算公式结果箱座壁厚10箱盖壁厚110箱体凸缘厚度b、b1、b2箱座箱盖箱底座b=15b1=