带式运输机传动装置二级圆柱齿轮减速器设计

1、带式输送机传动系统设计说明书题目二级圆柱齿轮减速器的设计工程技术系专业 班学号完成人同组人指导老师完成日期年 月目录 TOC o 1-5 h z 第一章设计任务书11设计任务1 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第二章 传动系统方案的总体设计1 1 电动机的选择12传动比的分配23传动系统的运动和动力学参数设计3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 第三章高速级齿轮设计41按齿面强度设计42按齿根弯曲强度设计 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 第四

2、章 低速级齿轮设计81按齿面强度设计 82按齿根弯曲强度设计 103结构设计124斜齿轮各参数的确定13第五章 各轴设计方案141中间轴的设计及轴承的选取 14 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 2中间轴的受力和弯矩图及计算163高速轴的设计 194高速轴的设计 20 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document 5各轴图示与标注21计算及说明结果设计任务书第一章1设计任务、设计带式输送机的传动系统，采用两级圆柱齿轮减速器的齿轮 传1动。2、原始数据F=2500N输送带的有效拉力smv=1.3输送带的工作速

3、度d=300mm 输送带的滚桶直径3、工作条件两班制工作，空载启动。载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。第二章传动系统方案的总体设计一、带式输送机传动系统方案如下图所示皮带轮4联轴器21电动电动机的选.电动机容量选根据已知条件由计算得知工作机所需有效功2k250pk2100100设一对流滚动轴承效率=0.99计算及说明结果轴.0101齿齿筒筒?=0.99为齿式联轴器的效率。?=0.97为8级齿轮传动的效率。?=0.96输送机滚筒效率。估算传动系统的总效率：泊了？?？?。 86?0.9796?099.?0.99?0?.?.?0 】筒齿轴 p3.2

4、5 工作机所需的电动机攻率为:kw82p?3.w?860.rp?3.82kwrp?p,Y系列三相异步电动机技术数据中应满足:因此综合应选电。中p?4kw动机额定功率xm2、电动机的转速选择根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速60v60?1.3n?82.8rmin min8r?n?82.ww?143D.300?方案比较方案号型号额定功率同步转速满载转速总传动比I Y4 11.0KW 1500 1460 24.31II Y6 11.0KW 1000 970 16.01160M_响，通过两种方案比较可以看出：方案II选用电动机的总传动比为15.9型三 160L_相异步适合于二级减速传动，故选方

5、案II较为合理160_97Or/min11.0k，轴伸出部分用于装联轴器，轴段的直径和长度分别为H=160mD=42mE=110mm传动比的分带式输送机传动系统的总传动比14413.181313671377传动系统各传动比为623计算及说明结果1.66,i?1,i?4.75,i?3i?42312013传动系统的运动和动力学参数设计传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下:0轴 电动机轴n? 1440rminp?3.82kw00p3.820?9550?25T?9550.33N?m 0n144001 轴减速器中间轴n0?min?1440r?n?3.82?0.p99?3.7818kwp?10110i

6、01?25.33?1?0.99?25.T?Ti0767N?m 0110012轴减速器中间轴n1440?minrn?303?3.7818?0.9603?3p?p.63kw21212i4.7512?25.0767?4.75?0.9603?0.97?TTi114.36N?m 疽轴减速器低速轴n3087mi626960485k21136960402287i 轴工作 485980416k34 计算及说明结?m?394NTi.?402?1?09801T? 343434电动机 减速器 工作机 轴号 4轴轴1轴32轴0轴各参数如左图82.79转速 303 1440 82.79 1440所示 3.4165 3.

7、63 3.7818 3.4859 功率 3.82394 114.39 402 25.0767 转矩 25.33联轴器齿轮联接、传动件齿轮联轴器1 4.75 传动比 1 3.660.98010.9603传动效率0.990.9603n?rmin; P kW;T（单位：Nm）第三章高速级齿轮设计一、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1）选用斜齿圆柱齿轮传动2） 运输机为一般工作机，速度不高，故用7级精度（GB10095-88）3）材料选择。由文献【一】表10-1得可选小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS，二者 材料硬差为40HBS。4）选取小齿轮齿数Z=17，大齿轮齿数：Z=iZ=4

8、.75X17=79.75 112取Z=80。2 =14选取螺旋角。初螺旋角为B 5） 1按齿面强度设 计即确定公式内的各计算0数试=1.6由文献【一】10-3=2.433872由文献【一】10-3得59计算小齿轮传递的转191=95./3.7818/1440=2.1N=2.N1 计算及说明结果?1? 文献【一】表10-7得：(5)d1 10-6得：材料弹性影响系数(6)文献【一】表MPa189.6Z?2e限极劳强度齿轮的 接触疲(7)由图10-21d按齿面硬度查得小?。；大齿轮的疲劳强度极限MPa?600MPa5502Hlim1Hlim设每年工作时间按300天计算910?.7965?10)?2

9、970?1?(2?8?300?N?60njL60? H1110?,79652 1061N?0.564.由文献【一】图10-19查得接触疲劳寿命系数K?0.91;K?0.952HNHN1(10)疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数为S=1。?K ?1HN1HlJ?fMPa?540MPa?0.9?600 1HS?K ?22HNHlimMPa550MPa?465.?02?0.95 2HS? ?1HH2 MPa51?502.H 2 计算 2)(1小齿轮分度圆直38m181743m8325359738144(2计算圆周的速度10066100(3计算齿及模n38m38mco04m1co38 m04 1计

10、算及说明结果 n nb/h=35.83/4.6=7.789=2.045mm H=2.25mnt (4)计算重合度 0?35114.?1?17?0.318?Ztantan?0.318 .?1d(5)计算载荷系数K根据v=2.7m/s、7级精度，由文献【一】图10-8查得动载系数K=1.10;v由查得：K=1.41;K=1.3;K=K=1.4 川K?2.17mm 172.1?1.4?1.41?KK?KKK?1?1FHFaHaBB?HAVHa(6)按实际的载荷系数校正所算得的k2.17mm?39.66d?dmm?35.83 d?39.66mm3361k.t111t(7)计算模数 M n?cosd14

11、cos66?39.mm.26?mm?2m?01nZ171m?2.26mmn2?cosY2kTYY?1SaFa?m? 2 按齿根弯曲强度设计：3n2?Z ?Fd11)(1)计算载荷系数K?KKKK?1?1.10?1.4?1.3?2.002?FAHaVK?2.002mm890.Y?查得从图(2)根据纵向重合度1.35,10-2116(3计算当量齿数1coco816m851coco9210-查得(4查取齿形系数，由FF85m75得查取应力校正系数，由(510-花=500MPa理由(610-20得小齿轮的弯曲疲劳强度极ffi计算及说明结果FE1.?大齿轮的弯曲疲劳强度极限.380MPa?2FE=0.8

12、8 K=0.85,K由图10-18查得弯曲疲劳强寿命系数(7)FN2FN1计算弯曲疲劳许用 应力(8)1.4取弯曲疲劳安全系数S=?K50085?0. ?1FN1FEMPa57?303.?MPa?1F 顼？跄80?0.88 ?22咿 Mpa86?Mpa?238.2F W (9)计算大、小齿轮下面的值，并加以比较。yY52?1.2.971SaFa1014870.? ?57.303压?86.2382f2 )设计计算yY771.2.22?22s：a016450.?大齿轮的数值大 m?1.44mm 14?0.89?cos0022?2.?2.5?10 mm44?1.?m?0.01645mm 595?1.

13、171?对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数M大于由齿根弯n曲疲劳 强度计算的法面模数，取M=2.0mm,已可满足弯曲强度。但为 了同时满足接触 疲劳强度，需按接触强度极限算得分度圆直径d=39.66mm来计算应有的齿数。于是由co1co66182199171几何尺寸计 9111计算中心co1com11将中心距圆整113mm按圆整后中心距修正螺旋 2 m）Z?Z（2?91）（190成？23?13?arccos.?arccos 0?23.?13 185?2a2 ?，等不必修正,K因，值改变不多Z故参数?Ha1d?39mm1计算大、小齿轮的分度圆直径3 ）mZZm2?29119?d? 1

14、87mmmm187?d?39mmdn2n12、. 、.2100?coscos23cos13.23.cos13B?70mm 1 4 ）计算齿轮宽度?d?1?39mmb?39mm mm65B? B?40mm;B?45mm 圆整后取 1d27125）结构设计第四章 低速级齿轮设计1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。选用斜齿圆柱齿轮传动运输机为一般工作机器，速度高，故用7级精度(GB10095-88)材料选择。由文献【一】表10-1得可选小齿轮材料为40Cr (调质)，硬度为280HBS，二 者材料硬差为40HBS。2o选取小齿轮齿数Z=17,大齿轮齿数：Z=iZ=3.66X 17=62取Z=62

15、。2 B =145)选取螺旋角。初螺旋角按齿面强度设0即确定公式内的各计算数试=1.6由文献【一】10-3=2.433872得由文献【一】10-361 (4)计算小齿轮传递的转矩T? Nm x7n=95,5X1O1OX3.7818/144O=25.O767XP105?T95Nm?1025.076722 ? 文献【一】 表 10-7 得：1?(5)d4222得：材料弹性影响系数(6)文献【一】表10-6MPa189.6Z?2e限极劳强度轮的接 触疲图10-21d按齿面硬度查得小齿(7)由?。；大齿轮的接触疲劳强度极限MPa?600MPa550(8)设每年工作时间按300天计算2Hlim1limH

16、9 1061?)?0.(1?2?8?300?10?N60njL?60?212.72?Hi2 107.610 1017N?.?0 513.由文献【一】图10-19查得接触疲劳寿命系数K?0.95;K?0.96 2HN1HN疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数为S=1。?K ?HNg?0.95?600MPa?570MPa 1hS?K ?HN2Hllm2?0-96?550MPa?528MPal? 2HS? ?HH12 MPa549?H 2 计(1小齿轮分度圆直61m184311316m615466193061(2计算圆周的速度91006100661m61m 及模计算齿(3n ?0cosd14cos

17、.19?60t1 mm435?3.m?ntm?3.435mm17Z 1H=2.25mmb/h=60.19/7.7=7.8=2.045mm H=2.25m nt 计算重合度(4) 0?35.?11?17?318?tanZtan14?0.318?0?.?1d(5)计算载荷系数K根据v=1m/s、7级精度，由文献【一】图10-8查得动载系数K=0.7;v由查得: K=1.422;K=1.33;K=K=1.4 FHaH 18.2K? K?KKKK?1?0.7?1.4?1.42?2.18 ?HAHaV (6)按实际的载荷系数校正所算得的d?66.73mm118.k2mmmm?66.73d?d.?6019

18、?3361k.t111(7)计算模数 M n 0?cosd14?cos66.731mm.8mm?3m? m?3.8mm 17Z ?cosY2kTYY , ?m 2 按齿根弯曲强度设计：/?Z网1)确定计算参薮3n2?Fd1(1)计算载荷系数 K?2.0020024?1.33?2.7KK?KKK?1?0.?1.?FAVHa8查得螺旋角影响系(2根据纵向重合1.35从10-211661计算当量齿数(31coco668681coco10-5查得：（4）查取齿形系数，由表258?2.?2.89;YY21FaFa10-6得：（5）查取应力校正系数，由表74.558;Y?1Y?121saSa=500MPa

19、。（6）由图10-20C得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1 ?大齿轮的弯曲疲劳强度极 限.MPa?380=0.88 =0.85,K（7）由图10-18查得弯曲疲劳强寿命系数KFN2FN1 （8）计算弯曲疲劳许 用应力1.4取弯曲疲劳安全系数S=?K50085?0. ?1fefn1 MPa57?303.?MPa1F 4.s1?K380.88?0 ?22fefn MPaMPa?238.?862F 4s1.(9)计算大、小齿轮下面的值，并加以比较。yY5321.882?.2iSaiFa01464?0. ?57303.1?86.2382fyY72021.260? 01644.0?大齿轮的数值大2 ）设计

20、计算心成14?10cos?0.87?22.002114.39 mm36401644mm?2.0m?.023615?1.?117m?2 364mm大于由齿根弯对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的 法面模数M已可满足弯曲强度。但为曲疲劳强度计算的法面模数，=3mm =86.26m来计算应有的齿数。于是co1co61417611117 4 .几何尺寸计算a?139mmm)(Z?Z3?(19?71)12n 计算中心距1 )?139a 0?cos214cos2?将中心距圆整为139mm按圆整后中心距修正螺旋角o?7813.?(Z?Z)m(19?71)?3012?78arccos.arccos?13?

21、2a2?139?，?,K,值改变不多Z故参数等不必修正因?h1 计算大、小齿轮的分度圆直径dd?58.76mm1mZZm319?371?n12nmmd?.59?219?58.76?dmm2100?coscos78cos13.7813.cosd?219.59mm2 4 )计算齿轮宽度？mm?58.76mm?5876.1b?d?1dB?65mm1 圆整后取：mm60mm;B?65?BB?60mm 12 3结构设计1、 参考文献【一】第228页图10-3922、以大齿轮为例在3号图纸上绘图3、图示可参考附录【一】 4斜齿轮各参数的确定名称符号高速1齿高速2齿低速1齿低速2齿0000?螺旋角14.25

22、14.2513.413.4 m3 2.5 3 2.5 法面模数 nm3.09 2.57 3.09端面模数 2.57 t0000?2020 法面压力角 2020n0000?20.520.5 20.620.6 端面压力角 tp 9.42 9.42 法面齿距 7.85 7.85 np 9.72 8：70 8.70 端面齿距 9.72 t*h 1 1 1 1 法面齿顶高系数 an*c 0.25 法面顶隙系数 0.25 0.25 0.25 np 8.85 7.38 7.38 8.85 法面基圆齿距 bnh 3 2.5 齿顶高 2.5 3 ah 3.75 3.125 3.75 3.125 齿根高 4.71

23、3.925 法面齿 3.9254.71308.82308.2671.8292：52 齿顶圆直 295.8279.52 齿根圆直297.0160.57302.8286.5266.82303.26 分度圆直 283.4680.99基圆直62.59284.06各轴设计方案第五章.轴的设计1 轴的布置如下图:计算及说明结果中间轴的设计及轴承的选取11、初选轴的最小直径与计算各段轴长。选取轴的材料为45钢，调质处理，由文献【二】表15-3取A=112, 0p3.4819d?38.3mm mm.3?112?d?A?38。输出轴的最小于是得7982.n了直径显然是是安装滚动轴承处的直径，由文献【二j附表E-

24、2，可选标准轴球轴承的安装直径为38.3mm根据轴最小直径由文献【二】表40mm40mm，即轴的直径为，那么宽B=15mm.=49.75mm5-2得d2；考虑齿考虑相邻齿轮轴向不发生干涉，计入尺寸S=10mm;为保证轮与箱体内壁沿轴向不发生干涉，计入尺寸K=10mm党总支轴承放入箱体轴承座孔内，订入尺寸C=5mm。l?172mmABBmmb?172?C?K)?S?b?l?2( 21hABl1l?48.5mm AcB?C?K?b2?l?48.5mm2iA hmm.5l?123 ?l?l?123.5lmmBcAcBcABl?B2?C?K?b2?58.5mmiBDil?58.5mmBD 2、受力分析

25、(如下页图 示)T200039.2000?114f?1223.42N2N1223.42，F?N1t1t187d21?0F?457.43Ntan20tan 谕 N43?FF?1223.42?457.m 10?cos23.cos131F?287.6N1224281ta2ta2003112003833897 5 ta2ta531389531co7co1943839471ta2xy2中间轴的受力和弯矩图如下F F Ry FR BCD AF F RRX Fll 中间轴受力图 F t2 a2 Bx r2 Ax r1 t1 AyBy a1AcBCa2FF F BC DBCDAAF RRR R F水平方向受力

26、垂直方向受力 t1 r2 t2r1 Ay ByBxAx a1i MMBCDBCDAA水平方直弯距图垂直方直弯距图MD1DC1BCDBCDAA扭距图合弯距图C2计算及 说明结 果3、求水平面内的支承力，作水平面的弯矩图由轴的水平面的受力图可得:F?l?F?l1223,42?123,5?3839?58.5R?2249.54NBD2BCtitN?2249.R?54NAxAxl167ABR?2812-88NBXR?F?F?R?1223.42?3839?2249.54?2812.88NAXBX2tt1M?109102.69NAXmmN?.54?48.5?109102.69?M?M?0;M?R?l2249

27、 ACCXBXAXAXM? 164553.48NmmN?M?Rl 164553.48弯矩图如上图4、求垂直面内的支承力，作垂直面的弯矩图ddF?F?l?F?F?l 22R? l R?177.25N21 BDa12BC2r1raAy AB5.?3355?69226/?953?162?2277?86.52/2607?303.? 219Aimm25N?177.mm43?177.25?306.85N?.RFR?F?941.5?457R?306.85N关 Bygmm?MM?0;MR?l?625N8596.M?M?0AM?R?l?F?l?BC cy22ayAyr2By1rBYACAI 1 CiAyByBi

28、AICDrBYBCCY 22AY . .Nmm6258596.mm?375N?21980CACDAm72m2198371795 轴在垂直面内的弯矩图如上图 所示、求支承反力、作轴的合成弯矩图和转矩图D225m179572AA225计算及说明结果R=2829.57N57?2829.R?R?R（如向力FF用于支承轴的滚动轴承拟选用深沟球轴承，并采用丙a2a1端固定式组 合方式，故轴向力作用在轴承A、B上）M?M?0BA合弯矩 2222M?M?M?269005.8?70098.6?277989.09N?mm 1c1cxcy大小左侧 222：M?M?M?269005.8?(? 120441.1)?29

29、4737.47N?mm二cx 所示M?M?M?469861.7?272007.6?542916.3N?mm次吹心22221DYD1DXM?M?M?469861.7?81467.9?476872.1N?mm弯矩图如上图所示2DYD2DX6、轴的初步计算?58.7637?MPa,MPa 45号钢调质处理经查资料轴的材料为1b?22?T)M?(10c d?49.07mm3 C?22?)(T10M?d d?49.36mm3 D?此处开有一个键槽时，直径增4,所50m53m、轴的结构设按经验公式，减速器高速级从动轴的危险截面直径D=65mm3311335m由文献【二】5-，取减速器中间轴的危险面直d =65mm.轴的最小直径就不当了，应定为60mm为轴承处直径大）、键的选取 由文【二附可得h=111:-0.04毂0.0215;深度：轴 0.毂 4.4（0.2）;半径 r=0.20.40计算及说明结果3高速轴的设计及联轴器的选取、初选轴的最小直径与计算各段轴长。1选取轴的材料为45钢，调质处理。15-3由文献【二】表，于是得取 A=1120d?23.5mm p8.87。mm.5d?A?112?23 n970 输出轴的最小直径显然是是安装联轴器处的直径。330mm 22、初