带式运输机的二级圆柱直齿减速器设计说明书

1机械设计基础课程设计说明书设计题目带式运输机的二级圆柱直齿减速器院系机电工程学院专业机械设计与制造班级学号21.设计任务书 3.传动装置的总体设计 3.1电机选择 3.3传动装置各轴的运动及动力参数 4.传动件的设计 4.1V带的设计 4.2齿轮的设计 5.轴及轴上零件的设计 5.2中速轴的设计 5.3低速轴的设计 6.箱体结构的设计 8.参考文献 31.设计任务书的为：①减速器装配图一张(A0号图纸);②零件工作图2张(A3号图纸，轴一张、齿轮一张);③设计说明书1份42.设计方案运输带工作拉力F(N):2200,运输带工作速度v(3.1电机选择设计内容计算及说明1、选择电动机的类型按工作要求和工作条件选，选用用三相笼型异步电动机，其机构为封闭式结构电压为380V,Y型。52、选择电动机的容量从电动机到工作机输送带间的总效率为：式中：分别为带传动、轴承、齿轮传取=0.96,(滚子轴承),,所以：3、确定电动机的转速卷筒轴工作转速为根据传动比的合理范围，取V带传动的传动比，二级圆柱齿轮减速器传动比则总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围为根据电动机的类型、容量和转速，由机械设计课程设计手册选定电动机的型号6为Y132S-4,其主要性能如下表所示：电动机型号额定功率W满载转速43.2传动装置的总传动比及分配设计内容计算及说明1、总传动比2、分配传动比考虑润滑的条件，为使两级大齿轮相3.3传动装置各轴的运动及动力参数设计内容计算及说明71、各轴的转数I轴Ⅲ轴卷筒轴2、各轴的输出功率Ⅱ轴：Ⅲ轴：卷筒轴：3、各轴的输出转矩Ⅱ轴：Ⅲ轴：卷筒轴：带式传动装置的运动和动力参数轴名功率转矩转速传动比i8电动机轴1Ⅲ轴卷筒轴4.1V带的设计设计内容计算及说明1、带的型号的确定根据工作情况由机械设计教材表6.13查得根据功率Pca和小带轮转速nm=1440r/min按机械设计图6.12选择：普通V带A型普通V带92、确定带轮的基准直径并验算带速查机械设计表6.13和表6.14图6.12取小轮基准直径da₁=80mm带速因为，故带速合适大轮基准直径根据表6.14可得,不用圆整3、确定V带的中心距a和基准长度根据机械设计(6.31)由式(6.32)计算所需的基准长度=由表6.3选带的基准长度La=1250mm按式(6.33)计算实际中心距a;根据式(8-24)中心距的变换范围4、验算小带轮上的包角和计算带的根数z最小包角二计算带的根数z由dn=80mm和nm=1440r/min,由表6.6得根据nm=1440r/min,i=2.5和Z型带，查表6.12得△Po=0.17kW。查表6.11的K。=0.96,表6.3得K₁=0.93,于是取5根5、计算单根v带的初拉力的最小值压轴力由机械设计表8-3得Z型带的单位长度质量q=0.105kg/m所以应使带的实际初压力压轴力的最小值为N4.2齿轮的设计高速级齿轮设计设计内容计算及说明1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)选用直齿圆柱齿轮传动2)选用8级精度3)材料选择，由表8.8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,二者材料硬度差为40HBS4)试选小齿轮齿数z₁=20,大齿轮齿数z₂=20×2.9159直齿圆柱齿轮45钢小齿轮调质处理大齿轮调质处理8级精度2、按齿面接触强度设计根据设计公式进行试算，即确定公式内的各计算数值试选载荷系数：K₁=1.3由机械设计教材表8.14选取齿宽系数由机械设计教材表8.14查的材料的弹性影响系数=189由机械设计教材图8.45按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限Him1=600MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限计算齿轮应力循环次数；由教材图8.38取接触疲劳强度寿命系数KHni=0.90;KHn2=0.95计算接触疲劳需用力。取失效概率为1%,安全系数S=1,按教材许用力公式试算小齿轮分度圆直径d₁,代入中较小计算圆周速度计算齿宽b模数mt==34.39/20=1.72mm齿高h=2.25m₄=2.25×1.72=3.87mm其比为=34.39/3.87=8.89根据电动机的工作机载荷特性：中等冲击，由教材表8.10查的载荷系数：1.2,取按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径公式得计算模数m.V3、按齿根弯曲强度设计由弯曲强度的设计公式得m确定公式内的各计算数值1)由教材查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限2)由教材取弯曲疲劳寿命系数3)计算弯曲疲劳安全系数S=1.4,由公式得计算载荷系数5)查取齿形系数由教材查得YFai=2.80;YFa2=2.226。6)查取应力校正系数由教材查得Ysa₁=1.55;Ysa₂=1.756。7)计算大小齿轮的并加以比较。大齿轮的数值大(2)计算m直径有关，可取由弯曲强度算的模数1.49并就近圆整为标准值m=1.5mm,按接触强度算的分度直径d₁=34.39mm算的小齿轮齿数大齿轮齿数Z₂=30×2.91=88(1)计算分度圆直径(2)计算中心距a==81mm(3)计算齿轮宽度b==1×45=45mmm取B₁=50mm,B₂=45mm。所以小结得由此设计有模数分度圆直径齿宽齿数小齿轮大齿轮低速齿轮的设计设计内容计算及说明1、选定齿轮类型、精1)选用直齿圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮度等级、材料及齿数2)选用8级精度40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS4)试选小齿轮齿数z₁=20大齿轮齿数z₂=20×2.91=59小齿轮调质处理大齿轮调质处理8级精度2、按齿面接触强度设计根据设计公式进行试算，即确定公式内的各计算数值试选载荷系数：Kt=1.3由机械设计教材选得齿宽系数=1由机械设计教材查得材料的弹性影响系数=189由机械设计教材图8.38按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限Himt=600MPa;大齿轮的接触疲劳强度极限计算齿轮应力循环次数；由教材取得接触疲劳强度寿命系数计算接触疲劳需用力。取失效概率为1%,安全系数S=1,按教材许用力公式试算小齿轮分度圆直径d₁,代入中较小计算圆周速度计算齿宽b模数mt==48.98/20=2.45mm齿高h=2.25mt=2.25×2.45=5.51mm其比为=48.98/5.51=8.89计算载荷系数V3、按齿根弯曲强度设计径，由公式得计算模数m.由教材式(10-5)的弯曲强度的设计公式m.确定公式内的各计算数值1)由教材图10-20c查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限rE=500MPa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2=300MPa.2)由教材图10-18取弯曲疲劳寿命系数3)计算弯曲疲劳安全系数S=1.4,由公式得计算载荷系数5)查取齿形系数由教材查得YFa1=2.80;YFa2=2.226。6)查取应力校正系数由教材查得Ysa₁=1.55;Ysa₂=1.756。大齿轮的数值大(2)计算m对比计算结果，由于齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小注意取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关，可取弯曲强度算的模数2.30并就近圆整为标准值m=2.5mm,按接触强度算的分度直径d₁=48.98mm算的小齿轮齿数大齿轮齿数Z₂=20×2.91=59这样设计的齿轮传动，即满足齿面的接触疲劳强度，又满足齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧促，避免浪费。(1)计算分度圆直径M4、尺寸计2)计算中心距a==97.75mm(3)计算齿轮宽度b==1×55=50取B₁=55mm,B₂=50mm。所以小结得由此设计有模数分度圆直径齿宽齿数小齿轮大齿轮5.轴及轴上零件的设计5.1高速轴的设计设计内容计算及说明1、已知条件功率转矩转速齿轮齿宽2、选择轴的材料无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调制处理45钢，调制处理3、初算轴的直径先按机械设计教材初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45号钢。选取AO=112。于是有：=4、选择滚动轴承初步选择滚动轴承。选6005深沟球轴承；通过查手册可知6005深沟球轴承6005深沟球轴承5、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度于此轴的相配合的齿轮分度圆直径比较①:轴向定位要求1-2轴段右端要求制出一轴肩，取L12=37.5mm,且d₁2=25mm,与1-2段轴相配合的深沟球轴承，左端用轴端挡圈进行轴向定位，右端采用套筒进行轴向定位②:2-3段轴要与齿轮配合，此段齿轮与轴一所以d₂-3=35mm又由于小齿轮齿宽B=50mm,根据与齿轮相配合部分的轴段长度一般应比轮毂长度短2~3mm,所以取L2-3=48mm;③:4-5段轴没有什么与之相配合的零件，考虑到下段有个轴肩，但直径仍设计为d₄④:5-6段ds-6=25,Ls-6=40mm,右端用轴端挡圈固定轴承。⑤:6-7段，由于输入端是与v带轮的轮毂相连，由于v带为z型故v带的宽度为4e+2f=65mm.d₆-7=25,L₆-7=75mm,其中末端的的65mm与v带的轮毂进行连接，中间与箱体的10mm用档圈进行轮毂与左端轴承的定位。6、确定轴的的倒角和圆角取轴端倒角为1.2×45°,各轴肩处的圆角为5.2中速轴的设计设计内容计算及说明1、已知条件功率转矩转速2、选择轴的材料因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调制处理45钢，调制处理3、初算轴的直径=4、选轴承,初步选择滚动轴承。选6006深沟球轴承；通过查手册可知6006深沟球轴承选6006深沟球轴承5、根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度①:1-2段轴我们取为L1-2=40mm,dl-2=30mm。与1-2段轴相配合的深沟球轴承，左端用轴端挡圈进行轴向定位，右端采用套筒进行轴向定位，②:2-3段轴要与齿轮配合，故要有一个轴肩，这里我们取h=5mm,所以d₂.又由于大齿轮齿宽B=45mm,根据与齿轮相配合部分的轴段长度一般应比轮毂长度短2~3mm,所以取L2-3=42mm;③:为了实现齿轮的右端的轴向定位，应将3-4段轴的直径比2-3段稍微大一些，h>0.07d这里取其直径为d₃-₄=46mm;由于3-4段轴主要是起轴肩的作用，没有与之相配合的零件，且根据设计方案，这里取L3-4=10mm。④:4-5段轴要与小齿轮相配合，且为能利用3-4段轴的轴肩，所以此段轴的直径要比4-5段轴要小一些，这里我们取d₄s=40mm;由于小齿轮的齿宽为B=55mm,根据与齿轮相配合部分的轴段长度一般应比轮毂长度短2~3mm,所以取L₄-s=53mm所以其直径和长度与轴最右端的轴承一样，故ds-s=30mm,Ls-s=40mm,。+42+10+53+40=185mm,同时为了保证齿轮与轴配合得有良好得对中性，固选择齿轮轮毂与轴得配合选H7/n6。滚动轴承与轴得周向定位，是借过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。6、倒角参考教材表，取轴端倒角为1.2×45°,各轴肩处的圆角为25.3低速轴的设计设计内容计算及说明1、已知条件功率转矩转速齿轮齿宽2、选择轴的材料因传递的功率不大，并对重量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用的材料45钢，调制处理45钢，调制处理3、初算轴直径=件，查手册选用型号为WH7型联轴器其公称转矩为900N.m联轴器的孔径为40mm,故轴的最小直径选择40mm,TcA=301.38N.m。联轴器的长度L=112mm,联轴器与轴配合的毂孔长度L¹=84mm.选用型号为WH7型联轴向定位的初步选择滚动轴承。由于轴的直径为40mm选6008深沟球轴承；通过查手册可知6008深沟球轴承d=40(mm),B=15①:1-2段轴由于与联轴器的毂孔长度L₁=84m,为了保证轴端挡圈只压在联轴器上而不压在轴的端面上，故轴的长度比L₁略短一些我们取为L12=82+8mm,d₁.2=40mm。,,右端采用套筒进行联轴器和轴承的轴向定位。下段轴设计个轴肩，所以d₂-3=40mm,取L2-3=25mm;③:3-4段轴要进行轴端配合，故要有一这里我们取h=4mm,所以d₂.④:为了实现齿轮的右端的轴向定位，应将5-6段轴的直径比4-5段稍微小一些，h>0.07d这里取其直径为d₄.s=66mm;由于5-6段轴主要是起轴肩的作用，没有与之相配合的零件，且根据设计方案，这选6008深沟球轴承⑤:5-6段轴要与齿轮配合，故要有一个轴肩，这里我们取h=5mm,所以ds.又由于大齿轮齿宽B=50mm,根据与齿轮相配合部分的轴段长度一般应比轮毂长度短2~3mm,所以取Ls-6=48mm;6;6-7段只有与轴承相连接，所以取d₆.同时为了保证齿轮与轴配合得有良好得对中性，固选择齿轮轮毂与轴得配合选过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差轴上零件得周向定位齿轮，半轴的周向定位都采用平键联接。按d₄-s=58mm,b×h=18×11,L=40(mm).7、确定轴的的倒角和圆角轴端倒角为1.2×45°,各轴肩处的圆角为25.4中间轴的校核作用在两个齿轮上的圆周力：径向力：二名称符号名称符号设计依据设计结果键的设计与校核：(1)齿轮，轴的周向定位都采用平键联接。按d₄-s=40mm,由手册查