带式输送机传动装置一级减速器设计.doc

1、目 录一、设计任务分析1二、课程设计任务书12.1、设计题目12.2、主要内容1三、 带式输送机传动装置总体方案的设计23.1电动机的选择23.2选择电动机的容量23.3、确定电动机转速33.4、齿轮的设计33.5选择齿轮的精度等级、材料43.6按小齿面接触疲度强度设计53.7、按齿根弯曲疲劳强度校核63.8、验算齿轮的圆周速度v73.9、选择润滑方式7四、轴的设计84.1、高速轴（1轴）的设计84.2、低速轴（2轴）的设计9五、轴上其它零件的设计10六、输出轴上的强度校核116.1、轴的结构图116.2、按弯扭合成应力校核轴的强度七、键的选择13七、 键的选择14八、箱体的选择和尺寸确定14

2、8.1箱座尺寸的选择和尺寸确定14 一、设计任务分析本课题主要的目的是为了通过课程设计运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用，树立正确的设计思想。通过课程设计的实践，培养分析和解决工程实际问题的能力，掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。提高机械设计的基础能力，如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计（CAD）能力等，具有查阅设计资料（标准手册、图册等）的能力，掌握经验估算等机械设计的基本技能，学会编写一般的设计计算书明书。二、课程设计任务书2.1、设计题目带式输送机传动装置2.2、主要内容运输带工作拉力F= 2.1

3、 N运输带工作速度V=_1.5_m/s卷筒直径D= 500 mm工作条件 ：（1）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，运输带速度允许误差为+5%；（2）使用折旧期：五年；（3）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；（4）滚筒效率：0.96（包括滚筒与轴承的效率损失）。三、带式输送机传动装置总体方案的设计3.1电动机的选择（1）选择电动机类型按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械，电压380V。3.2选择电动机的容量电动机所

4、需工作功率为 Pd =PW/ 其中联轴器效率4=0.99，滚动轴承效率（2对）2=0.99，闭式齿轮传动效率3=0.97，V带效率1=0.96，滚筒效率3=0.96代入得传动装装置总效率：=122345=0.867工作机所需功率为： =FV/1000=21001.5/1000=3.15kw则所需电动机所需功率Pd=/=3.15/0.857=3.63kw因载荷平稳，电动机额定功率ped略大于pd即可由机械设计基础实训指导附录5查得Y系列电动机数据，选电动机的额定功率为4kw。3.3、确定电动机转速卷筒轴工作转速：由 nw=57.32 r/min，V带传动的传动比i1=24；闭式齿轮单级传动比选择

5、范围为： i总=i1i2=640故电动机的转速可选范围为 nJ=nwi总=57.32（640）=343.92r/min2292.8r/min 符合这一范围的同步转速由750r/min、1000r/min、1500r/min。可供选择的电动机如下表所示：方案电动机型号额定功率kw同步转速/满载转速nm（r/min）1Y112M441500/14402Y132M1641000/9603Y160M184750/720则可选用Y112M4电动机，满载转速为1440r/min，额定功率为4kw。3.4、齿轮的设计（1） 总传动比iZ=1440/57.32=25.12V带的传动比为i1=3减速器的传动比为

6、i2=iZ/i1=25.12/3=8.37（2）运动和动力参数计算O轴（电动机轴）Po=Pd=4kwno=nd=1440r/minTo=9550Po/no=95504/1440=26.53Nm1轴（高速轴既输入轴）P1=Po1=40.96=3.84kwn1=no/i1=1440/3=480r/minT1=9550P1/n1=95503.84/480=76.4Nm2轴（低速轴既输出轴）P2=P132=3.840.970.99=3.69kwn2=n1/i2=480/8.37=57.35r/minT2=9550P2/n2=95503.69/57.35=614.46Nm根据以上数据列成表格为：轴名功率

7、P/kw转矩T/Nm转速n/（r/min）传动比i电动机轴 （0轴）426.5314401轴3.8476.448032轴3.69616.4657.358.37已知电动机额定功率P=4kw，转速1440r/min，各轴的转速如：转动轴电机轴（0轴）输入轴（1轴）输出轴（2轴）转速(n)144048057.35齿数比38.37 电动机驱动，工作寿命年限为5年，两班制工作，连续单向运转，载荷较平稳。3.5选择齿轮的精度等级、材料输送机为一般工作机器，转动速度不高，为普通减速器，故选用9级精度（GB1009588），其硬度Ra3.26.3m。选择小齿轮材料为45钢（调质），其硬度选为250HBS，大齿

8、轮为45钢（正火），其硬度选为200HBS。3.6按小齿面接触疲度强度设计、转矩T1T1=9.55106P1/n1=9.551063.84/480=7.64104 Nm、载荷系数K及材料的弹性系数ZE 查表7-10取K=1.1,查表7-11取ZE=189.8MPa1/21/、齿数Z1和齿宽系数d 取小齿轮的齿数Z1=20,则大齿轮的齿数Z2=Z1i=208.37=167.4,取168。对称布置软齿面,查表7-14取d=1、许用接触应力由图7-25查得Hlim1=560MPa,Hlim2=530MPa N1=60nJLH=604801(552516)=5.99108 N2=N1/i=5.9910

9、8/8.37=7.16107由图7-24查得ZN1=1.03,ZN2=1.18(允许有一定的点蚀)由表7-9查得SH=1根据以下公式可得 =(ZN1Hlim1)/SH=(1.03560)/1=577MPa (ZN2Hlim2)/SH=(1.18530)/1=625MPa则d1=50m=d1/Z1=50/20=2.5由表7-2取标准模数m=2.5主要尺寸计算d1=mZ1=2.520=50d2=mZ2=2.5168=420b=dd1=150=50经圆整后取b2=60,b1=b2+5=65da1=d1+2ha=（20+2）2.5=55da2=d2+2ha=（168+2）2.5=425df1=d12h

10、f=（202120.25）2.5=43.75df2=d22hf=（1682120.25）2.5=413.75a=0.5m（Z1+Z2）=0.52.5（20+168）=2353.7、按齿根弯曲疲劳强度校核齿形系数YF由表7-12查得YF1=2.81，YF2=2.14应力修正系数YS由表7-13查得YS1=1.56，YS2=1.88许用弯曲应力由表7-9查得Flim1=445,Flim2=335由图7-26查得SF=1.3由图7-23查得YN1=0.89，YN2=0.93则=YN1Flim1/SF=0.89445/1.3=304.65MPa【F】2=YN2Flim2/SF=0.93335/1.3=

11、239.65MPa故 F1=YF1YS1（2KT1)/(bmz1)=2.811.5627.64104 /（502.52 20)=107.17【F】1=304.65MPa F2=F1YF2YS2 /YF1YS1=107.172.141.88/2.811.56=98.36【F】2=239.65MPa齿根弯曲疲劳强度校核合格。3.8、验算齿轮的圆周速度v 由表77可知,选9级精度是合适的。根据以上数据可以制成表格:齿轮参数法向模数m=2.5齿数Z1=20Z2=168齿顶圆直径da1=55da2=425螺旋角=0齿根圆直径df1=43.75 df2=413.75中心距a=235分度圆直径d1=50d2

12、=420齿轮宽度b1=70b2=653.9、选择润滑方式闭式齿轮传动，齿轮的圆周速度v12m/s，常将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑（推荐使用中负荷工业齿轮油，润滑油运动粘度）四、轴的设计4.1、高速轴（1轴）的设计确定轴的最小直径由已知条件可知此减速器传递的功率属中小功率，故选45钢并经调质处理，由表111查得A=112，于是得此处有键槽用于配套V带轮，所以可将其轴径加大5，即d=22.4105=24（1） 选择滚动轴承因轴承受到径向力的作用，故选用深沟球轴承。选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承6007，其尺寸为d*D*B=356214，d5=d3=35（2） 轴的结构设计左端滚动

13、轴承采用轴肩进行轴向定位，6006型轴承的定位轴肩高度0.07h0.1d，故取h=2，因此取d2=28，而轴承采用套筒定位，套筒厚度为t1=3，L套=20，d3=32，取安装齿轮处的轴段4的轮毂宽度为L=70，因为小齿轮的参数很小，所以小齿轮与高速轴采用一体加工的方式，故取d4=55,L4=70.齿轮的右端采用套筒进行轴向定位，故取轴段直径d3=d5=35，L2=43，L5=L3=B+2=37，d1=24，L1=16。结构如图所示：4.2、低速轴（2轴）的设计确定轴的最小直径由已知条件可知此减速器传递的功率属中小功率，故选45钢并经调质处理，由表11-1查得Ao=112，于是得此处有键槽用于配

14、套联轴器，所以可将其轴径加大5，即d=44.8105=47.04减速器输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d联，为了使减速器输出轴的直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。选择弹性联轴器，取其标准内径直径d=d1=50，L联=80。（1） 选择滚动轴承因轴承受到径向力的作用，故选用深沟球轴承。选取0基本游隙组、标准精度级的深沟球轴承6013，其尺寸为d*D*B=6510018，d6=d3=65（2） 轴的结构设计右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，6010型轴承的定位轴肩高度h=5，因此取d2=60，而大齿轮采用套筒定位，套筒厚度t1=3,L套=25.5，取安装齿轮处的轴段4的直

15、径d4=69，轮毂宽度为65，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略小于轮毂宽度，故取L4=63.齿轮的左端靠套筒轴向定位，故取轴段直径d3=d6=65，d5=79，L5=7，L2=41，L3=L6=B+2=41,d1=50，L1=82。结构如图所示：五、轴上其它零件的设计（1） 轴承端盖的厚度为25，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加滑脂的要求，取端盖的外端与半联轴器和V带轮右端面间的距离均为L空=30。（2） 查表6-2、6-4取V带轮的基准直径为L=28，宽度B=16。输入轴上的直径最大的那段轴为d=55，LX=70。轴上齿轮距箱体壁15。输出轴上的直径最大的那段轴为d=79，L=7；

16、L4=41。轴上齿轮距箱体壁17.5。则：输入轴为L=203输出轴为L=275至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。（3） 确定轴上的圆角和倒角尺寸参考表15-2，取轴端倒角为245；各轴肩的圆角半径为1.5。六、输出轴上的强度校核已知P2=3.69kw n2=57.35r/min 所以T2=9.95106P/n1=614463.82Nm则：轴上直齿轮上的周向力径向力6.1、轴的结构图做出轴的计算简图，确定轴承的支点的位置时，应从手册中查取值。因此，作为简支梁的轴的支承跨距分别为55、10、15。载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=1361NFNH2=1565NFNV1=495NFNV2=5

17、70N弯矩MMH=104797NMV1=38115NMV2=38190N总弯矩弯矩TT=614463.82Nm6.2、按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据式及上表中的数据，以及轴单向转动，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，轴的应力计算如下： 轴的材料为45钢，调质处理，故 轴非常安全。七、键的选择齿轮、V带轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。根据轴的直径可由机设基础表10-7、10-8查得：在输入轴上V带轮与之连接平键截面，L=22齿轮与轴连接平键截面b*h=149，L=56在输出轴上半联轴器与轴连接平键截面b*h

18、=1610，L=50齿轮与轴连接平键截面b*h=1811，L=50键槽均用键槽铣刀加工，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是有过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。八、箱体的选择和尺寸确定8.1箱座尺寸的选择和尺寸确定箱体的选择要求和轴与其它零件要配合使用，误差不能太大。本次设计的减速器输入轴和输出轴均有一端伸出箱体与联轴器连接，故采用中间的长度，最能准确的确定箱体的宽度。查得表4-2得箱体的数据初定为：箱座壁厚：=0.025a+18,则取=10箱盖壁厚:1=0.025a+18,则取1=10箱座凸缘的最小

19、厚度:b=1.5=15,故取b=20箱盖凸缘的最小厚度:b1=1.51=15,故取b1=20箱座底凸缘的最小厚度:b2=2.5=25,故取b2=30箱盖上凸缘的最小厚度:b2=2.5=25,故取b2=30地脚螺栓的最小直径:df=0.036a+12=20.46,故取df=20地脚螺栓数目:n=4轴承旁连接螺栓直径:d1=0.75df=15,取螺栓为M16箱盖与箱座连接螺栓直径:d2=0.5df=10,取螺栓为M10连接螺栓d2的间距:l=125200，取l=200轴承端盖螺栓的直径：d3=0.5df=10,故取d3=10检查孔盖螺钉直径：d4=0.4df=8定位销直径:d=0.8d2=8df、

20、d2、d1至外箱壁的距离C1=30df、d2至凸缘边的距离C2=30轴承旁凸台半径R1=C2=30凸台高度h=50外箱壁至轴承座端面距离l1=C1+C2+10=70齿轮顶圆与内箱壁的距离11.2=15齿轮端面与箱体内壁的距离2， 取2小=17.5，2大=15箱盖、箱座肋厚m1=0.851=8.5、m2=0.852=8.5轴承端盖外径D2入=D入+5d3=118、D2出=D出+5d3=145轴承端盖上螺钉的数目都为4轴承旁连接螺栓的距离S入+2d1=98、S出=D出=2d1=125箱座内的深度Hd=d大/2+31.5=244箱座总高度H=Hd+10=264箱座内的宽度Ba=15+15+65=95螺纹油塞的直径：d油=12，取M121.5.忽略此处.第 15 页 共 16 页