带式输送机传动装置的设计单级圆柱齿轮减速器.doc

1、目录一、 绪论 1二、 电动机的选择 2三、 传动装置总传动比计算及传动比初步分配 3四、 初步计算传动装置运动学和动力学参数 4五、 齿轮传动设计 5六、 带传动的设计 9七、 轴的设计 10八、 滚动轴承的选择 15 九、 键的选择与强度校核 16十、 联轴器的选择 17十一、 减速器附件的选择及简要说明列表 18十二、 减速器的润滑方式及密封类型的选择 18十三、 减速器箱体尺寸计算 19十四、 设计小结 20十五、 参考文献 21一、绪论单级圆柱齿轮减速器，轮齿可做成直齿、斜齿和人字齿。直齿用于速度较低（v8m/s）、载荷较轻的传动，斜齿轮用于速度较高的传动，人字齿用于载荷较重的传动中

2、。箱体通常用铸铁做成，单件或小批生产有时采用焊接结构。轴承一般采用滚动轴承，重载或特别高速时采用滑动轴承。 已知条件：1、 运输带工作拉力F=1.56kN v=1.35m/s (允许v误差5)2、 鼓轮直径 D=250mm3、 滚筒效率 =0.96 （包括滚筒与轴承的效率损失）4、 工作情况 两班制，连续单向运转，载荷较平稳5、 工作年限 为5年，年工作日250天，二班制；6、 工作环境 室外、多尘；工作时不逆转，载荷有轻微冲击 7、 工作条件 空载起动、连续8、 动力来源 电力，三相交流电，电压380/220V9.生产批量一般机械厂制造，小批量 运动简图二、 电动机的选择1、 确定传动装置所

3、需的功率P P=FV/1000=2.106KW 确定传动装置的效率 由机械设计手册查得： 普通V带的传动效率 =0.96 一对滚动轴承的效率 =0.99（球轴承，稀油润滑） 闭式圆柱齿轮的传动效率 =0.97（8级） 弹性联轴器的效率 =0.99 滚筒效率 =0.96故传动装置的总效率 2、 选择电动机 电动机所需最小名义功率 =P/n =2.429kw 电动机所需额定功率 根据机械设计手册 选择Y132s-6电动机，则 所选电动机主要参数如下表(1) 型号 额定功率 满 载 时 堵转电流/额定电流 堵转转矩/额定转矩 最大转矩/额定转矩 转速r/min 电流(380A) 效率% 功率因素co

4、sY132s-63.09607.23830.766.52.02.0三、传动装置总传动比计算及传动比初步分配1、总传动比的计算 滚筒的转速 r/min 总传动比 2、传动比初步分配 V带的传动比i5,单级圆柱直齿轮i5，一般情况V带传动比小于齿轮传动比，且总传动比等于V带传动比乘以齿轮传动比。 普通V带传动比 =3.0 齿轮传动比 =3.2 滚筒的实际转速 r/min 传送带线速度 滚筒的线速度误差 故符合要求四、初步计算传动装置运动学和动力学参数1、电动机输出参数=2.429kw=960 r/min2、高速轴的参数3、低速轴的参数4、滚筒轴的参数 表（2） 各轴运动学参数和动力学参数 参数 轴

5、名电动机0 I轴II轴滚筒轴(w)转速n(r/min) 960320100100功率p/kw2.4292.3322.2392.129转矩T(Nm）24.16369.596213.824203.320传动比i 3.0 3.2 1效率 0.96 0.96 0.97五、齿轮传动设计1、齿轮的设计（1）选择齿轮材料及热处理 小齿轮用合金钢，40MnB，调质（240285）HBS 则 选用一般可靠度 许用接触应力为 许用弯曲应力为 大齿轮用45号钢，正火，(170210)HBS 则 选用一般可靠度 许用接触应力 许用弯曲应力 (2) 算出大、小齿轮分度圆直径 K、d、查教材相对的表可知： K=1.2 =

6、680 =350 Z1=25 Z2=i2Z1=80 齿数比 u= Z2/Z1=3.2 T1=9550P1/n1=69.596 nm T2=9550P2/n2=213.824 nm则d1=49.171mm，D2=89.196mm(3) 确定齿轮模数m 取m=2(4) 确定齿轮的齿数和 取 取(5) 计算齿轮的主要尺寸 中心距 齿轮宽度 取（6） 计算圆周转速V并选择齿轮精度 查表应取齿轮等级为9级，但根据设计要求定齿轮精度等级为7级 齿顶圆直径 齿全高 h () 齿厚齿根高 齿顶高 齿根圆直径 (7)校核轮齿齿根弯曲疲劳强度 齿形系数， 查图11-8可知 应力修正系数，由查图11-9可知 综上所

7、述：该齿轮符合要求。 (8)齿轮参数和几何尺寸 如表（3）所示参数或几何尺寸符号小齿轮大齿轮法面模数22法面压力角法面齿顶高系数11法面顶隙系数0.250.25齿数Z2580齿顶高22齿根高2.52.5分度圆直径d50160齿顶圆直径54164齿根圆直径45155齿宽b4540传动中心距a105 （9） 齿轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下 轴孔直径 轮毂直径 轮毂长度 轮缘厚度 取 轮缘内径 取 腹极厚度 腹极中心孔直径 腹极孔直径 取 齿轮倒角 六、带传动的设计1、 已经确定的运动学和动力学参数 2、 计算设计功率Pc: 查表13-

8、8得Ka=1.2,故 Pc=KaP=2.92kw3、 选V带型号 由图13-15可选：普通V带，选用A型计算4、 大、小带轮基准直径 由表13-9，应不小于75，现取=112mm，则由表13-9取5、 验算带速V 带速在5-25m/s范围内，合适。6、 求V带基准长度和中心距a 初步选取中心距 取a=700mm，符合则带得长：查表13-2，对A型带选用 。再计算实际中心距7、 验算小带轮包角 合适。8、 求带根数Z 令 =112mm，查表13-3得 传动比 查表13-5得 由 查表13-7得,查表13-2得所以可得： 取3根。9、 求作用在带轮轴上的压力查表13-1得q=0.1kg/m，则单根

9、V带的初拉力作用在轴上的压力 七 轴的设计1. 轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图标查得选45钢调质处理 217255HBS 2. 两轴输出轴上的功率P，转速n,和转矩T 高速轴上的输入功率为 低速轴上的输入功率 3. 查机械设计基础表14-2得C=107-118 ,由于高速轴受到的弯曲较大而收到的扭矩较小，故取c=115,则 4. 确定高速轴各段直径和长度从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接， 取D1=23mm，又带轮的宽度 B=（Z-1）e+2f =（3-1）15+210=50mm 则第一段长度L1=48mm右起第二段直径取D2=30mm根据轴承端盖的装拆以及对轴承添

10、加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，选用6206型轴承，其尺寸为dDB=306216，那么该段的直径为D2=30mm，长度为L2=65mm右起第三段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D3=36mm，长度取L3= 12mm右起第四段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为54mm，分度圆直径为50mm，齿轮的宽度为45mm，则，此段的直径为D4=54mm，长度为L4=46mm右起第五段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D5=40mm，长度取L5= 8mm右起第六段，该段为滚动

11、轴承的安装出处，取轴径为D6=30mm，长度L6=16mm 5.确定低速轴各段直径和长度（1)轴的材料和热处理选择 由机械设计基础中查得选45钢调质处理 217255HBS （2)低速轴上的输入功率 （3）查表14-2得c=107-118 取c=115则 (4).确定轴各段直径和长度从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加3%，取，根据计算转矩TC=KAT=1.3213.84=277.992Nm，查标准GB/T 50142003，选用HL2型弹性柱销联轴器联轴器与轴的连接用平键和A型，轴段长L1=58mm联轴器孔径d=30mm,半联轴器长度L=82mm半联轴器与轴配合的毂

12、长度.右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取d=34mm,根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面的距离为30mm，故取该段长为L2=46mm右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6208型轴承，其尺寸为dDB=408018，那么该段的直径为d=40mm，长度为L3=28mm.右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联接，直径要增加5%，取直径为45mm轴段长度为L4=40mm.右起第五段，考虑齿轮的轴向定位,定位轴肩，取轴肩的直径为D5=50mm ,长度取L5=15mm右起第六段，该段为滚动轴承安装

13、出处，取轴径为D6=40mm，长度L6=18mm6. 轴的校核 1、按扭矩强度计算 轴的材料为轴选用的是45钢，调质处理，查机械设计基础表14-2查得 。 高速轴： 低速轴： 所以I、II 轴的扭转强度合格。2、 按弯扭合成强度计算 齿轮的圆周力 齿轮的径向力 L=84mm（1）垂直面的支承反力 （3)求水平面的支承反力 (4)垂直面弯矩图 (5)水平面的弯矩图 (6) 合成弯矩图 (6)求轴传递的转矩 低速轴的转矩 (7)求危险截面的当量弯矩 a-a 为危险截面 认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数 其当量弯矩为 (8)校核轴的疲劳强度 轴选用的是45钢，调质处理，查机械设计基础表1

14、4-1查得 由表14-3查得 所以轴的疲劳强度合格。传动轴：弯矩图如下：八、滚动轴承的选择及校核计算 （1）根据已知条件，轴承预计寿命 考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列向心轴承 （2）主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6206 两个（GB/T 276-1994) 从动轴承6208 2个（GB/T 276-1994)两轴承受纯径向载荷主动轴承寿命：深沟球轴承6206.基本额定动负荷 预期寿命为5年，两班制轴承寿命合格 （3）从动轴轴承寿命：深沟球轴承6208，基本额定动负荷 预期寿命为5年 两班制 轴承寿命合格 九、键联接的选择及校核计算 (1)主动轴外伸端d=23mm,考虑到键在

15、轴中部安装，故选 键 b=8,L=40mm,h=7mm 选择45钢，其许用挤压应力 则强度足够合格（2) 从动轴外伸端d=27mm,考虑键在轴中部安装故选键,b=8mm,L=50mm,h=7mm选择45钢，其许用挤压应力 则强度足够合格（3） 与齿轮连接处d=45mm,考虑键槽在轴中部安装， 故同一方位母线上，选键 GB1096-2003 L=32mm h=9mm 选用45钢，其许用挤压应力 则强度足够合格十、 联轴器的选择及校核 从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应该增加5%，取，根据计算转矩TC=KAT=1.3213.84=277.992Nm，查标准GB/T 50142

16、003，选用HL2型弹性柱销联轴器 HL2 型弹性柱销联轴器有关参数 表（4） 型号公称转矩T(N m)许用转速n/(r/min)轴孔直径d/mm HL2 315 5600 28键槽类型 轴孔类型轴孔长度L/mm 外径D/mm A型 E型 62 120联轴器的计算转矩,查课本表17-1，考虑到转矩变化很小，故取KA=1.3，则TC=KAT=1.3213.84=277.992Nm查机械设计手册，选用HL2型弹性销联轴器，其公称转矩为联轴器的孔径d=30mm，半联轴器长度L=82mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L=60mm。需用转速n=5600r/min。 故所选联轴器合格 十一、减速器附件的选择

17、及简要说明列表 表（5）名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12A3M616GB 57821986螺栓安装端盖24A3M825GB 57821986销定位235A640GB 1171986垫圈调整安装365Mn10GB 931987 螺母安装3M10GB 61701986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1十二、减速器的润滑方式和密封类型的选择1、齿轮传动的润滑 （1）齿轮V=1.212 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润滑。（2）轴承采用润滑脂润滑2、润滑油牌号及用量（1）齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020mm，需油量为1.5L左右。（2）轴承润滑选用2L3型润

18、滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜。3、密封形式（1）箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。（2）观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封。（3）轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于V3（m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封。（4）轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部。 十三、减速器箱体尺寸计算 查手册得，计算确定的减速器箱体主要尺寸见表(6) 减速器箱体的主要尺寸符号名称尺寸箱座壁厚箱盖壁厚箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱底座凸缘厚度，地脚螺栓的直径和数目轴承旁连接螺栓的

19、直径箱盖与箱座连接的螺栓直径轴承端盖固定螺钉的直径上下机体肋厚度 M1;MM1=7mm;M=9检视孔盖螺钉的直径 十四、设计小结通过本次机械课程设计，使自己对所学的各门课程进一步加深了理解，对于各方面知识之间的联系有了实际的体会。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有很大的距离，在今后还需要继续学习和实践。本设计由于时间紧张，在设计中肯定会有许多欠缺，若想把它变成实际产品的话还需要反复的考虑和探讨。但作为一次练习，确实给我们带来了很大的收获，设计涉及到机械、电气等多方面的内容，通过设计计算、认证、画图，提高了我对机械结构设计、控制系统设计及步进电动机的选用等方面的认识和应用能力。总之，

20、本次设计让我受益非浅，各方面的能力得到了一定的提高。 十五、参考文献1 濮良贵，纪名刚主编.机械设计，第7版.北京：高等教育出版社，2001年5月；2 卢颂峰，王大康主编.机械设计课程设计，北京：北京工业大学出版社，1998年1月3 毛振杨等编、机械零件课程设计、浙江大学出版社、1985年8月4 哈尔滨工业大学主编.机械零件设计指导书.北京：人民教育出版社1982年5 陈铁鸣主编.新编机械设计课程设计图册，北京：高等教育出版社，2003年7月6 王科社，滕启编.机械设计课程设计指导书，北京：北京机械工业学院，2001年7 周开勤主编.机械零件手册，第5版.北京：高等教育出版社，2001年7月.忽略此处.