带式输送机中单级斜齿圆柱齿轮减速器设计.doc

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1、 目 录1. 传动方案的设计1.1 电机的选择2 1.2 计算各轴的运动及动力参数42. 齿轮的设计2.1 齿轮材料的数据 5 2.2 齿轮的设计及强度校核5 3. 轴的设计计算3.1 轴的材料的选择和最小直径的估算8 3.2 轴的强度校核10 4. 滚动轴承的选择与计算4.1 滚动轴承的选择13 4.2 滚动轴承的校核13 5. 键连接的选择与计算5.1 键连接的选择15 5.2 键连接的校核15 6. 联轴器的选择6.1 联轴器的选择16 6.2 联轴器的校核16 7. 润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择7.1 润滑方式的选择16 7.2 密封方式的选择17 8. 箱体及附件的结构设计和

2、选择8.1 箱体的结构尺寸17 8.2 附件的选择18 9. 设计小结20 10.参考资料20 设计题目：带式输送机中单级斜齿圆柱齿轮减速器。 工作条件：两班制工作，使用年限为5年，单向连续运转，载荷平稳。 已知条件：项 目运输带工作拉力F（N）运输带速度v（m/s）卷筒直径D(mm)参 数45002.5250结构简图 1传动系统的方案设计1.1电机的选择 电动机的类型和结构形式应根据电源种类、工作环境、工作时间及载荷的性质、大小、启动性能和过载情况等来选择。Y系列综合性能好，本课程设计采用Y系列三相异步电动机。1.1.1电动机功率的选择假设： 工作机所需功率（kw）； 电动机的额定功率（kw

3、）； 电动机工作功率（kw）； 工作机到电动机之间的总效率（%）。 则： FvPw.5/1000=11.25kw2 45001000/= ，所以： =0.980.990.960.97=0.859， 。1.1.2电动机的数据及总传动比 方案号电动机型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比轴伸尺寸DEmm1Y180L6B1510009705.079 48110 1.2计算各轴的运动及动力参数 1.2.1各轴的转速 1.2.2各轴的输入功率 1.2.3各轴的输入转矩 1.2.4各轴的运动及动力参数轴号转速nr/min功率P kW 转矩TN.m传动比 i I97012.

4、966127.655.079II19112.325616.252齿轮的设计2.1齿轮材料的原始数据材料热处理方法弯曲强度屈服极限硬 度45钢正 火160390180调 质220610220 2.2齿轮的设计及强度校核(1)由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动，软尺面硬度350，所 以齿轮的相关参数按接触强度设计，弯曲强度校核。 上式中各参数： 由教材图529查得：小齿轮： 大齿轮：所以： (2)按接触疲劳强度进行设计： 式中：正号表示外啮合，负号表示内啮合；重合度系数，对于斜齿轮传动=0.750.88，取=0.8； K载荷系数，一般近视取K=1.31.7,因是斜齿轮传动，故K取小 K=1

5、.3； 齿宽系数，对于软尺面（350），齿轮相对于轴承对称布置时； ； 齿数比，对于斜齿圆柱齿轮，=67可取为3.9。 (3) 确定中心距 。 (4)计算传动的几何尺寸 (5)齿轮弯曲疲劳强度的校核 上述式中： 试验齿轮的应力修正系数，取=2； 试验齿轮的齿根的弯曲强度极限应力， ， 弯曲疲劳强度寿命系数，取=1； 弯曲疲劳强度的计算尺寸系数，取=1。所以： 又因为： 式中：外齿轮的符合齿形系数； 螺旋角系数。（其他字符的意义同前。） 由教材图526可得： =1.88-3.2(1/Z+1/Z)cos=1.57 由教材图541可得，螺旋角系数综上所述:两齿轮符合强度条件。2齿轮的相关参数名 称代

6、 号单 位小齿轮大齿轮中心距amm250传动比i5.079模 数mm3螺旋角变位系数X0齿 数Z25127分度圆直径dmm82.237417.763齿顶圆直径mm88.237423.763齿根圆直径mm74.737410.263齿 宽bmm92833轴的设计计算 3.1轴的材料选择和最小直径估算3.1.1轴的材料选用45号钢，调质处理。3.1.2高速轴直径和轴长的确定 初算直径时，若最小直径段开于键槽，应考虑键槽对轴强度的影响，当该段截面上有一个键槽时，d增加5%7%，两个键槽时，d增加10%15%，由教材表12-2，高速轴，同时要考虑电动机的外伸直径d=48mm。所以： 高速轴：l1=110

7、mm,l2=46mm,l3=22mm,l4=24mml5=b1=92mm,l6=l4=24,l7=l3=223.1.3低速轴直径和轴长的确定所以低速轴的轴长初步确定为 3.2轴的强度校核（低速轴所受转矩大，且两轴的直径相差很小，只校核低速轴）(1) 求齿轮上作用力的大小、方向 齿轮上作用力的大小：（2） 求轴承的支反力 水平面上支力 垂直面上支力 （3）画弯矩图 水平面上的弯矩 垂直面上的弯矩 合成弯矩 （4） 画转矩图 （5）画当量弯矩图 因单向回转，视转矩为脉动转矩，,已知，查表12-1可得， 剖面C处的当量弯矩：（6）判断危险剖面并验算强度 a）剖面C当量弯矩最大，而且直径与相邻段相差不

8、大，故剖面C为危险面。 则 b)轴7的剖面虽仅受弯矩，但其直径最小，则该剖面为危险面。 所以轴的强度足够。4滚动轴承的选择与计算4.1滚动轴承的选择 高速轴和低速轴的轴承段的直径分别为50mm,55mm,在轴的设计计算部分已经选用如下表所示深沟球轴承：轴号装轴承处的轴径轴承型号50mm滚动轴承6210 GB/T276-9455mm滚动轴承6211 GB/T276-944.2滚动轴承的校核 由于低速轴的转矩大于高速轴，同时低速轴和高速轴的直径相差很小，所以只需校核低速轴的深沟球轴承。FAFR2FR1 4.2.1轴的受力状况及轴承载荷计算 水平面上支力 垂直面上支力 轴承所承受的径向载荷 轴向外载

9、荷轴承的转速n=191r/min 4.2.2求当量动载荷 低速轴受轴向载荷，则，由教材表14-13可得，减速器中等冲击取查有关轴承手册可得。低速轴：，可得4.2.3求轴承寿命则 按两班制计算每天工作16小时，一年工作350天，则（满足年限要求）5键连接的选择与计算5.1键连接的选择选择普通平键：轴代号公称直径d（mm）公称尺寸长度L(mm)深度（mm）112100GB/T1096200338441281005.0214100GB/T1096200344501491005.5齿轮 1872GB/T1096200358651811727.05.2键连接的校核 由教材10-1得键连接时的挤压应力，由

10、于低速轴的转矩大于高速轴，而两者的直径相差很小，且对同一个轴来说，只需校核短键，所以只需校核键1872GB/T10962003式中：T为传递的转矩，T=616.25Nm d为轴的直径,d=60mm h为键的高度,h=11mm l为键的工作长度,l=L-b=54mm b为键的宽度,b=18mm所以键连接符合强度要求。6联轴器的选择6.1联轴器的选择 结合电动机的外伸直径d=48mm，高速轴和低速轴的最小直径分别为40mm和48mm。高速轴初选弹性套柱销联轴器LT7联轴器 ，低速轴选择弹性套柱销联轴器LT9联轴器。6.2联轴器的校核 因为低速轴所受的转矩较大，只校核低速轴，考虑到转矩变化很小取。

11、所以，联轴器符合其强度要求。7润滑方式、润滑油牌号及密封方式的选择7.1润滑方式的选择 润滑方式有两种： 所以小齿轮大齿轮均采用油润滑。7.2密封方式的选择 一般选用接触式密封：毡圈油封。8箱体及附件的结构设计和选择8.1箱体的结构尺寸减速器铸造箱体的结构尺寸表名称符 号结构尺寸（mm）齿轮减速器箱座（体）壁厚8箱盖壁厚8箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度箱座、箱盖的肋厚轴承旁凸台的高度和半径H由结构要求来确定轴承座的外径凸缘式：低速轴 地脚螺钉直径与数目单级减速器25020通孔直径25沉头座直径48底座凸缘直径3025连接螺栓轴承旁连接螺栓直径15箱座、箱盖连接螺栓直径 16连接螺栓直径12通孔直

12、径13.5沉头座直径26凸缘尺寸2016定位销直径8轴承盖螺钉直径10视空盖螺钉直径8吊环螺钉直径由减速器的重量来确定，取16箱体外壁至轴承座断面的距离42大齿轮顶圆与箱体内壁的距离1.2=9.6取10齿轮断面与箱体内壁的距离1015取10备注：1、a值代表两齿轮的中心距； 2、与减速器的级数有关，对于单级减速器，取=1; 3、0.0250.030，软尺面取0.025，硬尺面0.030 4、当算出的和小于8mm时，取8mm。8.2箱体附件的选择8.2.1窥视孔及窥视盖的选择查表14-4，因为是单级a250,则窥视孔及窥视盖的相关尺寸如下表(mm)直径孔数12010590-90756074458

13、.2.2油标指示装置的选择选择游标尺M16(16),其具体尺寸如下表(mm)416635128526228.2.3通气器的选择选择M121.5，其具体尺寸如下表(mm)sLlaM161.52219.6172312258.2.4起吊装置的选择起重装置选为吊耳环和吊钩。对吊耳环（起吊箱盖用），=（1.82.5）,取为16mm，R=（11.2）d取为16mm，e=（0.81）d取为16mm，b=2取为16mm。对吊钩，B=36mm，H=28.8mm,h=14.4mm,r=9mm,b=16mm。8.2.5螺塞和封油垫的选择选择外六角螺塞、封油垫，M181.5，具体尺寸见下表（mm）esLcM181.5

14、15.82824.2212715331.09设计小结一星期的的奋战终于落下帷幕，拖着疲惫的身躯，背着可谓此生最大的杰作，扛着沉甸甸的画板走出航海楼，此刻的心情，不可谓不大喜若狂。偶有来犯的颈椎病早已渗透至身体里每一个神经，但一切都告一段落，我算是完成了自己的一次突破，一次涅槃重生。面对复杂如天书般的设计计算，我没有退却，与队友一起分工合作，经过各种求教，从电动机的选择、齿轮的设计、轴的计算与校核到最后各附件及箱体的设计，这一过程舞步充满着迷茫，好在队友给力，学霸威武，最终还是克服了种种困难初步确定了整个减速箱的各项数据。在这个过程中，印象最深的是轴以及滚动轴承的计算校核，开始只是经过初算确定了

15、轴径和轴长，但是在真正开始动手制图的时候却出现了问题，轴长并不符合要求，这就需要重新设计、校核，连带后面的滚动轴承全部重新再来。我见识了过程的繁琐与艰辛，体验了迷茫与收获并存的设计过程。制图，可以说是这次课程设计中的巨无霸，它占据了一个星期里的绝大多数时间。第一天，从齿轮开始，到箱体上各种功能的螺钉，无不充满着挑战，仿照着设计书上的步骤，一步一步往下走，无奈还是狐疑满面，第一个上午竟然就画了齿轮的几个圆和箱体轮廓，接下来面对箱体的附件，要考虑定位以及各附件的适合度，往往就两个螺钉，便消耗一个下午的时间。好在大家同样处于一种着魔的状态，很多同学都不回去吃饭，让其他小伙伴带着过来教室吃，这样，从早

16、上出发到晚上将近10点回到寝室，整整一天都在教室浴血奋战。幸好，班里的小伙伴们个个机智幽默，一整天并没有沉浸在死气沉沉的氛围中，大家在欢乐中制图，可谓是痛并快乐着。整个制图过程，对自己无论是逻辑思维、动手能力还是主观态度上都是一种锻炼，在画俯视图时，面对众多微小的线条，我得先搞清它们的实际结构和连接方式，才能开始画图，这个过程，队友“豪哥”帮了我不少忙，有这样可爱的大神队友，我的前进之路也少走了不少弯路。最后，在标注的时候，我也深刻的认识到自己知识储备的严重不足，不时地需要翻阅工程图学、互换性等课本才能有一个比较清晰的概念。课程设计结束了，但这个过程不会就此忘却。在痛并快乐着的一个星期里，感谢老师，感谢队友以及身边的小伙伴的帮助，同样，感谢自己的坚持不懈，完成了这样浩大的一项工程。10参考资料1. 唐增宝、常建娥主编 机械设计课程设计 华中科技大学出版社2. 黄华梁、彭文生主编 机械设计基础 高等教育出版3. 罗继相、王志海主编 金属工艺学 武汉理工大学出版社4. 葛艳红、黄海主编 机械工程图学 国防工业出版社5. 胡凤兰主编 互换性与技术测量基础 高等教育出版社 21