二级减速器的带式输送机传动装置设计2.doc

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1、目 录设计任务书3第一部分 传动方案简述.4第二部分 V带设计8第三部分 高速级齿轮传动设计11第四部分 低速级齿轮传动设计17第五部分 输入轴的设计23第六部分 中间轴的设计24第七部分 输出轴的设计25第八部分 中间轴的校核.27第九部分 轴承寿命计算.30第十部分 减速器的润滑与密封.32第十一部分 减速器箱体及其附件33第十二部分 附：资料索引35课程设计任务书课程名称：机械设计设计题目：带式输送机的传动装置设计 1 。传动系统示意图方案：电机带传动两级展开式圆柱齿轮(斜齿或直齿）减速器工作机1电动机；2带传动；3圆柱齿轮减速器；4联轴器；5输送带；6滚筒 F=1.8 KN V=1.1

2、 m/s D=350 mm2 设计条件 1.工作条件：机械厂装配车间；两班制，每班工作四小时；空载起动、连续、单向运转，载荷平稳； 2.使用期限及检修间隔：工作期限为8年，每年工作250日；检修期定为三年；3.生产批量及生产条件：生产数千台，有铸造设备；4.设备要求：固定；5.生产厂：减速机厂。3 工作量 1.减速器装配图1号图1张； 2.零件图3张（箱体或箱盖，1号图；轴，3号图）；3.设计说明书一份约60008000字。一传动方案简述2.1 传动方案说明2.1.1 将带传动布置于高速级将传动能力较小的带传动布置在高速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。同时，将带传动布置在高速级有利于发挥

3、其传动平稳，缓冲吸振，减少噪声的特点。2.1.2 选用闭式斜齿圆柱齿轮闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮传动可获得较小的几何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结构简单、紧凑。而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。2.1.3将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方由于齿轮相对轴承为不对称布置，使其沿齿宽方向载荷分布不均。固齿轮布置在距扭矩输入端较远的地方，有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象，使轴能获得较大刚度。综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。2.2 电动机的选择2.2.1电动机类型和结构型式根据直流电动机需直流电源，结

4、构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于Y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。Y(IP44)笼型封闭自扇冷式电动机,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。故优先选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机。2.2.2 已知条件皮带有效拉力F=2200N输送带工作速度V=0.9m/s输送带滚筒直径D=300mm2.2.2 选择电动机容量(1)工作机的有效功率Pw kw(2)

5、 由电动机至工作机的总效率 h 带传动V带的效率=0.940.97 取= 0.96一对滚动轴承的效率=0.980.995 取= 0.98联轴器的效率 =0.990.995 取= 0.99一对齿轮传动的效率=0.960.98 取= 0.97卷筒的传动效率=0.940.97 取= 0.96 (3) 电动机所需的输出功率 Kw2.2.3 电动机转速展开式二级圆柱齿轮减速器传动比：=840工作机卷筒轴转速：r/min i =2-3 电动机转速可选范围： 2.2.4 确定电动机的型号一般同步转速取1000r/min或1500 r/min的电动机。（1）电动机的主要参数电动机型号额定功率kw同步转速r/m

6、in最大转矩额定转矩满载转速r/min启动转矩额定转矩Y132S-63.01000 2.0960 2.02.3 总传动比的确定及各级传动比的分配2.3.1 理论总传动比 2.3.2 各级传动比的分配(1) V带传动的理论传动比 可选范围24初取=2(2)两级齿轮传动的传动比 (3)齿轮传动中，高低速级理论传动比的分配取，可使两极大齿轮直径相近，浸油深度接近，有利于浸油润滑。同时还可以使传动装置外廓尺寸紧凑，减小减速器的轮廓尺寸。但过大，有可能会使高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。所以必须合理分配传动比，一般可在中取。取，又3.3，=2.52.4 各轴转速，转矩与输入功率2.4.1 各轴理论转

7、速(1)小带轮转速 r/min(2) 大带轮转速 r/mim(3) I轴 r/min(4) 轴 r/min(5) 轴 r/min2.4.2 各轴的输入功率(1)电动机 kw(2)轴 kw(3)轴 kw(4)轴 kw (5)卷筒轴= kw2.4.3 各轴的理论转矩(1)电动机 (2)轴 Nmm(3)轴Nmm(4)轴 = Nmm2.4.4各轴运动和动力参数汇总表轴号理论转速（r/min）功率（kw）输入转矩(Nmm)传动比电动轴9602.72270602第I轴4802.61519323.33第II轴144.12.481643602.5第III轴57.62.36391284二、V带设计2.1 原始数

8、据电动机功率 kw电动机转速 r/minV带理论传动比22.2 设计计算（1） 确定计算功率Pca =KAPd根据双班制工作，每班4小时，空载启动，连续，单向运转，载荷稳定，工作期限8年。 查得工作系数KA=1.0Pca =KAPd=1.02.72= 2.72 kw（2）选取普通V带带型根据Pca，n1确定选用普通V带A型。（3）确定带轮基准直径 dd1和dd2a. 初选小带轮基准直径=75mmb验算带速 m/s 5m/sV25m/s带的速度合适。 c. 计算dd2dd2 mm取dd2 =200 mm（4）确定普V带的基准长度和传动中心距根据0.7（dd1+dd2） a 0 2（dd1+dd2

9、）210mm a 0600mm初步确定中心距 a 0 = 400mm带长Ld = =1272mm计算实际中心距（5）验算主轮上的包角 = 主动轮上的包角合适（6）计算V带的根数Z P0 基本额定功率 P0=0.9576 P0额定功率的增量 P0=0.1116包角修正系数 得=0.964长度系数 得=0.96= =2.80 取Z=3根 （7）计算预紧力 F0qV带单位长度质量 q=0.10 kg/m=147.39N 应使带的实际出拉力 （8）计算压轴力FP=879.21 N2.3带传动主要参数汇总表带型基准长度Ldmm根数Z小带轮直径dd1mm大带轮直径dd2mm中心距ammA140031002

10、004642.4 带轮材料及结构（1）带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200( 2 ) 大 带轮的结构形式为孔板式三、 高速级齿轮传动设计一 选齿轮类、精度等级、材料及齿数1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质 HBS1=220接触疲劳强度极限MPa （由1P209图10-21d）弯曲疲劳强度极限 Mpa （由1P209图10-20c）大齿轮材料：45号钢正火 HBS2=190接触疲劳强度极限 MPa （由1 P209图10-21c） 弯曲疲

11、劳强度极限 Mpa （由1 P209图10-20b）4初选小齿轮齿数大齿轮齿数Z2 = Z1= 243.33=79.2取795初选螺旋角二 按齿面接触强度设计 计算公式： mm （由1P218式10-21） 1 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数 材料的弹性影响系数 Mpa1/2区域系数 ， 应力循环次数接触疲劳寿命系数 （由1P207图10-19）接触疲劳许用应力取安全系数 取 MPa2 计算（1）试算小齿轮分度圆直径=48.4mm（2）计算圆周速度 1.22m/s（3）计算齿宽b及模数mnt mm b/h=11（4）计算纵向重合度（5） 计算载荷系数 1

12、使用系数 根据电动机驱动得2动载系数 根据v=1.22m/s、 7级精度3按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、=0.8、 mm，得 =1.1614按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数 根据b/h=11、 5齿向载荷分配系数、假设，根据7级精度，软齿面传动，得=1.01.11.21.161=1.533（6） 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 三 按齿根弯曲强度设计 1 确定计算参数（1）计算载荷系数（2）螺旋角影响系数 根据纵向重合系数，得0.65（3）弯曲疲劳系数KFN得 （4）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4 （5）计算

13、当量齿数ZV，（6）查取齿型系数YF 应力校正系数YS 得 （7）计算大小齿轮的 并加以比较 比较 47.71mmmm4 计算齿轮宽度b =48.90mm 圆整后 49mm 54 mm四、 低速级齿轮传动设计一 选齿轮类、精度等级、材料及齿数1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质 HBS3=220接触疲劳强度极限MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 大齿轮材料：45号钢正火 HBS4=190接触疲劳强度极限 MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 4初选小齿轮齿数大齿轮齿数Z

14、4= Z3= 282.5=705初选螺旋角二 按齿面接触强度设计 计算公式: mm 1. 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数 材料的弹性影响系数 Mpa1/2 区域系数 ， 应力循环次数接触疲劳寿命系数 接触疲劳许用应力取安全系数 取 MPa2. 计算（1）试算小齿轮分度圆直径=80.11mm（2）计算圆周速度0.60m/s（3）计算齿宽b及模数mnt mmb/h=64.088/5.00=12.82（4）计算纵向重合度 （5） 计算载荷系数 1.使用系数 根据电动机驱动得2.动载系数 根据v=0. 77m/s 7级精度3. 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布

15、系数 根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、=0.8 mm，得 =1.2974. 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数 根据b/h=12.82 5. 齿向载荷分配系数、 假设，根据7级精度，软齿面传动，得 =11.11.3971.2=1.776（6） 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 84.08mm三 按齿根弯曲强度设计 1 确定计算参数（1）计算载荷系数K （2）螺旋角影响系数 根据纵向重合系数，得0.88（3）弯曲疲劳系数KFN 得 （4）计算弯曲疲劳许用应力 待添加的隐藏文字内容3取弯曲疲劳安全系数S=1.4 得（5）计算当量齿数ZV， ，（6）查取齿型系数YF 应力校正系数

16、YS 得 （7）计算大小齿轮的 并加以比较 比较 S，故危险截面是安全的九. 轴承寿命计算1、 减速器各轴所用轴承代号普通齿轮减速器，其轴的支承跨距较小，较常采用两端固定支承。轴承内圈在轴上可用轴肩或套筒作轴向定位，轴承外圈用轴承盖作轴向固定。设计两端固定支承时，应留适当的轴向间隙，以补偿工作时受热伸长量。项目轴承型号外形尺寸（mm）dDB高速轴60/32325313中间轴6308409023低速轴631155120292、低速轴轴承寿命计算2.1 预期寿命从减速器的使用寿命期限考虑，轴承使用期限为8年(年工作日为260天)。预期寿命=242608=16640 h2.2 寿命验算对轴承60/3

17、2的寿命计算：将任务书中的使用期限换算为小时得其使用寿命必须大于48000小时。根据【1】式16-2知其寿命计算为，查【1】附表1可知其径向基本额定动载荷为，而球轴承取，由上轴的校核计算得知其当量动载荷为，故带入公式得：其寿命为，满足要求。对轴承6308的寿命计算：将任务书中的使用期限换算为小时得其使用寿命必须大于48000小时。根据【1】式16-2知其寿命计算为，查【1】附表1可知其径向基本额定动载荷为，而球轴承取，由上轴的校核计算得知其当量动载荷为，故带入公式得：其寿命为，满足要求。对轴承6311的寿命计算：将任务书中的使用期限换算为小时得其使用寿命必须大于48000小时。根据【1】式16

18、-2知其寿命计算为，查【1】附表1可知其径向基本额定动载荷为，而球轴承取，由上轴的校核计算得知其当量动载荷为，故带入公式得：其寿命为，满足要求。十. 减速器的润滑与密封1、齿轮传动的润滑各级齿轮的圆周速度均小于12m/s，所以采用浸油润滑。另外，传动件浸入油中的深度要求适当，既要避免搅油损失太大，又要充分的润滑。油池应保持一定的深度和储油量。两级大齿轮直径应尽量相近，以便浸油深度相近。2、 润滑油牌号闭式齿轮传动润滑油运动粘度为220mm2/s。选用N220工业齿轮油。3、轴承的润滑与密封由于高速级齿轮的圆周速度小于2m/s，所以轴承采用脂润滑。由于减速器工作场合的需要，选用抗水性较好，耐热性

19、较差的钙基润滑脂。轴承内密封：由于轴承用油润滑，为了防止齿轮捏合时挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油盘。轴承外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，为防止灰尘水份从外伸段与端盖间隙进入箱体，所有选用毡圈密封。4、减速器的密封减速器外伸轴的密封件，具体由各轴的直径取值定，轴承旁还设置封油盘。十一. 减速器箱体及其附件1、箱体结构形式及材料本减速器采用剖分式箱体，分别由箱座和箱盖两部分组成。用螺栓联接起来，组成一个完整箱体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合。为了保证箱体刚度。在轴承座处设有加强肋。减速器箱体用HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，

20、成本低。铸造箱体多用于批量生产。2、箱体主要结构尺寸表（单位：mm）名称数值(mm)箱座壁厚=8箱盖壁厚1=10箱体凸缘厚度b=12b1=15b2=20加强肋厚m=6.8m1=6.8地脚螺钉直径18.6地脚螺钉数目n=4轴承旁联接螺栓直径M16箱盖、箱座联接螺栓直径M12轴承盖螺钉直径和数目高速轴选用M8n=6中间轴选用M8n=6低速轴选用M12n=6轴承盖（轴承座端面）外径高速轴108中间轴130低速轴140观察孔盖螺钉直径M8df、d2、d3至箱外壁距离dfC1=26d122d218df、d2、d3至凸缘边缘的距离dfC2=24d120d216轴承旁凸台高度和半径h由结构确定，R= C1外

21、壁至轴承端面的距离l1=483、主要附件作用及形式1 通气器齿轮箱高速运转时内部气体受热膨胀，为保证箱体内外所受压力平衡，减小箱体所受负荷，设通气器及时将箱内高压气体排出。选用通气器尺寸M271.52 窥视孔和视孔盖 为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。 3 油标尺油塞 为方便的检查油面高度，保证传动件的润滑，将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位。 选用油标尺尺寸M164油塞为了排出油污，在减速器箱座最低部设置放油孔，并用油塞和封油垫将其住。选用油塞尺寸 M161.55定位销 保证拆装箱盖时，箱盖箱座安装配合准确

22、，且保持轴承孔的制造精度，在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。 GB117-86 A10406 启盖螺钉 在箱体剖分面上涂有水玻璃，用于密封，为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设有启盖螺钉一个，拧动起盖螺钉，就能顶开箱盖。结构参见减速器总装图，尺寸取M101.57起吊装置 减速器箱体沉重，采用起重装置起吊，在箱盖上铸有吊耳。为搬运整个减速器，在箱座两端凸缘处铸有吊钩附： 资料索引1. 【机械设计】 濮良贵, 纪名刚主编 高等教育出版社2006年第8版2. 【机械设计课程设计】 王连明，宋宝玉主编 哈尔滨工业大学出版社2010年第4版3. 【机械设计课程设计图册】 陈霞，姚顺培，杜雪松编 国家工科机械基础课程教育基地