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1、 机械设计课程设计设计说明书全套CAD图纸，联系153893706设计题目：胶带输送机两级减速器机电学院 机自 0503 班设 计 者： 指导教师： 2007年9月1日浙江工业大学第一部分、设计任务书已知条件：1、输送带工作拉力F= 2.5 kN；2、输送带工作速度v= 1.6 m/s （输送带速度允许误差为5%）；3、滚筒直径D= 450 mm；4、工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；5、工作环境：室内，有粉尘，环境最高温度35；6、使用期限：折旧10年，大修3年；7、动力来源：电力，三相交流，电压380/220V（电机工作效率0.96）；8、制造条件及规模、一般机械厂制造，小批量生
2、产。完成设计的基本要求：1、装配图1张，画出完整的减速器二维装配图纸(包括所需选择的输入输出半联轴器)。建议采用A0或A1标准图幅，比例自选。图面应附有完整标题栏和明细表及相关技术要求、基本工作参数等。2、零件工作图（图纸规格自定，3张）：输出轴、输出轴上齿轮、箱座。3、设计说明书一份，包括：总体运动参数拟定及设计、整体动力参数拟定及设计，齿轮传动设计计算，蜗杆机构的设计计算，结构草图绘制，轴的设计计算，滚动轴承类型的选择和寿命计算，键的设计计算等，联轴器选型及相关计算等。（注意：设计说明书请严格按照规定格式书写，应分为三栏，包括设计内容、计算及说明、结果）计算及说明结 果一、减速器结构分析目
3、的：分析传动系统的工作情况。1、传动系统的作用作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。2、传动方案的特点特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象。3、电机和工作机的安装位置电机安装在远离高速轴齿轮的一端；工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。图1、胶带输送机传动方案计算及说明结 果二、传动装置总体
4、设计一)选择电动机1、选择电动机系列按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380V的Y系列的三相交流电源电动机。2、选电动机功率（1）传动滚筒所需有效功率（2）传动装置总效率联轴器，齿轮，轴承（3）所需电动机功率3、确定电动机转速滚筒转速：根据各传动机构的传动比范围：单级圆柱齿轮传动比35，则总传动比3355925，可见电机转速的可选范围符合这一范围的同步转速有750r/min和1000r/min型号Y132M2-6Y160M2-8额定功率5.5KW5.5KW电机满载转速960r/min720r/min选用Y132M2-6型号，电机尺寸查表（8-1708-172）
5、。计算及说明结 果4、计算传动装置的总传动比和分配各级传动比（1）总传动比（2）分配各级传动比根据两级齿轮传动比原则，取，。5、计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速电机轴：高速轴：中间轴：低速轴：工作轴：（2）各轴输入功率高速轴：中间轴：低速轴：工作轴：（3）各轴输出转矩电机轴：高速轴：中间轴：低速轴：计算及说明结 果工作轴：将以上算的运动和动力参数计算结果列表如表1。表1、装置运动和动力参数轴名参数电动机轴高速轴中间轴低速轴工作轴转速n(r/min)960960208.2467.8367.83功率P（KW）4.584.534.374.224.16转矩T(Nm)45.5645.06200
6、.41594.15585.70传动比i14.613.071效率0.990.9650.9650.985计算及说明结 果四、高速轴齿轮的设计与校核1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数按照传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动，选用7级精度。选小齿轮：40Cr，调质处理 选大齿轮：45钢，调质处理 选小齿轮齿数24，则大齿轮齿数2、按齿面接触强度设计由公式进行试算（1） 确定公式内各数1) 试选1.6，节圆螺旋角b=142) 由文2图10-30选取区域系数2.4333) 由文2图10-26查得0.78，0.88，则1.664) 由上面算得小齿轮传动的转矩T1=45060 Nmm5) 由文2图10-7选取齿
7、宽系数16) 文2表10-6查得189.87) 由文2图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限550MPa8) 计算应力循环次数609601（2830010）2.7651099) 由文2图10-19取接触疲劳寿命系数=0.90，0.9510) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，24，计算及说明结 果（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得2） 计算圆周速度3） 计算齿宽b及模数4） 计算纵向重合度5） 计算载荷系数K已知使用系数，根据，7级精度，查表10-8动载系数；由表10-4查得；由图10-13查得；由表10-3
8、查得。故载荷系数6） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得计算及说明结 果7） 计算模数3、按齿根弯曲强度设计由公式（10-17）（1）确定计算参数1） 计算载荷系数2） 根据纵向重合度，从图10-28查得3） 计算当量齿数，4） 查取齿形系数由表10-5查得，5） 查取应力校正系数由表10-5查得,6） 由图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限，大齿由图10-18取弯曲疲劳寿命系数，7） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，由式（10-12）得，8） 计算大小齿轮并加以比较，计算及说明结 果大齿轮的数值大。（2）设计计算mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算
9、的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mm，满足弯曲强度，为了满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来算齿数，于是由取，4、几何尺寸计算（1）计算中心距mm将中心距圆整为135mm（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值变化不大，参数不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径（4）计算齿宽圆整后取，。注：两个齿轮的结构尺寸后面统一计算，可参见文1 230页图10-36，231页图10-39。计算总结：，；，；，；中心距：135mm螺旋角：；模数：。计算及说明结 果五、中间轴齿轮传动的设计与校核1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数按照传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动；选用7级
10、精度选小齿轮：40Cr，调质处理 选大齿轮：45钢，调质处理 选小齿轮齿数24，则大齿轮齿数，取，u=3.07。2、按齿面接触强度设计由公式进行试算（1）确定公式内各数1)试选1.6，节圆螺旋角b=142)选取区域系数2.4333)查得0.78，0.81，则1.594)计算小齿轮传动的转矩T2=200410 Nmm5)选取齿宽系数16)查得189.87)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限550MPa8)计算应力循环次数2.765109，9)取接触疲劳寿命系数=0.90，0.9510)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，计算及说明结 果（2
11、）计算1)试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得2)计算圆周速度3)计算齿宽b及模数4)计算纵向重合度4)计算载荷系数K已知使用系数，根据，7级精度，查表10-8动载系数；由表10-4查得；由图10-13查得；由表10-3查得。故载荷系数5)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得6)计算模数计算及说明结 果3、按齿根弯曲强度设计(1)由式（10-17）(2)确定计算参数1)计算载荷系数2)根据纵向重合度，从图10-28查得3)计算当量齿数，4)查取齿形系数由表10-5查得，5)查取应力校正系数由表10-5查得,6)由图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限，大齿由图10-1
12、8取弯曲疲劳寿命系数，7)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，由式（10-12）得，8)算大小齿轮并加以比较，大齿轮的数值大。9)计算计算及说明结 果对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mm，满足弯曲强度，为了满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来算齿数，于是由取，取4、几何尺寸计算（1）计算中心距mm将中心距圆整为164mm（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值变化不大，参数不必修正。（3）计算大、小齿轮的分度圆直径（4）计算齿宽圆整后取，计算总结：，；，；，；中心距：164mm螺旋角：；模数：。计算及说明结 果六、高速轴的设
13、计与校核1、整理高速轴上的齿轮的参数如下表2：模数螺旋角齿宽小齿轮1.514.855mm2、由表1得中间轴上的功率、转速、扭矩如下：3、初步确定轴的最小直径：4、求作用在齿轮上的力求作用在小齿轮上的力5、初步拟定轴上零件的装配方案和各部分尺寸装配方案见图（略）。计算及说明结 果6、根据初步确定的尺寸要求，计算轴承的支反力，受力分析见图（略）。计算及说明结 果水平面上：解得垂直面上：代入数据解得。轴向力：轴承合成支反力7、轴承的选择因轴承主要承受径向力，少量轴向力，这里选择深沟球轴承。参照工作要求并根据轴承处轴的直径查表，有6206，6306，6406三种轴承符合要求。1) 计算轴径比（轴承支反
14、力取大值）： 2) 计算当量载荷，根据工作条件取3) 求轴承应有的基本额定动载荷，深沟球轴承取=26144.93根据基本额定动载荷查表选取6406，此型号的轴承的基本额定静载荷为24.50KN。4) 相对轴向载荷 对应的取X1，Y0（可用插值法求出精确值，这里估取）。5) 求当量动载荷计算及说明结 果6) 验算轴承6406型的使用寿命选用的轴承合格。7) 轴上零件的周向定位半联轴器与轴的周向定位均采用圆头平键连接。根据轴的直径查表取平键，键参数如下键宽b键高h：87；键长：联轴器L=56mm键与轮毂的接触高度：k0.5h3.5键的工作长度：联轴器lLb48根据普通平键连接的强度较核计算公式：只
15、需较核大齿轮上的平键，代入数据得查表，故所取的键符合强度要求8) 确定轴上倒角和倒圆角角轴端倒角为245，轴肩处倒圆角见图9) 求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算图，再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，从轴的机构图以及弯矩和扭矩图中可以看出小齿轮处是轴的危险截面，现将计算出的截面出的值列于下表3。载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩10) 按弯矩合成应力较核轴的强度，W查表，扭转切应力为脉动循环变应力，取取0.6。轴的材料为45钢，调质处理，查得，故安全。 半联轴器与轴周向定位采用圆头平键连接：bh：87；联轴器L=56。轴承选用6405型。轴的结构与尺寸见图（略）。计算
16、及说明结 果七、中间轴的设计与校核1、整理中间轴上的齿轮的参数如下表2：模数螺旋角齿宽小齿轮2.514.5485mm大齿轮1.514.850mm2、由表1得中间轴上的功率、转速、扭矩如下：3、初步确定轴的最小直径：4、求作用在齿轮上的力a) 求作用在小齿轮上的力b) 求作用在大齿轮上的力5、初步拟定轴上零件的装配方案和各部分尺寸装配方案见图（略）。计算及说明结 果6、根据初步确定的尺寸要求，计算轴承的支反力，受力分析见图（略）。计算及说明结 果水平面上：解得垂直面上：代入数据解得 负号表示与图示方向相反。轴向力：轴承合成支反力7、轴承的选择因轴承主要承受径向力，少量轴向力，这里选择深沟球轴承。
17、参照工作要求并根据轴承处轴的直径查表，有6207，6307，6407三种轴承符合要求。11) 计算轴径比（轴承支反力取大值）： 轴径比小于e12) 计算当量载荷，根据工作条件取13) 求轴承应有的基本额定动载荷，深沟球轴承取=37355.58根据基本额定动载荷查表选取6407，此型号的轴承的基本额定静载荷为29.60KN。14) 相对轴向载荷 查表取e0.23 对应的取X0.56，Y1.9（可用插值法求出精确值，这里估取）。15) 求当量动载荷计算及说明结 果16) 验算轴承6407型的使用寿命选用的轴承合格。17) 轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位均采用圆头平键连接。根据轴的直径查表取平
18、键，键参数如下键宽b键高h：149；键长：小齿轮L=80mm，大齿轮L=45mm键与轮毂的接触高度：k0.5h4.5键的工作长度：小齿轮lLb66，大齿轮lLb31根据普通平键连接的强度较核计算公式：只需较核大齿轮上的平键，代入数据得查表，故所取的键符合强度要求。18) 确定轴上倒角和倒圆角角轴端倒角为245，轴肩处倒圆角见图19) 求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算图，再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，从轴的机构图以及弯矩和扭矩图中可以看出小齿轮处是轴的危险截面，现将计算出的截面出的值列于下表3。载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩20) 按弯矩合成应力较核轴的强度，
19、W查表，扭转切应力为脉动循环变应力，取取0.6。轴的材料为45钢，调质处理，查得，故安全。 齿轮与轴周向定位采用圆头平键连接：bh：149；小齿轮L=80，大齿轮L=45mm。轴承选用6407型。轴的结构与尺寸见图（略）。计算及说明结 果八、低速轴的设计与校核1、整理低速轴上的齿轮的参数如下表2：模数螺旋角齿宽齿轮2.514.5490mm2、由表1得中间轴上的功率、转速、扭矩如下：3、初步确定轴的最小直径：4、求作用在齿轮上的力求作用在齿轮上的力5、初步拟定轴上零件的装配方案和各部分尺寸装配方案见图（略）。计算及说明结 果6、根据初步确定的尺寸要求，计算轴承的支反力，受力分析见图。计算及说明结
20、 果水平面上：解得垂直面上：代入数据解得轴向力：轴承合成支反力7、轴承的选择因轴承除了承受径向力，还承受轴向力，这里选择圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据轴承处轴的直径查表，有30209，30309，32209，32309三种轴承符合要求。21) 计算轴径比（轴承支反力取大值）： 22) 计算当量载荷，根据工作条件取23) 求轴承应有的基本额定动载荷，圆锥滚子轴承取=9050.66根据基本额定动载荷查表选取30209，此型号的轴承的基本额定静载荷为83.8KN。24) 求当量动载荷计算及说明结 果25) 验算轴承30209型的使用寿命选用的轴承合格。26) 轴上零件的周向定位半联轴器与轴的周向定
21、位采用半圆头平键连接，齿轮与轴的周向定位均用圆头平键连接。根据轴的直径查表取平键，键参数如下键宽b键高h：齿轮1811；联轴器128键长：齿轮L=70mm 联轴器L1=140mm键与轮毂的接触高度：齿轮 k0.5h5.5 联轴器k0.5h4键的工作长度：齿轮lLb52 联轴器lL0.5b=134根据普通平键连接的强度较核计算公式：只需较核齿轮上的平键，代入数据得查表，故所取的键符合强度要求。27) 确定轴上倒角和倒圆角角轴端倒角为245，轴肩处倒圆角见图28) 求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算图，再根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，从轴的机构图以及弯矩和扭矩图中可以看出小齿轮处
22、是轴的危险截面，现将计算出的截面出的值列于下表3。载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩29) 按弯矩合成应力较核轴的强度，W查表，扭转切应力为脉动循环变应力，取取0.6。轴的材料为45钢，调质处理，查得，故安全。 齿轮与轴周向定位采用圆头平键连接：bh：1811；齿轮L=70。半联轴器与轴周向定位采用圆头平键连接：bh：128；半联轴器L=140。轴承选用30209型。轴的结构与尺寸见图（略）。计算及说明结 果九、联轴器的选择与校核联轴器的类型应根据传动装置的要求来选择。在选用电动机轴与减速器高速轴之间连接用的联轴器时，由于轴的转速较高，为减小启动载荷，缓和冲击，应选用具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器，如弹性套柱销联轴器等。这里选取TL5型的弹性套柱销联轴器，L=62mm，L1=44mm在选用减速器输出轴与工作机之间连接用的联轴器时，由于轴的转速较低，传递转矩较大，又因减速器与工作机常不在同一机座上，要求有较大的轴线偏移补偿，因此常选用承载能力较高的刚性可移式联轴器，如鼓形齿式联轴器等。若工作机有振动冲击，为了减小振动，缓和冲击，以免影响减速器内传动件的正常工作，则可选用弹性联轴器，如弹性柱销联轴器等。这里选取HL5型的弹性柱销联轴器，L=142mm，L1=107mm
