课程设计二级圆柱齿轮传送带.doc

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1、设计项目计算及说明主要结果一 确定传动方案二 选择电动机（1）选择电动机机械传动装置一般由原动机、传动装置、工作机和机架四部分组成。单机圆柱齿轮减速器由带传动和齿轮传动组成，根据各种传动的特点，带传动安排在高速级。传动装置的布置如图A-1所示1电动机 2V带传动 3二级圆柱齿轮减速器4联轴器 5卷筒 6运输带1） 选择电动机类型和结构形式 根据工作要求和条件，选用一般用途的Y系列三相异步电动机，结构形式为卧式封闭结构2） 确定电动机功率 工作机所需的功率Pw（kw）按下式计算 式中，Fw=2600N,=2.1m/s,带式输送机的效率=0.95，代入上式得 电动机所需功率 按下式计算 式中，为电

2、动机到滚筒工作轴的传动装置总效率，根据传动特点，由表2-4查得：V带传动，一对齿轮传动，一对滚动轴承设计项目计算及说明主要结果(2)计算传动装置的总传动比并分配各级传动比，弹性联轴器，因此总效率，即确定电动机额定功率,使查表2-1取3） 确定电动机转速工作机卷轴的转速为r/min根据表2-3推荐的各类传动比的取值范围，取V带传动的传动比，一级齿轮减速器，传动装置的总传动比，故电动机的转速可取范围为符合此转速要求的同步转速有1000r/min、1500r/min两种，考虑综合因素，查表2-1，选择同步转速为1500r/min的Y系列电动机Y132M-4，其满载转速为电动机的参数见表A-1A-1型

3、号额定功率/kw满载转速额定转矩最大转矩Y132M-47.514402.21） 传动装置的总传动比为 2） 分配各级传动比3） 为了符合各种传动形式的工作特点和结构紧凑，必须使格机传动比都在各自的合理范围内，且使各自传动尺寸协调合理匀称，传动装置总体尺寸紧凑，重量最小，齿轮浸油深度合理 本传动装置有带传动和齿轮传动组成，因r/minY132M-4r/min设计项目计算及说明主要结果（3）计算传动装置的运动参数和动力参数1） 各轴转速2） 各轴功率II轴=6.11kw滚筒轴3）各轴转矩电动机轴 I轴II轴=108923418395滚筒轴 根据以上计算列出本传动装置的运动参数和动力参数数据表，见表

4、A-2表A-2参数轴号电动机轴I轴II轴滚筒轴转速n/（r/min）1440535.32133.83133.83功率P/kw6.366.115.875.75转矩T/N.mm42179108923418395410069传动比i2.6941效率0.960.960.98r/minr/minkwkw418395设计项目计算及说明主要结果三、传动零件的设计计算（1）普通V带传动1）计算功率2）选择V带类型3）确定V带基准直径4)验算带速5)确定带的基准长度和实际中心距本题目高速机采用普通V带传动，应根据已知的减速器参数确定带的型号、根数和长度，确定带传动的中心距，初拉力及张紧装置，确定大小带轮的直径、

5、材料、结构尺寸等内容。 带传动的计算参数见表A-3表A-3项目/kw/r.参数6.3614402.69根据工作条件，差教材表9-7取由、，查教材图8-10，处于A区域，所以选取A型带查教材表 8-8可取：A型带取取因没有给定中心距的尺寸范围，按公式0.7（）计算中心距368880取计算V带基准长度（ =A型带设计项目计算及说明主要结果6)验算小带轮包角7）确定V带根数8）计算初拉力9)计算对轴的压力(2)圆柱齿轮设计查教材表8-3取标准值计算实际中心距a考虑安装、调整和补偿张紧力的需要，中心距应有一定的调节范围，调节范围为,合适查教材表8-5：单根V带的额定功率，查教材表8-7：(插值法计算)

6、, 查教材表8-7：因大于3，应取z=4根查普通V带单位长度质量表，A型带Q=0.10kg/m已知齿轮传动的参数，见表A-5齿轮相对于轴承为对成布置，单向运转、输送机的工作状况应为中等冲击表A-5项目/kw/r.参数6.11535.34由于该减速器无特殊要求，为制造方便，选用价格便宜、货源充足的优质碳素钢，采用软齿面。A型带Z=4设计项目计算及说明主要结果1）选择齿轮材料及确定许用应力 2）按齿面接触强度设计计算 3）确定齿轮的参数及计算主要尺寸查教材图6-23、图6-24得 小齿轮 42SiMn 调质，250280HBW 大齿轮 45钢正火， 170200HBW 解除疲劳极限应力 小齿轮 大

7、齿轮 弯曲疲劳极限应力 小齿轮 大齿轮 安全系数 ， 许用接触应力 小齿轮 大齿轮 许用弯曲应力 小齿轮 大齿轮 查教材表10-8、表10-10得： 传动比 ； 代入设计公式 =63.13mm 确定齿数对于软齿面闭式传动取：, 经验算，在5%范围内，合适小齿轮42调质大齿轮45钢正火 设计项目计算及说明主要结果4）验算齿根的弯曲疲劳强度 5）验算齿轮的圆周速度 6）齿轮结构设计 确定模数，取m=3mm 确定中心距初算中心距 计算主要几何尺寸分度圆尺寸 齿顶圆尺寸齿宽取最大齿轮齿宽，小齿轮宽度mm查教材10-12得：代入公式以上值均小于各自的许用接触应力值，故安全1.68m/s注：在设计减速器俯

8、视图的过程中，还要用到齿轮的很尺寸，包括齿轮的结构设计，这里就不再给出具体结构设计和尺寸，可以在减速器零件设计中专门设计齿轮结构，也可在设计过程中来完善、补充这些尺寸。m=3mm设计项目计算及说明主要结果四、低速轴的结构设计(1) 轴的结构设计（2）确定各轴段的尺寸课程设计一般是先设计低速轴，把低速轴设计出来后根据低速轴的长度尺寸就可以确定箱体的宽度等尺寸，故先设计低速轴 低速轴的参数见表A-6 项目 参数 5.87 133.831） 轴上零件的布置对于单级减速器，低速轴上安装一个齿轮、一个联轴器，齿轮安装在箱体的中间位置；两个轴承安装在箱体的轴承座孔内，相对轴承对称布置；联轴器安装在箱体的外

9、面一次。为保证齿轮的轴上位置，还应在齿轮和轴承之间加一个套筒2）零件的装拆顺序 轴上的主要零件是齿轮，齿轮的安装可以从左侧装拆，也可以从右侧装拆。本题目从方便加工的角度选轴上的零件从轴的右侧拆装，齿轮、套筒、轴承、轴承盖、联轴器依次从轴的右端装入，左端的轴承从左端装入3）轴的结构设计 为方便轴上零件的安装，把轴设计为阶梯轴，后段轴的直径大于前端轴的直径，低速轴的具体设计如下 轴段安装联轴器，用键轴向固定 轴段高于轴段形成轴肩，用来定位联轴器 轴段高于轴段，方便安装轴承 轴段高于轴段，方便安装齿轮；齿轮在轴段上用键轴向固定 轴段高于轴段形成轴环，用于定位齿轮 轴段直径应和轴段直径相同，以使左右两

10、端轴承型号一致。轴段高于轴段形成轴肩，用来定位轴承；轴段高于轴段的部分取决于轴承标准 轴段与轴段的高低没有什么直接的影响，只是一般的轴身连接 低速轴的结构如图A-2所示 1）各轴的直径因本减速器为一般常规用减速器，轴的材料无特殊要求，故选用45钢查教材表13-10 45钢的A=118107代入设计公式设计项目计算及说明主要结果（3）确定联轴器的型号（118107）41.6137.74考虑该轴段上有一个键槽，故应将轴的直径增大5%，即39.6243.69轴段的直径确定为轴段的直径应在的基础上加上两倍的轴肩高度。这里取定位轴肩高度，即=40，该考虑轴段安装密封圈，故直径还应符合密封圈的标准，取轴段

11、的直径应在的基础上增加两倍的非定位轴间高度，但因该轴段要安装滚动轴承，故其直径要与滚动轴承内径相符合，这里取=55同一根轴上的两个轴承，在一般情况下应取同一型号，故安装滚动轴承处的直径应相同，即轴段上安装齿轮，未安装齿轮方便，取轴段的直径，是定位轴环的高度，取，即轴段的直径应根据所用的轴承类型及型号查询轴承标准取得，预选该轴段用6211轴承（深沟球轴承，轴承数据见附录B），查得2）各轴段的长度注：课程设计时，在确定出各轴段的直径后，就应该进入画图阶段，要边计算边画图，边画图边计算。一般从图5-2开始画，确定轴的长度时要先确定箱体的结构。例如，轴段、轴段的长度只有在确定了箱体的结构、润滑方式等才

12、能确定各自的长度。轴段的长度要先确定箱体的润滑方式才能确定，轴段的长度由所选的联轴器来确定。这个阶段也就是非标准图（八开纸）设计阶段为后面进行轴的强度校核方便，本例按常规给出各轴的长度，确定方法如图3-3所示，具体确定过程略。课程设计时一定要先画图，先确定有关箱体结构、润滑方式等，参考例3-1中确定长度的方法确定轴的长度尺寸，并在说明书中详细写出确定依据和步骤为了补偿由于制造、安装等的误差及两轴线的偏移，优先考虑弹性套注销联轴器， 设计项目计算及说明主要结果（4）按钮转和弯曲组合进行强度校核根据安装联轴器轴段的直径，查附录F选联轴型号为TL7，联轴器安装长度L=84mm 因本例转速较低，最后确

13、定轴承润滑方式为脂润滑，故此处按脂润滑方式确定轴的长度。取轴承距箱体内壁的距离。课程设计时应根据实际情况确定 根据轴的结构需要，各轴的长度确定如下： =85+51+43+58+8+12+24 =276mm 轴段、之间的砂轮越程槽包含在轴段的长度内 低速轴承的支点之间的距离为=121mm 1)绘制轴的计算简图 为计算轴的强度，应将载荷简化处理，直齿圆柱齿轮，其受力可分解为圆周力、径向力。两端轴承可简化为一端活动铰链，一端固定铰链，如图A-3b所示。为计算方便，选择两个危险截面-、-，-危险截面选择安装齿轮的轴段的中心位置，位于两个支点的中间，距B支座的距离为；-危险截面选择在段轴和段轴的截面处，

14、距B支座的距离为20/2mm+20mm+2mm=42mm2） 计算轴上的作用力3） 从动轮的转矩 T=418395N.mm选用弹性套柱销联轴器，型号为TL7设计项目计算及说明主要结果设计项目计算及说明主要结果3）计算支反力及弯矩1、 计算垂直平面的支反力及弯矩a、 求支反力：对称布置，只受一个力，故b、 求垂直平面的弯矩：AA截面：BB截面： 2）计算水平平面的支反力及弯矩 a、求支反力：对称布置只受一个力故 c、 求水平面的弯矩：AA截面：BB截面：3、求各截面的合成弯矩AA截面：BB截面：4、计算弯矩：5、确定危险截面及校核其强度按弯矩组合计算时，转矩按脉动循环变化考虑，取按两个危险截面校

15、核AA截面的应力： BB截面的应力：设计项目计算及说明主要结果五、高速轴的结构设计查教材表133 。均小于故轴的强度满足要求高速轴的设计主要是设计各轴段的直径，为设计俯视图做准备。有些轴段的长度可以根据轴上的零件来确定；有些轴段的长度在确定低速轴处的箱体后，取箱体内壁为一直线就可确定 经设计高速轴可以做成单独的轴面而不是齿轮轴。为使零件定位和固定，高速轴也和低速轴一样设计为七段，各轴段直径尺寸为d1=26mmd2=31mm d3=36mm (取轴承型号为6207)d4=39mmd5=45mmd6=42mmd7=36mmd1=26mmd2=31mmd3=36mmd4=39mmd5=45mmd6=

16、42mmd7=36mm设计项目计算及说明主要结果六、键的强度校核1）选择键的尺寸 低速轴上在段轴和段轴两处各安装一个键，按一般使用情况选择采用A型普通平键连接，查教材表选取键的参数，见表段轴d1=40mmbh=8mm7mmL1=40mm段轴d4=58mmbh =10mm8mmL2=56mm标记为：键1：GB/T1096 键 8740键2：GB/T1096 键 108562）校核键的强度轴段上安装联轴器，联轴器的材料为铸铁，载荷性质为轻微冲击，查教材表6-3=5060MPa轴段上安装齿轮，齿轮的材料为钢，载荷性质为轻微冲击，=100120MPa静联接校核挤压强度: 轴段：=106.73MPa 小

17、于许用应力 合理轴段：=64.41MPa小于许用应力 合理所以键连接强度满足要求设计项目计算及说明主要结果七、选择轴承及计算轴承寿命 1）轴承型号的选择 高速轴轴承类型为深沟球轴承，型号为6207. 低速轴轴承类型为深沟球轴承，型号为6211. 2）轴承寿命计算 带轮安装在轴上的轮毂宽L=（1.52）26=3952 mm，为安装带轮第一段轴的轴径，即高速轴的第一段轴径，取第一段轴的长度为45mm带轮中心到轴承A点的距离=75 mm。高速轴两轴承之间的支点距离为因尺寸对称布置。 高速轴上的车轮的受力和低速轴的轴力相等，方向相反，即： . 3487N注：高速轴上安装有带轮，带队的轴的压力1385.

18、6N.对轴上的支反力计算有影响。采用在求出齿轮受力引起的支反力后直接和该压力引起的支反力相加来确定轴承最后的受力。因齿轮相对于轴承对称分布A 、B支座的支反力数值一样故只计算一边即可求出A处支反力水平力： 垂直平面： 求合力：考虑到带的压力队轴承力的影响，因方向不定，以最不利因素考虑。设计项目计算及说明主要结果低速轴轴受到的最大压力为:正常使用情况下，查教材表145和147。、 、查附录B：轴承6207的基本额定动载荷带人公式 正常使用情况下，查教材表155和147得、 、查附录B轴承6211的基本额定动载荷因齿轮相对于轴承为对称分布，轴承的受力一样，可只算一处，当量动载荷带人公式：设计项目计

19、算及说明主要结果八、选择润滑方式与密封方式九、箱体及附件设计（1）箱体的选择（2）选择轴承端盖 轴承润滑方式取决于侵油齿轮的圆周速度即大齿轮的圆周速度。大齿轮的圆周速度：应选脂润滑。 应轴的转速不高高速轴轴颈的圆周速度为=0.87m/s5m/s故高速轴选用接触式毡圈密封低速轴的轴颈的圆周速度为=1.40m/s5 m/s故低速轴处也选用接触式毡圈密封。一般情况下，为制造加工方便采用铸造箱体，材料为铸铁。箱体结构采用部分式，部分面选择在轴线所在的水平面上。箱体中心高度取箱体厚度=8 mm取中心高度200 mm选用凸线式轴承盖根据轴承型号设计轴承盖的尺寸高速轴：D=72 mm =8 mm mm =1

20、12116 mm低速轴：D=110 mm =10 mm=160165 mm轴承的润滑方式选脂润滑 高速轴处选接触式毡圈密封 低速轴处选用接触式毡圈密封 中心高度H=220mm设计项目计算及说明主要结果（3）确定检查孔与孔盖（4）通气器（5）油标装置（6）螺塞（7）定位销根据减速器中心距a=150 mm查表514得检查孔尺寸：L=110 mm b=60mm检查孔盖尺寸：=140 mm =90 mm =（b+）/2=75=（+）=125 mm =7 mm材料Q235厚度6 mm选用表515中的通气器1，选M161.5选用表516 M12选用表519 M161.5定位销选用圆锥销查表520得销钉公称

21、直径d=8 mm设计小结通过此次机械课程设计，感受了整个设计的全过程，对机械设计有了全新的的认识。设计的二级直齿轮减速器，所涉及到的知识非常广泛，不仅仅只是机械设计课本里的公式，更是涉及、制图、软件设应用、思维创新的综合应用。并且，通过这次设计，明白了机械设计是一门非常工科的学科，所需要用到的数据很大一部分是要通过查机械设计手册和国标数据得来的。因此，选取数据的时候需要考虑各个方面的问题，这必须是一个十分严谨的过程。因此，设计过程要谨慎操作，根据标准选取合理数据进行设计。另外，在此次设计过程中，不可避免地遇到了很多问题。遇到问题就要解决问题，这时候，不能立刻问老师和同学，需要自己查找其中错误的

22、症结之处，独立思考，查找资料，寻找解决办法。当无法查找错误，或者遇到无法抉择之处，需虚心向老师请教，毕竟老师的经验是丰富的。机械学科本来就是依据大量的经验设计的学科，这时候不可避免的要向老师咨询，与同学讨论，共同商讨一个合理的解决方案，这样设计的产品才能合格。另一个方面就是软件问题，应为自己制图过程全部采用CAD制图，所以有部分软件操作不会，这就需要自己查找资料解决很多制图过程遇到的困难。所幸，班上同学很多同学都采用CAD制图，遇到问题可以和大家商讨，最后画出满意的图样。在这个过程中，提高了软件绘图的水平，学会了更加熟练地操作CAD软件。对以后制图有很大帮助。总之，整个过程使得我完全了解了机械设计的基本过程，对设计有了更深层次的理解，对以后的学习、设计会有很大帮助。参考文献1 柴鹏飞主编.机械设计基础【M】.北京:机械工业出版社,2004 2 胡家秀.简明机械零件设计手册【M】. 北京:机械工业出版社,19993 王旭.机械设计课程设计【M】. 北京:机械工业出版社,20034 王三民.机械原理与设计课程设计【M】. 北京:机械工业出版社,20055 黄珊秋.机械设计课程设计【M】. 北京:机械工业出版社,2005