二级减速器带式输送机传动装置设计.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2：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2 原始数据设计带式输送机传

2、动装置中的二级圆柱齿轮减速器，原始数据如表所示：1234567皮带的有效拉力F N3714.3450030004000300032004200输送带工作速度v m/s 0.30.851.201.001.401.301.00输送带滚筒直径d mm3153554004003553003753 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。4 工作量 1.减速器装配图零号图1张； 2

3、.零件图2张（箱体或箱盖，1号图；中间轴或大齿轮，1号或2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

4、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(IP

5、44)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=3714.3N输送带工作速度V=0.3m/s输送带滚筒直径d=350mm2.2.2 选择电动机容量(1)工作机的有效功率Pw kw(2) 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

6、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/min最大转矩额定转矩满载转速r/min启动转矩额定转矩Y132M2-65.51000 2.0960 2.0（2）电动机的安装尺寸表 （单位：mm） 电机型号Y132M 型号尺 寸HABCDEFGDGAABBHAL1322161788938801083360238185152.3 总传动比的确定及各级传动比的分配2.3

7、.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 3.7，=2.62.4 各轴转速，转矩与输入功率2.4.1 各轴理论转速 (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

8、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9604.440189.62第I轴4803.88771643.7第II轴129.733.69271402.82.6第III轴49.903.50670788.2二、V带设计2.1 原始数据电动机功率 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

9、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=1.04.04= 4.04 kw（2）选取普通V带带型根据Pca，n1确定选用普通V带A型。 （由1P157图8-11）（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）210mm a 0600mm初步确定中心距 a 0 = 400mm带长Ld = =1272mm 取L

10、d = 1400 mm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 得P0 基本额定功率 得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= =4.08 取Z=5根 （7）计算预紧力 F0 得qV带单位长度质量 q=0.10 kg/m=130.51N 应使带的实际出拉力 （8）计算压轴力FP 得=1297.53 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ammA140051002004642.4 带轮材料及结构（1）带轮的材料主要采用铸铁，

11、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） 弯曲疲劳强度极限 Mpa （由1 P209图10-20b）4初选小齿

12、轮齿数大齿轮齿数Z2 = Z1= 243.7=88.8取895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 （由1P205表10-7） 材料的弹性影响系数 Mpa1/2 （由1P201表10-6）区域系数 （由1 P217图10-30）， （由1P215 图10-26） 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=57.2mm（2）计算圆周速度 1.44m/s（3）计算齿宽b及模数mnt mm b

13、/h=11（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=1.44m/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 =1.2904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=1.01.11.21.290=1.7028（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0.88（3）弯曲疲劳系数KFN 得 （4）计

14、算弯曲疲劳许用应力 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YS 得 （7）计算大小齿轮的 并加以比较 比较 59.01mm220.3mm4 计算齿轮宽度b =59.7mm 圆整后 65mm 60 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 （由1P209图10-21d）弯曲疲劳强度极限 Mpa （由1 P209图10

15、-20c）大齿轮材料：45号钢正火 HBS4=190接触疲劳强度极限 MPa （由1 P209 图10-21c） 弯曲疲劳强度极限 Mpa （由1 P209图10-20b）4初选小齿轮齿数大齿轮齿数Z4= Z3= 282.6=72.8取735初选螺旋角二 按齿面接触强度设计 计算公式: mm （由P2181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 （由1P156表10-7） 材料的弹性影响系数 Mpa1/2 （由1P201表10-6）区域系数 （由1P217 图10-30）， （由1 P215图10-26） 应力循环次数接触疲劳寿命系数 （由

16、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=94.16mm（2）计算圆周速度0.64m/s（3）计算齿宽b及模数mnt mmb/h=75.328/7.34=10.26（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=10.25 5. 齿向载荷分配系数、 假设，根据7级精度，软齿面传动，得 =1

17、1.11.41.297=1.997（6） 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 101.38mm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 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

18、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）安装尺寸（mm）dDBD1minD2maxramax高速轴70206C30621636561中间轴70207C35721742651低速轴70211C551002164911.52、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1 ) 轴承所受的径向载荷Fr和轴向载荷Fa 2) 当量动载荷P1和P2低速轴轴承选用70211C，由1p321表（13-6）得到已知，（常温）/ =0.010

19、,由插值法得到e=0.15/Fr1=617.52/2303.374=0.26e,X=0.56,Y=2.5=fp(XFr1+Y)=1.2(0.56x2303.374+2.5x617.52)=3400.42N/C0r=0.048由插值法得到e=0.248/Fr2=3035.1/4151.75=0.73e, X=0.56,Y=1.794=fp(XFr2+Y)=1.2(0.56x4151.75+1.794x3035.1)=9323.94N取Pmax=9392.94N3）验算轴承寿命因为，所以按轴承2的受力大小验算hL ，所以所选轴承可满足寿命要求。十. 减速器的润滑与密封1、齿轮传动的润滑各级齿轮的圆

20、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

21、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，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

22、.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M271.5

23、2 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，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