减速器设计书.docx

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1、20092010学年第二学期机械设计基础课程设计题目：设计带式输送机传动装置班级：XXX姓名： XXX学号：XXX指导老师XXX成绩：2010-6-251.1论 文（设 计）任务书1.2传动方案的拟定及说明1.3电动机的选择1.4计算传动装置的运动和动力参数1.5传动零件的设计计算1.6轴的设计计算121.7滚动轴承的选择及计算181.8连轴器的选择191.9键的选择及校核计算201.10减速器附件的选择211.11润滑与密封211.12减速器箱体主要结构尺寸计算221.13设计小结251.14参考资料目录25课程编号实施地点起止时间周数_XX人数_XX胡远忠1410057 课程名称10/6/

2、2110/7/3 形式机械设计基础课程设计班级XXX集中分散I指导教师6月21日23日：总体设计，传动件的设计计算，轴系装配草图绘制;进度 6月23日7月1日：绘制减速器装配图和齿轮轴零件图;安排7月1日3日：编写设计计算说明书，交设计。设计题目一一设计带式输送机的传动装置论文（设计）内容题号1234567输送带的牵引力F/ kN3.53.33.02.82.62.52.4输送带的速度v / （m/s）1.11.21.31.41.51.61.7输送带滚筒的直径D / mm250250250250250250250设计参数:工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动，使用期10年（每年300 个工

3、作日），两班制工作，小批量生产，输送机工作轴转速允许误差为5%。 带式输送机的传动效率为0.96。设计内容：拟定传动方案，选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数 （包括：确定总传动比，分配各级传动比，计算各轴的转速、功率和转矩等） 齿轮、轴、轴承、键、联轴器等零部件的设计计算和选择；设计减速器装配图 和齿轮轴零件图；编写设计计算说明书。（1）减速器装配图A1 一张（占总成绩50%）；计算机绘制或手工绘制。（2）齿轮或轴零件图A2二张（占总成绩10%）。要求（3）设计说明书一份（占总成绩40%），按格式书写35页左右，计算要正确， 插图要清晰规范；包括设计期间的出勤、独立思考与解决问题能力等各

4、方面的 表现情况。1.2传动方案的拟定及说明1.2.1总体布置图1.2.2工作情况工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载启动,，小批量生产，输送机工作。带式 输送机的传动效率为0.96。1.2.3设计参数轴转速允许误差：5%输送带的牵引力（/ kN）： 2.5输送带的速度v / （m/s）： 1.6输送带滚筒的直径D / mm： 250使用期：10年（每年300个工作日）工作制度（班/日）：21.2.4设计内容1、拟定传动方案，选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数2、齿轮、轴、轴承、键、联轴器等零部件的设计计算和选择3、设计减速器装配图和齿轮轴零件图4、编写设计计算说明书1.2.5设计任务

5、1、减速器装配图A1 一张计算机绘制或手工绘制2、齿轮或轴零件图A2二张3、设计说明书一份1.2.6设计进度1、第一阶段：总体设计，传动件的设计计算，轴系装配草图绘制2、第二阶段：绘制减速器装配图和齿轮轴零件图3、第三阶段：编写设计计算说明书，交设计1.2.7传动方案由题目所知传动机构类型为：设计带式输送机的传动装置。故只要对本传动机构进 行分析论证。本传动机构的特点是：第一级为带传动，第二级为一级圆柱齿轮减速器。带传动能 缓冲、吸振，过载时有安全作用，因此这种方案得到广泛应用。但还传动在结构上宽度 和长度尺寸都较大，且带传动不适合用于大功率的机械传动和恶劣的工作环境。1.3电动机的选择计算结

6、果工作机所需功率为匕Fvlooonw电动机输出功率为P.P _ Fvw 门 100如不w由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机效率）为W = W 2门叩叩叩 w 1 2 3 4 5 6式中：叩，叩，门，叩，叩，叩分别为带传动、齿轮传动的轴承123456（2对）、齿轮传动、联轴器、滚动的轴承及滚筒的效率。查机械设计基础课程设计表2-3可取叫=0.96、七=0.99、.98、七=0.98、气=0.98、叩 6如96,则侦 =0.96 x 0.992 x 0.98 x 0.98 x 0.98 x 0.96 0.85Fv1000nn2.50 x 103 x 1.61000 x 0.85=4.706k

7、W（3）确定电动机转速滚筒的工作转速为60 x 1000v 60 x 1000 x 1.6n =r / min = 122.23r / minw冗D兀x 250因为由机械设计基础课程设计表2-2可知，带传动比为E = 1 24，单级齿轮传动比为，；=35，则总传动比广的合理范围为门门 0.85P = 4.706kWn - 122.23r/min计算及说明i = 6 20nd = (733.39 2933.54)r/mini = i i = 6 20因此，电动机转速的可选范围为气=in = (6 20)x 122.23r/min = (733.39 2933.54)r/min所选电动机型号符合这

8、一反问的同步转速有1000r/min，1500r/min，3000r/min，根 据计算出的电动机容量，由附表可查出适用的电动机型号，相应的技术残舍及传动比的 比较情况如下表所示。表方案电动机型号额定功 率(/kW)同步转速 及级数满载转速 (r/min)传动装置的传动比总传动比带齿轮1Y132S1-25.503000r/min,2级2900.0023.734.005.932Y132S-45.501500r/min,4级1440.0011.783.003.933Y132M2-65.501000r/min,6级960.007.852.003.93综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及带你传动和

9、减速器的传动比，选方案3 比较合适。因此选定电动机型号为Y132M2-6，即叮咚就的额定功率ped = 5.5kW，满载 转速n = 960r/min，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。m所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。中心高H外形尺寸Lx (AC/2 + AD) x HD地脚安装尺寸 A x B地角螺栓孔直径K轴伸尺寸D x E装键部位尺寸 F x GD132515 x (270/2+210) x 315216 x 1781238 x 8010 x 411.4计算传动装置的运动和动力参数计算及说明计算结果（1）各轴的转速I 车由n = m = r /min = 480r /mi

10、ni i2n480 ,.cc ， .II 轴n = f r /min = 122.23r /minii 七3.93滚筒轴n= n= 122.23r/min（2）各轴的输入功率I 轴P= Pn01 = 4.8x 0.96kW= 4.517kWII 轴P= Pj 12 = 4.52 x 0.99 x0.98kW = 4.382kW滚筒轴 Pw = P/ 23 = 4.382 x 0.99 x 0.98kW = 4.252kW（3）各轴是输入转矩T = 9550 P = 9550 x 4705 N m = 46.805N m dn960I 轴T, = Tjn 01=46.805 x 2.0 x 0.

11、96N m = 89.866N mII 轴 t = Ti n = Ti n nIII I 12I I 2 3=89.866 x 3.927 x 0.99 x 0.98N m = 342.385N m滚筒轴Tm = Tn 2n 4=342.385 x 0.99 x 0.98N m = 332.181N mn = 480r /minn = 122.23r /minnw = 122.23r /minP = 4.517kWP = 4.382kWPw = 4.252kWT = 89.866N mL = 342.385N mT = 332.181N m1.4.1.1运动和动力参数的计算结果列于下表参数轴

12、名电动机轴I轴II轴滚筒轴转速 n （r/min）960.000480.000122.231122.231输入功率p（kw）4.8004.5174.3824.252输入转矩T（N.M）46.80589.866342.385332.181传动比i2.0003.9271.000效率n0.9600.9700.9701.5传动零件的设计计算1.5.1带轮的设计计算计算及说明（1）由于圆周速度 25m/s，故带轮的材料选择灰铸铁HT150（2）确定计算功率PcaP = KP = 1.2 x 5.5kW = 6.6kW（3） 选择V带型号根据Pca及q,查图可知，选用B型带。（4）确定小轮基准直径d查表（

13、5）选取 d = 125 mmi验算带速vv = 1 =Kx 125 x 960 m / s = 6.283m / s60 x 100060 x 1000带速v在5m/s - 25m/s之间，故符合要求（6）确定大带轮基准直径d2d = -d = 2. x 125mm = 250mm2 n i 480查表，选择标准值d = 250mm 2（7） 验算传动比误差&忽略滑动率e的影响，实际传动比理论传动比i = 960 = 2 0 480传动比误差| i - i | 12 - 21M = = 0% 5%.02在允许的范围内。计算结果带轮选用灰铸铁HT150P = 6.6kW选用B型带d = 125

14、 mm 15m / s v = 6.283 25m / s符合要求d = 250mm2M = 0% 5%在允许的范围内(8)确定中心距a和带的基准长度I初定中心距a0 = (0.7 2.0)(d1 + d2)= (0.7 2.0) x (125 + 250)mm = 262.500 750mm取 a = 500mm ,L r 2a + (d + d ) +i)d 02 i 24a兀(250 125)2=2 x 500 +x (125 + 250) + mm24 x 500=1596.861mmL = 1600mm d查表选取标准值L = 1600mm。 d计算实际中心距a r a +d0-02

15、(=500 + k1600 1596.8612mm = 501.569mma = 501.569mm(9) 验算小轮包角a 1d da 1 = 165.720。 120。a 1 = 180 o -2x 57.3。250 125符合要求= 180。x 57.3o = 165.720。 120。501.569故符合要求(10) 确定带的根数乙Z = c = caP (P + AP ) K K000 a l按n = 960,/min， d = 125mm，查得P = 1.64&W ；按i = 2，七=960r/min，查得 AP = 0.3kW由a 1 = 165.720。，查得 Ka = 0.96

16、5由 L = 1600mm，查得 K = 0.92由此可得6.6z = 3.832(1.64 + 0.3) x 0.965 x 0.92取4根。（11）确定作用在轴上的力F 0查表可知B带的q 0.17kg /m单根带的初拉力：（2.51 +qv2I K j、a500Pcazv500 x 6.6 ( 2.5)-1 + 0.17 x 6.2832 N 215.571N4 x 6.28310.965)（12）计算作用在轴上的压力_.a .F = 2zF sin苛 2 x 5 x 215.571x sin(165.7201711.197 N（13）带轮的结构设计由于2.5d d 1 125 (u +

17、1)3if 335 )2 c /1 V H 7KT1-W ua2 1.5 x 1.204 x 106x = 185.62mm0.4 x 3.934小齿轮用45钢调质，齿面 硬度为260HBS大齿轮用45钢调质，齿面 硬度为220HBS取七=36，则七 比为i =140 = 3.8936=气=土93 x 36 = 141.3，取七=140，故实际传动% = 36z 2 = 140x 100% = 0.93% 5% 符合要求i u M =x 100% =3.89 3.93393u2a模数m =z + z2 x 185.62 cm =2.12, 36 +140查表取m = 2.5m = 2.5确定中

18、心距a=m q+z,）=25（36 +140） =220mm齿宽 b =w a = 0.4 x 220 = 88mm取b2 = 90 , b1 = 95 （为了补偿安装误差，小齿轮齿宽略大点）（3）验算齿轮弯曲强度查图得齿形系数Yf 1 = 2.57，Yf2= 2.18验算齿轮弯曲强度2 KTY-F1bm 2 z12 x 1.5 x 1.204 x 105 x 2.5790 x 2.52 x 36=18.33a b F1=b 上=18.33 x 218 = 15.55MPa a -P , P 4.517 叭n x t切=24.279mm(3)确定轴各段直径和长度从大带轮开始右起第一段，由于带轮

19、与轴通过键联接，则轴应该增加5%取 D =4 26mm，又带轮的宽度B = (Z -1) e + 2 f = 99mm 第一段长度匕=95mm 右起第二段直径取L2 = 90mm D2 =432mm 右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力， 而轴向力为零，选用6208型轴承，其尺寸为d x D x B = 40x 80x 18，d 24.279 mmL = 95mm1L = 90mm2L = 20mmL = 10mm。L = 95 mm5径，取D = 448mm，长度取L = 10mmL = 10mm右起第七段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D7 =4 40mm，长度L

20、 = 18mm(4)求齿轮上作用力的大小、方向小齿轮分度圆直径：d1 = 90mm作用在齿轮上的转矩为：T = 89.866N m = 8.9866 x 104 N mmL = 18mm求圆周力：Ft奚=2 x &9866 x 104 = 1997.011N90=F tan a = 1997.011 x tan 20。= 726.85N求径向力：F r(5)轴长支反力根据轴承支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。水平面的支反力：F = F =具=998.5055N1H1H2垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则F =0 aF L762.85 x 竺那么Ra = RB =L2

21、 =155 2 = 363.425NF = 1997.011NFh = 998.5055NRa = Rb = 363.425 N那么该段的直径为D3 =40mm，长度为L3 = 20mm 右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩，其直径应小于滚动轴承的内圈外 径，取D4 =448mm，长度取L4 = 10mm。 右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为4 95mm，分度圆直径为4 90mm，齿轮的宽度为90mm，贝，此段的直径为D = 4 95mm，长度为 L = 95mm 55 右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩，其直径应小于滚动轴承的内圈外(6) 画弯矩图右起第四段剖面C处的弯矩：水平面的

22、弯矩：M涵=F1U = 998.5055 x 专5 = 77.384N M垂直面的弯矩：M = R % = 363.425 x。.；，5 = 28.165N m 合成弯矩：M= Mc2 = Mah2 + Mc2 = J77.3842 + 28.1652 = 82.35N r(7) 画转矩图：T = F % = 1997.011 x 00力学分析图如下页，(由于是用CAD制作，插入有点占地方) = 89.866N m(8) 画当量弯矩图因为是单向回转，转矩为脉动循环，a=0.6可得右起第四段剖面C处的当量弯矩：M =：M 2 +(a T )2 = y 82.352 +(0.6 x 89.866)

23、2 = 98.432N m ec2 c2(9) 判断危险截面并验算强度 右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所 以剖面C为危险截面。已知 M = 98.432N m，查表得，la = 60MPa，贝gb = ec = 15.38 a 0.1。3-1 右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面：M。= (a T)2 = 0.6 x 89.35 = 53.61N ma = ec = 56.00 a Mah = 77.384N MMc = 28.165N mnMc1 = Mc2 = 82.35N mT = 89.866N mM 2 = 98.432N ma= 15

24、.38 a a = 56.00 37.92mm4 = 60mmY=71mm2L = 74mm 2L3=36L4=88mmL5=10mmL = 10mmL7=21mm 求圆周力：FtFt=2T2/d2=2 X 342.385x1000/350=1956.483 NF = F tan a = 1956.483 x tan 20。= 712.10NFt, Fr的方向如下图所示(5) 轴长支反力水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 = 356.05 N垂直面的支反力：由于选用深沟球轴承则Fa=0那么 RA =RB =Fr/2= 978.24 N(6) 画弯矩图右起第四段剖面C处的弯矩：水平面的弯矩：M

25、C=RAX82.5= 29.37 Nm垂直面的弯矩：MC1 = MC2 =RAX82.5=80.70 Nm合成弯矩：M = M c 2 = Mah 2 + M c 2 =君71.192 + 25.912 = 71.37Nm(7) 画转矩图：T= FtXd2/2=1956.483*350/2=342.38Nm(8) 画当量弯矩图因为a =0.6可得右起第四段剖面C处的当量弯矩：M C2 =Mc22 + (a T)2 = 222.66Nm(9) 判断危险截面并验算强度 右起第四段剖面C处当量弯矩最大，而其直径与相邻段相差不大，所 以剖面C为危险截面。已知 MeC2=199.22Nm ,由表 15-

26、3 有：b = 3.27 In 。-1 =60Mpa 则。e= MeC2/W= MeC2/(0.1 D43)=222.66 X 1000/(0.1 X 883)=3.27Nm 。-1 右起第一段D处虽仅受转矩但其直径较小，故该面也为危险截面：M d = (a T)2 = 0.6 x 310 = 205.43Nm。e= MD/W= MD/(0.1D13)=205.43 X 1000/(0.1 X 603)=9.51Nm 48000打1.7.2低速轴轴承计算计算说明计算说明由轴的计算知F = 712.10N ,d * 65mm，初定轴承为6213C = 57.2KN, C0 = 40.0KN， =

27、 3只受径向载荷，查表可知X=1,Y=0P = XF + YF = 712.10 N106 ( f C) - 60n I f P IX p ，106(57200 60 x 122.2311.1 x 712.10 )3=5.3 x 107 h寿命符合设计要求 48000打1.8连轴器的选择计算结果计算说明（1）由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用弹性套柱销联轴器。（2）计算转矩并选用联轴器型号由于装置用于低速轴与滚筒轴，而且原动机类型为Y型电动机。工作情况系数K/ 1.5T = T2K = 332.181 x 1.5 = 498.272N m所以选用弹性柱销联轴器TL8主要参数：轴孔直径60m

28、m轴孔长度142mm传递转矩为710N m1.8.1.1联轴器图如下所以选用弹性柱销联轴器TL8主要参数：轴孔直径60mm轴孔长度142mm传递转矩为710N m1.9键的选择及校核计算计算说明(1) 由于便于加工制造，选用圆头普通平键(A型)(2) 高速轴径 d0 = 26mm，选用 b x h = 8 x 7，l = 70mm低速轴径 d = 70mm，选用 b x h = 20 x 12，l = 70mmII联轴器径 d 60mm，选用 b x h = 18 x 11， l = 63mmiii校核计算键的强度高速轴：T = 89.866N m14T4 x 8冷=31.86 VPdhl26 x 7 x(68 - 8；=342.385N m4Tdhl 442荒岸 39-92 - P计算结果选用圆头普通平键(A型) 材料选用钢P = 40 MPa(1) 高速轴径d = 26mm，选用 b x h = 8 x 7，l = 70mm(2) 低速轴径d = 60 mmii选用，bx h = 18x 11l = 70mm计算结果(3)联轴器径d/60mm，选用 b x h = 18 x 11， l = 63mm联轴器：P = E = 4x322.181xI03 = 44.7382 1 -i :-:!. T =-