带式输送机的同轴式二级圆柱齿轮减速器设计.doc

带式输送机的同轴式二级圆柱齿轮减速器设计1主要的设计数据及任务本次设计的是圆柱齿轮减速器，设计任务如老师所给的1.1设计内容（1） 在设计减速器过程中，传动装置的设计包括了传动方案的确定，传动装置如何进行运动，其中还有动力参数的计算，其后还包括了电动机的选择和传动比的分配；（2） 设计中需要选择合适的联轴器和传动零件设计计算；（3） 减速器的设计中减速器的装配图和零件图绘制（应用AutoCAD软件）；（4） 减速器的三维实体造型（应用PmE或其它软件）木次毕业设计选用的三维软件是solidworks；（5） 编写设计说明书；（6） 完成论文综述（5000字以上）和外文翻译（英文期刊论文翻译成中文，至少翻译3000字）；（7） 提交设计图纸及毕业论文1.2总体布置简图根据所给的图形，减速器的基本结构和传动简图如图下所示：图1减速器简图1.3工作情况连续单向运转，工作时有轻微的振动1.4原始数裾根据设计任务书上的所给的基本数据再结合一般减速器的设计要求，本次设计的原始基本数据如下表所示：表1减速器原始设计数据2同轴式二级圆柱齿轮减速器整体设计2.1传动方案的拟定及说明根据上图所给的齿轮减速器布置简图我们可以选择采用起到过载保护作用的V带，同轴式二级圆柱齿轮减速箱，因为选择同轴式可以使减速器横向尺寸变得较小。

根据原始数椐可以得到同轴式二级圆柱齿轮减速器输出轴的转速根据公式有：60?1000v60?1000?1.4nw???62.213r/minnDn?4302.2电动机的选择2.2.1电动机类型选择按照说明书所给的工作条件和工作要求，我们查表后可以选用Y (IP44)系列三相异步电动机它为卧式封闭结构2.2.2电动机容量(1) 卷筒轴的输出功率Pw2?12002T?1.4vFvPw????7.814kW 100010001000(2) 电动机的输出功率PdPd?传动装置的总效率：Pw?32???1??2??3??4??5上式中，？1,?2?为传动过程中电机到轴，齿轮之间，每对轴承，每个 联轴器的效率由参考文献［2］査得：V带传动：?1?0.955滚动轴承：?2?0.98752圆柱齿轮传动：?3?0.97弹性联轴器：?4?0.9925卷筒轴滑动轴承：?5?0.955则：q?0.955?0.98753?0.972?0.9925?0.955?0.82015故：Pd?Pwn7.814 ?0.82015?9.5275kW(3) 电动机额定功率Ped査看参考文献［2】根据上面的计算结果：Pd?9.5275kW我们可以选取电动机额定功率为：Ped?llkW。

4) 电动机的转速通过参考文献［2】查得：1) V带传动传动比范围：il?2 〜4;2) 同轴式二级圆柱齿轮减速器传动比范围杳表可以得出i2?8〜60,根据公式计算，电动机转速范围为nd?nw?il?i2?668 〜10026r/min可见同步转速为 750r/min、1000r/min、1500r/min 和 3000r/min 的电动机均符合这里初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如表2所示：表2电动机性能对比3根据上表可以发现2种方案都可以选择，但是方案1的电动机效率比 方案2的高，并且查参考文献［2】可以看出方案1中电动机的质量较小，并且比价比较低由上面的解释我们可以采用方案1,并且确定了型号为Y2-132M-4的电动机2.3计算传动装置总传动比和分配各级传动比2.3.1传动装置总传动比i?nml460??23.468 nw62.2132.3.2分配各级传动比根裾设计所需，V带传动比我们可以选取为il?2.5,则根据计算我们可以得出二级圆柱齿轮减速器的传动比为i2?i3?i23.468??9.387il2.5i2?i3?3.065上式计算出的传动比符合一般二级圆柱减速器的传动比的常用范围。

2.3.3计算传动装置的运动和动力参数(1) 各轴转速设计中为了方便计算和观察，我们规定电动机轴为0轴，所以依次减速器高速轴为I轴，中速轴为n轴，低速轴为m轴再计算出各轴转速：n0?nm?1460r/minnl?n2?n3?n01460??584r/minil2.5nl584??190.54r/mini23.065n2190.54??62.17r/mini33.065(2) 各轴输入功率根据电动机额定功率Ped计算出来各个轴的输入功率，即PO?Ped?llkWPl?P0ql?ll?0.955?10.505kWP2?Pln2q3?10.505?0.9875?0.97?10.06kWP3?P2ri2r)3?6.8608?0.9875?0.97?9.639kW(3) 各轴转矩计算4T0?9550Tl?9550T2?9550T3?9550P011?9550??71.95N?mn01460P10.5051?9550??171.786N?mnl584P210.06?9550??504.214N?mn2190.54P39.639?9550??1480.657N?mn362.17通过上述计算结果可知同轴式二级圆柱齿轮减速器各轴的计算结果如表所示：表3减速器各轴基木数据统计3重要的零部件设计3.1传动件的设计计算3.1.1 V带传动设计计算(1) 确定计算功率由于是带式输送机，每天工作两班，查参考文献［2］可以知道，工作情况系数：KA?1.2由此可知：Pca?KAPd?1.2?ll?13.2kW(2) 选择V带的带型由Pea、nO由参考文献［2］可以将V带选取为：A型。

3)确定带轮的基准直径dd并验算带速v1) 初选小带轮的基准直径ddl取小带轮的基准直径为：ddl?125mm2) 验算带速v5根据公式可以算得V带的速度为：v?nddln0n?125?1460??9.55m/s60?100060?1000由于带传动的基本速度范围为：5m/s?v?30m/s故带速合适3) 计算大带轮的基准直径根据参考文献［2］,计算大带轮的基准直径dd2为：dd2?ilddl?2.5?125?312.5mm根据上述结果，可以将带轮的基准直径可以圆整为：dd2?315mm(4)确定V带的中心距a和基准长度Ld1) 根据参考文献［2］带轮设计，初定中心距：a0?500mm2) 根据参考文献［2］计算带所需的基准长度：(dd2?ddl)2nLd0?2a0?(ddl?dd2)?24a0(dd2?ddl)2n?2a0?(ddl?dd2)?24a0n(315?125)2?2?500?(125?315)?24?500?1709.2mm由参考文献［2］选带的基准长度：Ld?1800mm3)按参考文献［2］计算实际中心距aa?aO?Ld?Ldl21800?1709.2?500? 2?545.4mm中心距的变化范围为518.4〜599.4mm。

⑸验算小带轮上的包角？1al?180??(dd2?ddl)57.3?a57.3? ?180??(315?125)545.4?160??90?6(6)确定带的根数1) 计算单根V带的额定功率由ddl和n0?1460r/min,查参考文献［2］得:P0?3.16kW根据n0?1460r/min，i?2.5和A型带,查参考文献［2］得:?P0?0.03kW查参考文献［2］得：Ka?0.95 KL?0.99于是有:Pr?(P0??P0)?Ka?KL?3.0kW2)计算V带的根数zz?取 5 根Pcal3.2??4.4Pr3.0⑺计算单根V带的初拉力的最小值(FO)min查看参考文献[2]得到A型带的单位长度质量为q=O.lkg/m,所以 (FO)min?5OO(2.5?Ka)Pca?qv2Kazv(2.5?0.95)?13.2?0.1?9.552]N0.95?5?9.55 ?234.5N?[500?应使带的实际初拉力FO?(FO)min⑻计算压轴力Fp(Fp)min?2z(F0)minsinal2152? 2?2?5?234.5?sin?2305N3.2斜齿轮传动设计计算按低速级齿轮设计：小齿轮转矩：7Tl?T2?504.214N?m小齿轮转速:nl?n2?190.54r/min传动比：i?i3?3.065。

3.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1） 按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动2） 运输机为一般工作机器，速度不高，故选7级精度（GB10095-88）3） 材料选择由参考文献[2]查得我们选择小齿轮材料为40Cr （调质），硬度为280HBS;大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS,二者硬度差为40HBS4） 选小齿轮齿数：zl?24：大齿轮齿数：z2?i?zl?3.065?24?74为了减小齿轮的传动磨损等选取：z2?755） 初选取螺旋角??14?3.2.2按齿面接触强度设计按式（10-21）试算，即dlt?2KtTlu?lZHZE2?（） ?d??u[?H]1）确定公成内各计算数值a） 试选载荷系数Kt?1.6b） 选取区域系数ZH?2.433c） ??1?0.78,??2?0.88，？？？？？l???2?0.78?0.88?1.66d） 小齿轮传递的传矩Tl?504.214N?me） 选取齿宽系数?d?lf） 由参考文献［1］表10-6查得材料的弹性影响系数：ZE?189.8MPa 12g） 由参考文献［1］图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限?Hliml?600MPa；8大齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim2?550MPa h＞由参考文献［1］式10-13计算应力循环次数：Nl?60?nl?j?Lh?60?584?l?（2?8?365?10）?2.046?109N12.0467109N2???6.72?108il3.065i） 接触疲劳寿命系数KHNl?0.90 KHN2?0.94j） 计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=l， 则有：???Hl?KHNl??Hlimlk）许用接触应力 SK???HN2Hlim2S?0.90?600MPa?540MPa;l0.94?550?MPa?517MPal540?517?528.5MPa 2???H????H1????H22?2）计算a）试算小齿轮分度圆直径dlt，代入上式中较小的值。

dlt??97.0mm b）计算圆周速度v?n?dlt?nln?97?190.54?s?0.955ms60?100060?1000c） 齿宽b及模数mntb??d?dlt?1.0?97mm?97mmmnt?dltcosP97?cosl4?mm?3.94 mm zl24h?2.25mnt?2.25?3.94mm?8.865mmb/h?97/8.865?10.95d） 计算纵向重合度?？???0.318?d?zl?tan。