带式运输机同轴式二级圆柱齿轮减速器课程设计.doc

带式运输机同轴式二级圆柱齿轮减速器目录一、 题目及总体分析………………………………………………2二、 各主要部件选择………………………………………………2三、 选择电动机……………………………………………………3四、 分配传动比……………………………………………………3五、 传动系统的运动和动力参数计算……………………………4六、 设计Ｖ带和带轮…………………………………………………6七、 齿轮的设计……………………………………………………9八、 传动轴和传动轴承的设计……………………………………16(a) 低速轴、传动轴承以及联轴器的设计………………………16（b） 高速轴以及传动轴承的设计……………………………………23(c) 中间轴以及传动轴承的设计…………………………………25九 轴承的选择和校核计算………………………………………28十 键连接的选择与校核计算……………………………………30十一、轴承端盖的设计与选择…………………………………………31十二、滚动轴承的润滑和密封…………………………………………32十三、联轴器的选择……………………………………………………32十四、其它结构设计……………………………………………………33十五、参考文献…………………………………………………………36一、题目及总体分析题目：设计一个带式输送机传动装置给定条件：由电动机驱动，输送带的牵引力为5800N，输送带的速度为0.75m/s，输送带滚筒的直径为410mm。

工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日），小批量生产，两班制工作，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传动装置组成：由电动机、减速器、联轴器、v带、卷筒、运输带等组成减速器采用二级圆柱同级减速器整体布置如下： 1.1 带式输送机传动简图二、各主要部件选择目的过程分析结论动力源电动机齿轮斜齿传动平稳高速级做成直齿，低速级做成斜齿轴承此减速器轴承所受轴向力不大球轴承联轴器弹性联轴器三、 选择电动机目的过程分析结论类型根据一般带式输送机选用的电动机选择选用Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机功率工作机所需有效功率为＝5700×0.75/（1000×0.96）＝4.45 kw电动机至运输带的传动总效率为：=0.724为V带的效率,为第一、二、三和联卷筒四对轴承的效率，为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为7级精度，油润滑），为联轴器的效率为卷筒传动电动机所需工作功率为： P＝P/＝4.45/0.824＝5.40 kw ,要求电动机输出功率为P＝5.40 kw型号执行机构的曲柄转速为＝＝＝33.31 r/min经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比＝2～4，二级圆柱齿轮减速器传动比＝8～40，则总传动比合理范围为＝16～160，电动机转速的可选范围为：＝×＝（16～160）×33.31＝166~1332.459r/min按电动机的额定功率P，要满足P≥P以及综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132M2—6的三相异步电动机，额定功率P为5.5 kw，额定电流8.8 A，满载转速960 r/min，同步转速1000 r/min。

选用型号Y132M2—6的三相异步电动机四、 分配传动比目的过程分析结论分配传动比（1） 由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速，可得传动装置总传动比为：＝/＝960/34.95＝28.820（2） 分配传动装置传动比：＝×式中、分别为带传动和减速器的传动比对于同轴式圆柱齿轮减速器，传动比按下式分配：＝＝ 式中为高速级圆柱齿轮的传动比，为低速级圆柱齿轮的传动比为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取＝2.5，则减速器传动比为：＝＝＝＝3.39五、 传动系统的运动和动力参数计算目的 过程分析结论传动系统的运动和动力参数计算按电动机轴至工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数各轴转速：高速轴Ⅰ ＝＝960/2.5＝384 r/min中间轴Ⅱ ＝＝417.39/3.39＝113.274 r/min低速轴Ⅲ ＝／＝120.98/3.39＝33.414 r/min滚筒轴Ⅳ ==33.414r/min各轴输入功率：高速轴Ⅰ ＝P×＝5.5×0.96＝5.28 kW 中间轴Ⅱ   ＝×η2×＝5.28×0.99×0.97＝5.07 kW 低速轴Ⅲ   ＝×η2×＝5.07×0.99×0.97＝4.77 kW滚筒轴Ⅳ ＝×η2×η4=4.77×0.99×0.99＝4.675 kW各轴输入转矩：电动机输出转矩：＝9550 ＝9550×5.5/960＝54.71 N·m高速轴Ⅰ ＝9550＝9550×5.28/384＝131.31 N·m中间轴Ⅱ ＝9550＝9550×5.07/113.274＝427.445 N·m低速轴Ⅲ ＝9550＝9550×4.77/33.41＝1363.30 N·m滚筒轴Ⅳ ＝9550＝9550×4.675/33.41＝1226.15N·m 轴 参数 电机轴 轴Ⅰ 轴Ⅱ 轴Ⅲ滚筒轴Ⅳ功率P/KW5.55.285.074.774.675转矩T/（N·m）54.71131.31427.451363.301336.154转速n/（r/min）960384113.27433.41433.414传动比i2.53.393.39效率η0.960.97020.97600.9702计算步骤结果六、 设计Ｖ带和带轮（a） 确定计算功率查机械设计课本表8-7选取工作情况系数：＝1.2 ＝×＝1.2 ×5.5＝6.6 kw（b） 选择Ｖ带的带型根据＝6.6 kw，＝1.2 ,查课本图8-11选用带型为A型带。

c） 确定带轮基准直径并验算带速a) 初选小带轮的基准直径查课本表8-6和表8-8得小带轮基准直径＝100 mmb) 验算带速＝＝＝5.024 m/s因为5 m/s≤≤30 m/s ，故带速合适c) 计算大带轮的基准直径大带轮基准直径＝＝2.5×100＝250 mm ，式中为带传动的传动比，根据课本表8-8，圆整为＝250 mm d） 确定V带的中心距和带的基准长度由于0.7≤≤2，所以初选带传动的中心距为：＝1.5＝525 mm所以带长为：=≈1610.49 mm查课本表8-2选取v带基准长度＝1600 mm，传动的实际中心距近似为：≈+≈519.76 mm圆整为＝520 mm，中心距的变动范围为：＝-0.015＝496 mm＝+0.03＝568 mm故中心距的变化范围为496～568 mm e） 验算小带轮上的包角≈163.47o≥90o，包角合适f） 计算带的根数z因＝100 mm，带速v＝5.024 m/s，传动比,则查课本、表8-4a、表8-4b,并由内插值法得单根普通V带的基本额定功率＝0.95 kw，额定功率增量＝0.11 kw 查课本表8-2得带长修正系数＝0.99 查课本表8-5,并由内插值法得小带轮包角修正系数＝0.96 ，于是＝＝＝6.55 故取7根。

g） 计算单根V带的初拉力的最小值查课本表8-3可得V带单位长度的质量 ＝0.10 kg/m,故:单根普通Ｖ带张紧后的初拉力为＝＝155.17 N（h） 计算压轴力压轴力的最小值为: ＝2＝2122.07 N（i） 带轮结构V带由轮缘、轮辐、和轮毂组成根据V带根数Z＝7，小带轮基准直径＝100 mm，大带轮基准直径＝250 mm故由课本图8-14小带轮选择腹板式大带轮选择孔板式轮槽的截面尺寸槽型bd/mm/mm/mme/mmfmin/mmA11.0 2.758.715±0.3938o大带轮宽度:B=(z-1)e+2f=108 mm ＝1.2=6.6 kwA型＝100 mm=5.024 m/s＝250 mm=1610.49 mm＝1600 mm＝520 mm=163.47o取=7=2122.07 N七、 齿轮设计因减速器为同轴式，低速级齿轮比高速级齿轮的强度要求高，所以应优先校准低速级齿轮a） 低速级齿轮传动的设计计算1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数a) 选用斜齿圆柱齿轮传动，运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095－88)b) 材料选择由表10-1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。

c) 选小齿轮齿数＝24，大齿轮齿数Z2＝Z1i2＝24×3.39＝81.36，取Z2＝82d) 初选螺旋角β＝14oi. 按齿面接触强度设计由机械设计课本设计计算公式（10-21）进行计算，即（1） 确定公式内的各计算数值1) 试选=1.62) 小齿轮传动的转矩为 T＝427.445×103 N·mm3) 查课本P205表10-7选取齿宽系数＝14) 查课本P201表10-6得材料的弹性影响系数ZE＝189.8 5) 由课本P209图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600 MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限为σHlim2＝550 MPa6) 计算应力循环次数＝60nj ＝60×113.27×1000×（2×8×300×10）＝3.26×108＝＝＝0.96×1087) 由课本P207图10-19去接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝1.0 8) 查课本P217图10-30选取区域系数Z=2.433 9) 由课本P215图10-26查得标准圆柱齿轮传动的端面重合度＝0.77 ，＝0.855则＝+＝1.62510) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1,应用公式（10-12）得:[]==0.95×600＝570[]＝＝1.0×550＝550则许用接触应力为：＝＝＝560 （2） 设计计算1) 试算小齿轮的分度圆直径d，由计算公式得＝91.26 mm2) 计算圆周速度。