机械设计课程设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器.doc
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机械课程设计窗体顶端一、 传动方案拟定设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器（1） 工作条件：使用年限5年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳2） 原始数据：滚筒输入转速80r/min；鼓轮输入功率3.2kw；运动简图： 二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和条件，选用 Y系列三相异步电动机2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率：η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒= 0.96 ×0.992 ×0.97 ×0.99 ×0.95=0.86（2）电机所需的工作功率：Pd=鼓轮输入功率/η总=3.6/0.86 =4.19KW3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速=147r/min取V带传动比Iv=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5，则合理总传动比i的范围为i=6~20，故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=（6~20）×147=882~2940r/min符合这一范围的同步转速有750r/min,1000r/min和1500r/min查出有三种适用的电动机型号、如下表方案电动机型号额定功率KW电动机转速（r/min）同步 满载传动装置的传动比总传动比 V带 齿轮1Y160M1-8 4kw750 7209 3 32Y132M1-6 4kw1000 96012 3 43Y 112M-44kw1500 144018 3.6 5综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较三种方案可知：方案1的传动比较小，传动装置尺寸较小，故方案1适合。
故选择电动机型号Y132M1-64、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132M1-6其主要性能：额定功率：4KW，满载转速960r/min，额定转矩2.0三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/147=6.62、分配各级传动比（1） 取i带=3.6（2） ∵i总=i齿×i 带π∴i齿=i总/i带=18/3.6=5四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）减速器输入轴：nI=nm/i带=1440/3.6=400(r/min)减速器输出轴：nII=nI/i齿=400/5=80(r/min) =滚筒nw=80(r/min)2、 计算各轴的功率（KW） PI=Pd×η带=3.72×0.96=3.57KW PII=PI×η轴承×η齿轮=3.57×0.992×0.97=3.44KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550×3.72/1440=24.67NmTI=9.55pI/n1 =9550x3.57/400=85.23NmTII =9.55pII/n2=9550x3.44/80=410.65Nm 五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算（1）选择普通V带由书P218表13-8得kA=1.2 又P=3.72KW故PC=KAP=1.2×3.72=4.464KW据PC=4.464KW和n1=1440r/min由书P219图13-15初定选用A型V带且d1=80~100（2）确定带轮基准直径，并验算带速（注：小带轮转速n1就是电机输出转速，大带轮转速n2就是减速器输入转速NI）取d1=90mm>dmin=75d2=n1/n2×d1(1-ε)=1440/400×90×（1-0.02） =317.52mm由书P219表13-9取d2=355mm 带速V：V=πd1n1/60×1000=π×90×1440/60×1000 =6.78m/s在5~25m/s范围内，带速合适。
3）确定带长和中心距初定中心距a0=1.5(d1+d2)=1.5×(90+355)mm=667.5mm取a0=700mm,符合0.7（d1+d2）
查阅表[1] 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS；精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度2)按齿面接触疲劳强度设计由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3确定有关参数如下：传动比i齿=3.89取小齿轮齿数Z1=20则大齿轮齿数：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78 由课本表6-12取φd=1.1(3)转矩T1T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm(4)载荷系数k : 取k=1.2(5)许用接触应力[σH][σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得：σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108查[1]课本图6-38中曲线1，得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3=49.04mm 模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取课本[1]P79标准模数第一数列上的值，m=2.5(6)校核齿根弯曲疲劳强度σ bb=2KT1YFS/bmd1确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=2.5×78mm=195mm齿宽：b=φdd1=1.1×50mm=55mm取b2=55mm b1=60mm(7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (8)许用弯曲应力[σbb]根据课本[1]P116：[σbb]= σbblim YN/SFmin由课本[1]图6-41得弯曲疲劳极限σbblim应为： σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa由课本[1]图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN：YN1=1 YN2=1弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1计算得弯曲疲劳许用应力为[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa校核计算σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm(10)计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s因为V＜6m/s，故取8级精度合适． 六、轴的设计计算 从动轴设计 1、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢，调质处理。
查[2]表13-1可知： σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa 2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为： d≥C 查[2]表13-5可得，45钢取C=118 则d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=35mm 3、齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N 齿轮作用力： 圆周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N 径向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N 4、轴的结构设计 轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。
（1）、联轴器的选择 可采用弹性柱销联轴器，查[2]表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器：35×82 GB5014-85 （2）、确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置 在齿轮两边轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周。
