机械设计课程设计-带式输送机传动装置一级圆柱齿轮减速器设计(18页).doc

-机械设计课程设计-带式输送机传动装置一级圆柱齿轮减速器设计-第 16 页 芜 湖 职 业 技 术 学 院Wuhu Institute of Technology课 程 设 计题 目 带式输送机传动装置 一级圆柱齿轮减速器设计 姓 名 学 号 学 院 机械工程学院 年 制 3 专 业 模具设计与制造 班 级 模具班 2016年3月24日课 程 设 计 任 务 书2015 2016 学年 机械工程 学院 模具设计与制造 专业编号： 1501030158 批准日期：学生： 院长：目录摘 要1. 系统总体方案的设计 1.1机械系统运作方案的选择. 1.2传动方案的设计的选择. 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计算总传动比及分配分级传动比.2. 传动零件的设计计算 2.1带轮齿轮等传动件的设计计算. 2.2轴的结构设计计算. 2.3滚动轴承的选择的计算. 2.4键连接的选择和校核计算. 2.5联轴器的选择.3. 减速器附件的选择 3.1齿轮润滑. 3.2轴承润滑. 3.3减速器的密封.4. 课程设计总结致谢参考资料1. 设计题目： 1.带式运输机传动装置的设计 一级圆柱齿轮减速器传动2.原始资料：带式运输机传动装置的设计 一级圆柱齿轮减速器传动设计任务书设计题目：带式运输机的传动装置设计 一级齿轮减速器传动设计计算说明书格式： 目录（标题及页次，注意最后编页号，便于修改）。 摘要 第1章 系统总体方案的设计（附总体方案简图）1.1机械系统运动方案的选择1.2电动机的选择1.3传动方案的设计和选择1.4计算总传动比及分配各级传动比1.5计算传动装置的运动和动力参数第2章 传动零件的设计计算（附必要的简图）2.1带轮、齿轮等传动件的设计计算2.2轴的结构设计及计算2.3滚动轴承的选择及计算2.4键联接的选择及校核计算2.5联轴器的选择。第3章 减速器附件的选择3.1检查孔和视孔盖3.2放油螺塞3.3油标3.4通气器3.5起吊装置3.6起盖螺钉3.7定位销3.8润滑与密封3.8.1齿轮润滑3.8.2轴承的润滑与密封(润滑与密封方式的选择、润滑剂的选择)1挡油环2密封圈 第4章 课程设计总结(本设计的优缺点、改进意见及课程设计的体会)致谢参考资料 此外还可以包含一些其它技术说明，例如装拆、安装的注意事项，维护保养的要求等。 参考资料（与说明书装订在一起）其格式举例如下：1邱宣怀.机械设计M.4版.北京：高等教育出版社，1997.2吴宗泽.机械设计课程设计M.4版.北京：高等教育出版社，2012.带式运输机传动装置的设计 一级圆柱齿轮减速器传动一、机械设计课程设计目的1.培养理论联系实际的设计思想 通过课程设计，训练综合运用机械设计课程和有关先修课程的理论和实际知识，结合生产实际培养分析和解决实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。2.培养机械设计能力 学会从机器功能的要求出发，合理选择执行机构和传动机构的类型，制定执行机构方案和传动机构方案，合理选择标准部件的类型和型号，正确计算零件的工作能力，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，进行结构设计。3.进行设计基本技能的训练 通过课程设计，学习运用标准、规范、手册、图册和查阅科技文献资料以及使用计算机、经验数据，进行估算和处理数据的能力。图1 带式运输机传动示意图二、设计参数： 1.带式运输机传动示意图，如图1所示。2.已知条件1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35；2）使用折旧期：8年；3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；5）运输带速度允许误差：±5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。3.设计数据已知条件题号1234567输送带拉力1600170018001900200024002600输送带速度1.51.21.110.91.21.2滚筒直径400350350320300300300三、传动方案列出2到3种传动方案，比较和选择一种最优方案，并说明理由。四、设计任务： 1.用AutoCAD绘制减速器装配图1张（A3）并打印；2.用AutoCAD全部零件工作图若干张（A4）；3.编写设计计算说明书。一份手写本，一份word电子版。五、课程设计计划表设计任务和内容完成时间检查结果1.设计准备：阅读设计任务书，阅读有关资料，拟定设计方案。2.机械系统总体设计：拟定多个原理设计方案，通过比较，优选出一个方案；计算出载荷（转矩）、速度（转速）；计算系统所需功率。3.传动装置总体设计：比较和选择传动装置方案；选定电动机类型和型号；确定总传动比和各级传动比；计算各轴转速和转矩。4.传动件设计计算：带传动和齿轮传动的参数和主要尺寸、轴、轴承和键连接等的设计计算；联轴器的类型和型号的确定。5.减速器装配图的设计6.零件工作图的设计7.编写设计计算说明书8.总结和答辩 课程设计任务完成清单说明书： 1 份 1 共 1 页；图 纸：共 8 张，其中装配图 1 张，零件图 7 张； 电子文档：文件夹 1 个； 文 档 2 个； 内 容： 减速器的设计计算和减速器图纸 芜湖职业技术学院Wuhu Institute of Technology 课程设计说明书设 计 题 目 一级圆柱齿轮减速器设计 学 院 机械工程学院 专 业 机械设计与制造 学 号 1501030158 姓 名 张柯松 指导教师 姓 名 张宏兵 2016年 06 月摘 要减速器利用齿轮的速度转换器将电机的回转数减速到所需要的回转数，它主要是一种动力传达的机构中，减速器的应用非常广泛，可以说，几乎在各式机械的传动系统中都可以见到其踪影。从大动力的传输工作到小负荷、精确的角度传输都可以见到减速器的身影，而且在工业的应用上，减速器具有减速及增加转矩的功能，因此减速机广泛用在速度与扭矩的转换设备中。关键词：传动方案，齿轮的设计，轴的设计，强度校核，装配图1.系统总体的方案设计 1.1机械运动系统运动方案的选择 1.1.1工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较稳，室内工作，有粉尘环境最高温度为35° 1.1.2使用期限：8年 1.1.3检查间隔期限：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修 1.1.4动力来源：电源，三相交流电电压380/220V 1.1.5运输带速度允许误差：25% 1.1.6制造条件生产批量：一般机械厂制造，小批量生产 1.2传动方案的设计的选择1.2.1运输带工作拉力2400N1.2.2运输带工作速度1.2m/s1.2.3卷桶直径300mm 1.2.4外传动机构为带传动 1.2.5减速器为单位斜圆柱齿轮减速器1.3电动机的选择 1.3.1按要求和工作条件可选Y系列三相笼型异步电动机，全封闭式结构 1.3.2选择电动机的功率 查表可得各结构效率： 齿轮传动：齿 =0.97 带传动 ：带=0.96 联轴器 ：联=0.99 卷筒 ：卷=0.96 卷筒轴的输出功率Pw Pw=FV/1000=2.88KW 从电动机到工作机总效率： =齿·带·联·卷=0.876 电动机所需功率 Pd=Pw/3.3KW 确定电动机转速 卷筒转速Hw=V/D=57.32r/min根据查表可知，单级圆柱齿轮减速器的合理传动量i=6-20则电动机转速的可选范围为Nd=inw（6-20）×52r/min=（3121040）r/min根据上述部分可知：电动机转速范围（3121040）r/min ：电动机功率Pd=4.0KW由机械设计课程手册表12-1选定电动机型号Y112M-2电动机型号：Y112M-4额定功率：4.0KW满载转速：1440r/min启动额定功率：4.0PW最大额定功率4.0PW机体质量：631.4计算传动装置的运动和运动参数 1.4.1转速 n电=480r/min n带=76.43r/min n齿76.43r/min1.4.2功率 Pd=3.3KW P带=Pd·带=3.1KW P齿=P带·齿=3.0KW 1.5计算总传动并分配各级传动比 总传动比i=m/w18.84分配传动比 i=电/带×带/齿考虑到润滑系条件因素，初定为。 i1=电/带=3 i2=带/齿=6.282.传动零件的设计和计算2.1带轮齿轮等传动件的设计计算2.1.1设计V带和带轮电动机输出功率Pd=3.30KW 转速n电=76r/min带传动比i=3 每天工作12小时确定功率Pc Pc=KA·Pd 查机械设计手册表6-7查的工作情况系数KA=1.2故Pc=2.64KW根据Pc和电查机械设计手册可知选用A型带确定带轮的基准直径 查机械设计手册表6-10定小带轮dd1=100mm验算带速V V=dd1电/C×100=3.66m/s 因为3.66m/s5m/s 所以 带速合适计算大带轮直径 dd2=idd1=560mm 根据机械设计基础表6-6选取dd2确定V带的中心距a和基准长度La 由式0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2） 490a0980 取a0=800mm 计算所需的基准长度La La=2754mm 由机械设计基础表6-2得 选取V带基准长度Ld=2800mm计算实际中心距 a A=a0+Ld=846mm Amax=a+0.03Ld=930mm Amin=a-0.015ld=758mm 经验算小带轮上的包角a =180-（d2-d1）*957.3/a)=151.6120 计算带的根数z 查 机械设计基础表8-10得 P0=1.37kw Ka=0.92 Kl=1.11 Z=1.75 取2根计算单根V带的初拉力最小值（F0）min（F0)min=224N计算带对轴的压力FQFQ=869N带轮的结构设计：小带轮采用实心式，大带轮单根宽度为1.3mm取带轮宽度为35mm2.1.2齿轮的设计计算选择齿轮材料,并确定许用应力. 小带轮采用实心式，大带轮采用单根宽度为1.3mm，取带轮轮宽为35mm齿轮的设计计算：选择软齿面齿轮传动，去小齿轮Z1=21取大齿轮Z2=60由设计计算公式进行计算,即d1Ad确定公式内的各计算数值: 1选载荷系数K1=1.3 2计算小齿轮传递的转矩T1=9550P1N齿=63.029(Nm) 3选择齿宽系数中d=0.90参考表10-11 4齿数比为u=Z2Z1=2.86 由于传动比相对误差(u-i)i100=0.35 0.35<3%5所以齿数选择合适. 参考表10-11选齿宽系数4d=1.1c齿轮相对轴承为对称布置 根据表10-8选取计算系数Am=12.6和Ad=776 由于较小冲击载荷,轴承对称布置和刚度较大,取载系数K=1.53计算小齿轮传递的转距离P1=Py带=5.28(KW) n1=Flim/i=320(r/min)T1=9550P1/n1=157.6(nm）4 按照齿面接触强度计算小齿轮分度圆直径d1Ad5协调设计参数计算中心距 a=d1（1+u）/2=175.1mm经过计算取a=180mm保证模数在标准值 m=2a/（Z1+Z2）=4.44取标准值m=4.56计算主要几何尺寸，计算分度圆直径 d1=mz1=95mmd2=mz2=270mm齿宽b=4dd1=85.05mm取b1=90mm b2=85mm校核齿根弯曲强度，计算当量齿数查表10-10查出复合齿形系数YsF1=4.316 YsF2=3.88YsF1/6F=0.0103YsF2/6F=0.0096所以去YFs/6F=YFs1/6F1计算轮齿弯曲强度齿轮弯曲强度条件所需要的模数为m2.09综上所述，根据设计要求，最后选取模数m=4.5符合设计标准.2.2轴的结构设计计算2.2.1计算输入轴选择轴的材料确定轴的外伸段直径轴的材料选用45钢正火处理 （200HBS）d=c³=37.5mm 2.考虑到轴的外伸段上开有键槽（安装联轴器）将计算轴径加大35后参照表14-3取标准直径d=40mm（符合弹性柱销联轴器的要求轴捷径规范。） d1=40+40*0.1*2=48mm根据机械设计课程设计手册得轴承标准尺寸得 d2=50mm d3=54mm d4=d2+0.1*d2*2=50+50*0.1*2=60mm 3.输入轴上的齿轮受力分析，计算从动齿轮传递的转矩 T2=9.55*1000000(p/N2)=347779.2KW.mm计算主动齿轮的圆周角，径向角 Ft2=2Fi/d2=2*347779.2/95=7322N Fr2=Ft2tan20°=2664N2.2.2计算输出轴d=c³=515mm 参照表14.3取标准直径d=53mm d1=61 d2=65mm d3=70mm =65+65*0.1*2=78mm输出轴上齿轮受力分析计算从动齿轮传递的传距 T2=9.55*1000000（p/n）=9.55*1000000*（8.39/85）=942641 N.mm 计算从动齿轮的圆周力，径向力。 Ft2=2F/d=2*942641/270=6983N Fr2=Ft2*tan20°=2514N计算输出轴的支座反力和弯矩 直齿圆周力Ft从作用在垂直面上（使轴面在V1面上产生了弯矩变 形）得到垂直面上A支座的反力 RA4=RBH=F0H/2=6983/2=3492N 在C处的水平弯矩 McH=RAH*0.5=3492*3.5=298566 直齿轮径向力Fr从作用在垂直面上（使在V面上产生弯曲变形）得到垂直面上A支座的反力。 RAV=RBV=Fr从/2=1257N 在C处的垂直弯矩 McV=RAV*0.5=1257*3.5=107474N.mm在c处的合成弯矩 Mc=317321N.mm输出轴在cd段承受的扭矩属于它传递转矩，T从=942641N.mm 计算危险截面的当量弯矩由当量弯矩图可见c处是截面，按式14-3计算该处的当量弯矩（对一般转轴可视其扭矩为脉动循环性质取扭矩校正系数 a=0.6）为 Me=648521 计算c处的需要轴径d2参照表14-1和表14-4得到45钢正火的轴在对称循环状态下的许用弯曲应力G-1w=54Mpa 按照14-5有 Dc=49.3 mm由于C出开键槽直径增大5后得d2=51.795它小于该处实际直径70故轴的弯矩轻度够2.3滚动轴承的选择计算已知输入轴两端轴径的直径d=50 由于轴于齿轮的径向载荷 Fr=2636N 所以得到轴承的径向轴承Fr1=Fr2=1318N 对于反承受径向载荷Fr P=Fr=1318N X=1 Y=0 查表13-10的 X1=1；Y2=0.所以轴承2的当量动载荷 P=XFr+YF0=XFr+0=1318N 计算轴承寿命根据式13-2得到需要轴承基本额定动载荷为C'=fpP/ft（60nl'h/106）=（1.5×1928.91）*=10873N<Cr故选用轴承代号60102.3.2已知输出轴两轴颈的直径d=65 由轴于齿轮的径向载荷 Fr=6983N所以得到齿轮的径向载荷Fr1=Fr2=6893N对于反承载受到径向载荷P=Fr=6983N计算轴承寿命，根据13-2得到需要轴承基本额定动量载荷为 C'=fpP/ft（60nl'h/106）=38755Cr故选轴承代号62132.4键连接的选择校核计算 2.4.1主动轴键的选择轴段1与带轮配合的键1根据d1=35mm选取平键b10mm2根据校核方程式确定强度是足够的3选取键10x50 GB/T10962.4.2 轴段2与联轴器配合的键 1根据d1=50选取圆头平键 b=14mm，h=29mm，L=60mm 2按校核方程式确定此圆头平键强度是足够的 3选取键14x60 GB/T1096 2.4.3轴段3与齿轮配合的键 1根据d3=60mm选取圆头平键 b=18h=11mm，L=55mm 2按校核方程式确定次圆头平键的强度是足够的 3选取键18x55 GB/T10962.5联轴器的选择 2.5.1选择十字滑块联轴器 2.5.2已知联轴器的传递的转矩T2为665.7N/mm，转速n2为74.77r/min，被连接轴的直径为45mm3.减速器附件的选择 3.1齿轮润滑 选择浸油润滑将大齿轮浸入油里进行润滑，深度至少为10mm，转速低可以稍微深一点，但不可以过低。 3.2轴承的润滑 尽可能利用传动件的润滑油来实现，根据齿轮的周围速度来选择，并在轴承内侧设置挡油环。 3.3减速器的密封 为了防止漏油和外界灰尘或者水的混合，浸入楼有补位，或者箱体面轴头，盖端及视孔盖等。第五章 总结-心得与体会 通过这次课程设计，让我更加深刻了解课本知识，和以往对知识的疏忽得以补充，在设计过程中遇到一些模糊的公式和专业用语，在选择在使用手册时，有的数据很难查出，但是这些问题经过这次设计，都一一得以解决，我相信这本书中还有很多我为搞清楚的问题，但是这次的课程设计给我相当的基础知识，为我以后工作打下了严实的基础。        通过这次设计使我对课本知识的巩固和对基本公式的熟悉和应用，计算力学和运动学及预选电动机过程中的那些繁琐的数据，使我做事的耐心和仔细程度得以提高。课程设计是培训学生运用本专业所学的理论知识和专业知识来分析解决实际问题的重要教学环节，是对三年所学知识的复习和巩固。同样，也促使了同学们的相互探讨，相互学习。因此，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步的完成设计。如果时间可以重来，我可能会认真的去学习和研究，也可能会自己独立的完成一个项目，我相信无论是谁看到自己做出的成果时心里一定会很兴奋。此次设计让我明白了一个很深刻的道理：团队精神固然重要，但人往往要靠自己的努力，自己亲身去经历，这样自己心里才会踏实，学到的东西才会更多。  总之，这次课程设计使我收获很多、学会很多、比以往更有耐心很多。感谢学校及老师给我们这次课程设计的机会，最真挚的感谢我们的辅导老师 ，在设计过程中，老师精心的辅导和不厌其烦地的态度才使得我们以顺利的完成这次设计，他那无私的奉献的精神照耀着我们对学习的热爱，同时也增加我们对知识的追求和欲望度。参考文献1机械设计课程设计2机械制图教材3机械设计基础教材4工程力学教材