武汉理工大学机械设计+带式运输机减速器设计说明书2

1设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮齿轮减速器。工作经常满载，空载启动，工作有轻振，不反转，单班制工作。运输带容许速度误差为5%。减速器为小批生产，使用期限10年。运输带拉力F(N)：2000运输带速度V(m/s)：1.2卷筒直径D(mm)：320目录设计任务书……………………………………………………3传动方案的拟订及说明………………………………………3电动机的选择…………………………………………………3计算传动装置的运动和动力参数……………………………5传动件的设计计算……………………………………………7轴的设计计算………………………………………………..16滚动轴承的选择及计算……………………………………..38键联接的选择及校核计算…………………………………..42联轴器的选择………………………………………………..43减速器附件的选择…………………………………………..44润滑与密封…………………………………………………...44设计小结……………………………………...44参考资料目录………………………………………………...452设计计算及说明结果一、设计任务书设计一用于带式运输机上的圆锥圆柱齿轮减速器，已知带式运输机驱动卷筒的圆周力（牵引力）F=2000N，带速v=1.2m/s，卷筒直径D=320mm，输送机常温下经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。工作寿命10年（设每年工作300天），一班制。二、传动方案的拟订及说明计算驱动卷筒的转速min/6.713202.1100060100060rDvnw选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总传动比约为13。根据总传动比数值，可拟定以下传动方案：图一三、选择电动机1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。77.6/minwnr3设计计算及说明结果2）电动机容量(1)卷筒的输出功率PkwFvpw4.210002.120001000(2)电动机输出功率dPdPP传动装置的总效率12^3345^26式中1、2…为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表2-4查得：V带传动1=0.96；滚动轴承2=0.988；圆柱齿轮传动3=0.97；圆锥齿轮传动4=0.96；弹性联轴器5=0.99；卷筒轴滑动轴承6=0.96；则0.960.988^30.970.960.990.990.960.81故kwp96.281.04.2pd(3)电动机额定功率edP由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表20-1选取电动机额定功率4.0edPkw。3）电动机的转速推算电动机转速可选范围，由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表2-1查得Ｖ带传动常用传动比范围1'2~4i，单级圆柱齿轮传动比范围2'3~6i，圆锥齿轮传动比范围3'2~3i，则电动机转速可选范围为：2.73Pkw0.813.36dPkw4设计计算及说明结果min/4296~2.859321'riiinnd初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如下表：方案电动机型号额定功率（ｋｗ）电动机转速(r/min)电动机质量(kg)同步满载1Y132M1-641000960732Y112M-441500144043传动装置的传动比总传动比V带传动二级减速器12.373.13.9918.564.644两方案均可行,但方案1传动比较小,传动装置结构尺寸较小,因此采用方案1,选定电动机的型号为Y132M1-64）电动机的技术数据和外形,安装尺寸由《机械设计（机械设计基础）课程设计》表20-1、表20-2查得主要数据，并记录备用。四、计算传动装置的运动和动力参数1）传动装置总传动比4.136.71960nnim2）分配各级传动比因为是圆锥圆柱齿轮减速器，所以35.325.01ii圆锥圆柱齿轮减速器传动比435.34.1312iii12.37i13.1i23.99i设计计算及说明结果53）各轴转速（轴号见图一）min/6.71min/6.714287min/28735.3960min/960min/96045234123121rnnrinnrinnrnnrnnm4）各轴输入功率按电动机所需功率dP计算各轴输入功率，即kwppkwppkwppkwppkwppd63.266.298.066.297.0988.078.278.296.089.2895.2988.099.096.296.22453234423521215）各轴转矩mnnpmnnpTmnnpTmnnpTmNnpT789.3509550T27.3559550627.929550799.28955045.299550555444333222111项目轴1轴2轴3轴4轴5转速(r/min)96096028771.671.6功率(kw)2.962.8952.782.662.63转矩(N*m)29.4528.79992.63355.27350.79传动比113.3541效率10.9780.960.9580.98812345960/min960/min310/min77.6/min77.6/minnrnrnrnrnr123453.363.293.163.022.98PkwPkwPkwPkwPkw1234533.4332.7397.35371.66366.74TNmTNmTNmTNmTNm6设计计算及说明结果五、传动件的设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率kwp895.22，小齿轮转速960r/min，齿数比u=3.35，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。1、选定齿轮精度等级、材料及齿数1）圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)2）材料选择由《机械设计（第八版）》表10-1选择小齿轮材料为40rC(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。3）选小齿轮齿数125z，大齿轮齿数75.832535.32z，取整842z。则36.3258412zzu2、按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即1132.92()^2(10.5)^2EtRRHZKTdu（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数1.8tK2）计算小齿轮的转矩mmnnpT287995^105.952223）选齿宽系数0.33R125z842z0.33R7设计计算及说明结果4）由《机械设计（第八版）》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HMPa，大齿轮的接触疲劳强度极限lim2550HMPa5）由《机械设计（第八版）》表10-6查得材料的弹性影响系数189.8^0.5EZMPa6）计算应力循环次数8^10114.436.39^103824.1N27)由《机械设计（第八版）》图10-19取接触疲劳寿命系数120.93,0.96HNHNKK8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得12lim11lim220.936005580.96550528HNHHHNHHKMPaSKMPaS（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径1td，代入H中较小的值mmuRRKTzdHEt03.6005.192.2321212）计算圆周速度vsmndv/01.310006096003.6010006021lim1600HMPalim2550HMPa189.8^0.5EZMPa8^10114.49^103824.121NN12558528HHMPaMPammdt03.601smv/01.38设计计算及说明结果3）计算载荷系数根据smv/01.3，7级精度，由《机械设计（第八版）》图10-8查得动载系数1.12vK直齿轮1HFKK由《机械设计（第八版）》表10-2查得使用系数1.25AK根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查《机械设计（第八版）》表得轴承系数1.25HbeK，则1.51.51.251.875HFHbeKKK接触强度载荷系数1.251.1211.8752.625AvHHKKKKK4）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得07.6811ttKKdd5）计算模数mmmzdm722.22507.6811取标准值3mmm6）计算齿轮相关参数mmudRuummmzdmmmzd46.1312174169016136.336.3arccos1arccos2528437525321222122117）圆整并确定齿宽mmRrb38.4346.13133.02.625Kmmd07.6813mmmmmRmmdmmd46.1317416252752121153bmm249bmm9圆整取249bmm，153bmm设计计算及说明结果3、校核齿根弯曲疲劳强度1）确定弯曲强度载荷系数1.251.1211.8752.625AvFFKKKKK2）计算当量齿数78.30474cos84cos04.2616cos25cos222111zzzzvv3）由《机械设计（第八版）》表10-5查得齿形系数12.60FaY22.06FaY应力校正系数11.595saY21.97saY4）由《机械设计（第八版）》图20-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限1500FEMPa，大齿轮的弯曲疲劳强度极限2380FEMPa5）由《机械设计（第八版）》图10-18取弯曲疲劳寿命系数10.88FNK20.94FNK6）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数1.4S，得1112220.88500314.291.40.94380255.141.4FNFEFFNFEFKMPaSKMPaS2.625K78.30404.2621vvzz12314.29255.14FFMPaMPa107）校核弯曲强度设计计算及说明结果根据弯曲强度条件公式2^2(10.5)^2FaSaFFRKTYYbmZ进行校核MpazmbYKTYRSaFaF62.755.012121111MpazmR756.235.01bYKTY2222Sa2Fa22F满足弯曲强度，所选参数合适。圆柱斜齿轮设计已知输入功率kwP78.23，小齿轮转速187r/min，齿数比u=4，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。1、选定齿轮精度等级、材料及齿数1）圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)2）材料选择由《机械设计（第八版）》表10-1选择大小齿轮材料均为45钢（调质），小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为220HBS。3）选小齿轮齿数123z，大齿轮齿数242392z4）选取螺旋角。初选螺旋角142、按齿面接触强度设计11FM62.75Fpa2F2F756.23Mpa11123z,292z设计计算