带式运输机的展开式双极斜齿圆柱齿轮减速器

课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2011~2012学年第一学期课程名称机械设计指导教师职称教授学生姓名专业班级班级学号题目带式运输机的展开式双极斜齿圆柱齿轮减速器成绩起止日期2011年12月21日～2012年1月1日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸张4装配图15零件图26课程设计任务书2009—2010学年第一学期机械工程学院（系、部）材料成型专业班级课程名称：机械设计设计题目：带式运输机的展开式双极斜齿圆柱齿轮减速器完成期限：自2011年12月21日至2012年1月1日共2周内容及任务一、设计的主要技术参数：运输带牵引力F=2180N；输送速度V=1.07m/s；滚筒直径D=300mm。工作条件：三班制，使用年限10年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输带速度允许误差±5%。二、设计任务：传动系统的总体设计；传动零件的设计计算；减速器的结构、润滑和密封；减速器装配图及零件工作图的设计；设计计算说明书的编写。三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务：（1）减速机装配图1张；（2）零件工作图2~3张；（3）设计说明书1份（6000~8000字）。进度安排起止日期工作内容2009.12.21-2009.12.22传动系统总体设计2009.12.23-2009.12.25传动零件的设计计算2009.12.25-2009.12.31减速器装配图及零件工作图的设计、整理说明书2010.01.01交图纸并答辩主要参考资料1.《机械设计（第八版）》（濮良贵，纪明刚主编高教出版社）2.《机械设计课程设计》（金清肃主编华中科技大学出版社）3.《工程图学》（赵大兴主编高等教育出版社）4．《机械原理》（朱理主编高等教育出版社）5.《互换性与测量技术基础》（徐雪林主编湖南大学出版社）6.《机械设计手册（单行本）》（成大先主编化学工业出版社）7.《材料力学》（刘鸿文主编高等教育出版社）指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日机械设计设计说明书带式运输机的展开式双极斜齿圆柱齿轮减速器（10）起止日期：2011年12月21日至2012年01月01日机械工程学院（部）2011年01月01日学生姓名黄永昇班级材料091学号09405701110成绩指导教师(签字)目录1设计任务书···················································································2传动方案的拟定··········································································3电动机的选择··············································································4确定总传动比及分配各级传动比··············································5传动装置运动和运动参数的计算···································6齿轮的设计及计算······································································7轴的设计及计算························································8轴承的寿命计算及校核······························································9键联接强度的计算及校核··························································10润滑方式、润滑剂以及密封方式的选择··································11减速器箱体及附件的设计························································12设计小结·······························································13参考文献·······························································一.课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V表一:题号参数12345运输带工作拉力（kN）1.972.182.032.002.06运输带工作速度（m/s）1.251.071.221.231.2卷筒直径（mm）350300350350350二.设计要求1.减速器装配图一张(A1)。2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。3.设计说明书一份。三.设计步骤1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.确定传动装置的总传动比和分配传动比4.计算传动装置的运动和动力参数5.设计V带和带轮6.齿轮的设计7.滚动轴承和传动轴的设计8.键联接设计9.箱体结构设计10.润滑密封设计11.联轴器设计2.传动装置总体设计方案:1.组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：η2η3η5η4η1IIIIIIIVPdPw图一:(传动装置总体设计图)初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。传动装置的总效率a5423321a＝0.96×398.0×295.0×0.97×0.96＝0.759；1为V带的效率,1为第一对轴承的效率，3为第二对轴承的效率，4为第三对轴承的效率，5为每对齿轮啮合传动的效率（齿轮为7级精度，油脂润滑.因是薄壁防护罩,采用开式效率计算)。3.电动机的选择电动机所需工作功率为：P＝P/η＝2180×1.07/1000×0.759＝2.93kW,执行机构的曲柄转速为n＝D60v1000=68.15r/min，经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i＝2～4，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i＝8～40，则总传动比合理范围为i＝16～160，电动机转速的可选范围为n＝i×n＝（16～160）×68.15＝1090.4～10904r/min。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Y112M—4的三相异步电动机，额定功率为4.0额定电流8.8A，满载转速mn1440r/min，同步转速1500r/min。方案电动机型号额定功率Pedkw电动机转速minr电动机重量N参考价格元传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动减速器1Y112M-441500144047023016.152.37.024.确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为ai＝n/n＝1440/68.15＝21.13（2）分配传动装置传动比ai＝0i×i式中10,ii分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取0i＝2.3，则减速器传动比为i＝0/iia＝21.13/2.3＝9.19根据各原则，查图得高速级传动比为1i＝3.24，则2i＝1/ii＝2.845.计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速n＝0/inm＝1440/2.3＝626.09r/minⅡn＝1/　Ⅰin＝626.09/3.24＝193.24r/minⅢn＝Ⅱn/2i＝193.24/2.84=60.04r/minⅣn=Ⅲn=60.04r/min（2）各轴输入功率ⅠP＝dp×1＝2.93×0.96＝2.81kWⅡP＝Ⅰp×η2×3＝2.81×0.98×0.95＝2.62kWⅢP＝ⅡP×η2×3＝2.62×0.98×0.95＝2.44kWⅣP＝ⅢP×η2×η4=2.44×0.98×0.97＝2.32kW则各轴的输出功率：ⅠP＝ⅠP×0.98=2.75kWⅡP＝ⅡP×0.98=2.57kWⅢP＝ⅢP×0.98=2.39kWⅣP＝ⅣP×0.98=2.27kW中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×GD132515×345×315216×1781236×8010×41（3）各轴输入转矩1T=dT×0i×1N·m电动机轴的输出转矩dT=9550mdnP=9550×2.93/1440=19.43N·所以:ⅠT＝dT×0i×1=19.43×2.3×0.96=42.90N·mⅡT＝ⅠT×1i×1×2=42.90×3.24×0.98×0.95=129.40N·mⅢT＝ⅡT×2i×2×3=129.40×2.84×0.98×0.95=342.14N·mⅣT=ⅢT×3×4=342.14×0.95×0.97=315.28N·m输出转矩：ⅠT＝ⅠT×0.98=42.04N·mⅡT＝ⅡT×0.98=126.81N·mⅢT＝ⅢT×0.98=335.30N·mⅣT＝ⅣT×0.98=308.97N·m运动和动力参数结果如下表轴名功率PKW转矩TNm转速r/min输入输出输入输出电动机轴2.9319.4314401轴2.752.8142.9042.04626.092轴2.572.62129.40126.81193.243轴2.392.44342.14355.3060.044轴2.272.32315.28308.9760.046.齿轮的设计（一）高速级齿轮传动的设计计算１．齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮（1）齿轮材料及热处理①材料：高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数1Z=24高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为大齿轮240HBSZ2=i×Z1=3.24×24=77.76取Z2=78.②齿轮精度按GB/T10095－1998，选择7级，齿根喷丸强化。２．初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计2131)][(12HEHdttZZuuTKd确定各参数的值:①试选tK=1.6查课本215P图10-30选取区域系数ZH=2.433由课本214P图10-2678.0182.02则6.182.078.0②由课本202P公式10-13计算应力值环数N1=60n1jhL=60×626.09×1×（2×8×300×8）=1.4425×109hN2==4.45×108h#(3.25为齿数比,即3.25=12ZZ)③查课本203P10-19图得：K1=0.93K2=0.96④齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用202P公式10-12得:[H]1=SKHHN1lim1=0.93×550=511.5MPa[H]2=SKHHN2lim2=0.96×450=432MPa许用接触应力MPaHHH75.4712/)4325.511(2/)][]([][21⑤查课本由198P表10-6得：EZ=189.8MPa由201P表10-7得:d=1T=95.5×105×11/nP=95.5×105×2.81/626.09=4.28×104N.m3.设计计算①小齿轮的分度圆直径dt12131)][(12HEHdttZZuuTKd=mm53.4