二级减速器课程设计

机械设计课程设计计算说明书设计题目：设计带式输送机中的传动装置专业年级：机械12-4学号：1230060423学生姓名：XXX指导教师：刘丽芳机械工程系完成时间2014年7月4日机械设计课程设计任务书学生姓名：XXX学号：1230060423专业：机械设计制造及其自动化任务起止时间：2014年6月23日至2014年7月4日设计题目：设计带式输送机中的传动装置一、传动方案如图1所示：图1带式输送机减速装置方案二、原始数据滚筒直径d/mm800传送带运行速度v/(m/s)1.6运输带上牵引力F/N1900每日工作时数T/h24传动工作年限5单向连续平稳转动，常温空载启动。三、设计任务：1.减速器装配图1张（A0图纸）2.低速轴零件图1张（A3图纸）3.低速轴齿轮零件图1张（A3图纸）4.设计说明书1份在三周内完成并通过答辩参考资料：《机械设计》《机械设计基础》《课程设计指导书》《机械设计手册》《工程力学》《机械制图》指导教师签字：2014年6月23日1轴目录一、电机的选择................................................................................1二、传动装置的运动和动力参数计算............................................2三、V带传动设计............................................................................4四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）............................5五、轴的结构设计计算....................................................................9六、轴的强度校核..........................................................................16七、校核轴承寿命..........................................................................21八、键连接的选择和计算..............................................................22九、箱体的设计..............................................................................22十、心得体会..................................................................................231一、电机的选择1.1选择电机的类型和结构形式：依工作条件的要求，选择三相异步电机：封闭式结构U=380VY型1.2电机容量的选择工作机所需的功率PW=Fv/1000=3.04kWV带效率1：0.96滚动轴承效率（一对）2：0.99闭式齿轮传动效率（一对）3:0.97联轴器效率4：0.99工作机（滚筒）效率5(w)：0.96传输总效率=0.825则，电动机所需的输出功率PW=Pd/=3.68kW1.3电机转速确定卷筒轴的工作转速W601000πvnD=38.22r/minV带传动比的合理范围为2~4，两级圆柱齿轮减速器传动比的合理范围为8~40，则总传动比的合理范围为'i=16~160，故电动机转速的可选范围为：dW'nin=611.52~6115.2r/min2在此范围的电机的同步转速有：750r/min1000r/min1500r/min3000r/min依课程设计指导书表18-1：Y系列三相异步电机技术参数（JB/T9616-1999）选择电动机型号：Y112M-4额定功率Ped：4Kw同步转速n：1500r/min满载转速nm：1440r/min二、传动装置的运动和动力参数计算总传动比：mWnin37.682.1分配传动比及计算各轴转速取V带传动的传动比i0=3则减速器传动比i=i/i0=12.56取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比11.4ii4.19则低速级传动比21iii32.2传动装置的运动和动力参数计算0轴（电动机轴）0dPP3.68kW0mnn1440r/min0009550PTn24.41Nm1轴（高速轴）101PP3.53kW010nni480r/min31119550PTn70.23Nm2轴（中间轴）2123PP3.39kW121nni114.56r/min2229550PTn282.60Nm3轴（低速轴）3223PP3.26kW232nni38.19r/min3339550PTn815.21Nm4轴（滚筒轴）4324PP3.20kW43Wnnn38.22r/min4449550PTn799.59Nm以上功率和转矩为各轴的输入值，1~3轴的输出功率或输出转矩为各自输入值与轴承效率的乘积。各轴运动和动力参数如下表：表2-1各轴运动和动力参数轴名功率P/kW转矩T/Nm转速n/(r/min)传动比i效率输入输出输入输出0轴3.6824.4114401轴3.533.4970.2369.5348032轴3.393.36282.60279.77114.564.193轴3.263.23815.21807.0638.1934轴3.203.17799.59791.5938.2214三、V带传动设计3.1确定计算功率根据已知条件结合教材《机械设计》由表8-8得到工作情况系数KA=1.2，故Pca=KAPd=4.42kW。3.2选择普通V带型号已知Pca，nm，结合教材《机械设计》由表8-11确定所使用的V带为A型。3.3确定带轮基准直径并验算带速(1)结合教材《机械设计》由图/表8-9，初选小带轮直径dd1=90mm。(2)验算带速：d1mπ601000dnv6.78m/s，满足5m/sv30m/s。(3)计算大齿轮的基准直径d20d1did270mm。3.4确定V带中心距和基础长度(1)根据d1d20d1d20.7()2()ddadd，初定中心距a0=500mm。(2)计算所需的带长2d1d2d00d1d20π2()24ddLadda=1598.95mm。由图/表8-2，对A型带进行基准长度Ld=1550mm。(3)实际中心距dd00-2LLaa476mm中心距的变化范围mindmaxd0.0150.03aaLaaL453~522.50mm。53.5验算小带轮包角ood2d1118057.3dda157.13120°合格。3.6计算V带根数Z由nm，dd1结合教材《机械设计》查表8-4得P0=1.06kW。由nm，i0，A型带，查表8-5得P0=0.17kW。已知1查表8-6得K=0.93，已知Ld查表8-2得KL=0.98则V带根数ca00αL()PzPPKK3.93，取z=4。3.7计算压轴力由教材《机械设计》表8-3，可知A型带单位长度质量q=0.105kg/m。单根V带的初拉力最小值：αca20minα2.5()500KPFqvKzv=142.40N。压轴力的最小值：1Pmin0min()2()sin2FzF=1116.59N。四、设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮）4.1高速级齿轮传动设计计算(1)选择材料及确定许用应力由教材《机械设计》表10-1确定以下参数：6表4-1高速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度Hlim1/MPaFE1/MPa小齿轮调质280HBS600500大齿轮调质240HBS550380由公式10-14，取安全系数SH=1，SF=1.4。则许用应力为：Hlim1H1H[]S600MPaHlim2H2H[]S550MPaFE1F1F[]S357.14MPaFE2F2F[]S271.43MPa(2)按齿面接触强度设计设齿轮按7级精度制造，由教材《机械设计》表10-2得载荷系数K=1.3，由表10-7得齿宽系数Φd=1，由表10-5可得弹性系数ZE=189.8012MPa。小齿轮传递的（输入）转矩：T1=7.02×104Nmm(注意单位换算)小齿轮分度圆直径：21131td1min12.32EHKTiZdi55.18mm。齿数取z1=24，z2=i1z1≈101，故实际传动比i1=z2/z1=4.19。齿宽d1tbd56mm（圆整）。取大齿轮齿宽b2=56mm，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b2+(5~10)=63mm。模数m=d1t/z1=2.36，按表10-1，取标准模数m=2.5，7实际分度圆直径11dzm60mm，2d252.5mm，中心距122dda156.25mm。(3)验算齿轮弯曲强度由教材《机械设计》图10-17，取齿形系数YFa1=2.65,YFa2=2.23，应力修正系数YSa1=1.58，YSa2=1.76。判断：1Fa11F12212zSaKTYYbm96.26≦[σF1]判断：F1Fa2Sa2F2Fa1Sa1YYYY90.23≦[σF2]满足条件，安全。(4)齿轮的圆周速度11π601000dnv1.5072m/s。对照表7-4可知，选着7级精度是合适的。4.2低速级齿轮传动设计计算(1)选择材料及确定许用应力由教材《机械设计》表10-1确定以下参数：表4-2低速级齿轮材料及许用应力齿轮热处理方式齿面硬度Hlim1/MPaFE1/MPa小齿轮调质280HBS600500大齿轮调质240HBS550380由公式10-14，取安全系数SH=1，SF=1.4。则许用应力为：Hlim1H1H[]S600MPaHlim2H2H[]S550MPa8FE1F1F[]S357.14MPaFE2F2F[]S271.43MPa(2)按齿面接触强度设计设齿轮按7级精度制造，由教材《机械设计》表10-2得载荷系数K=1.4，由表10-7得齿宽系数Φd=1，由表10-5可得弹性系数ZE=189.8012MPa。小齿轮传递的（输入）转矩：T2=2.8×105Nmm(注意单位换算)小齿轮分度圆直径：22231td2min12.32EHKTiZdi92.28mm。齿数取z1=34，z2=i1z1≈102，故实际传动比i1=z2/z1=3。齿宽d1tbd93mm（圆整）。取大齿轮齿宽b2=93mm，为补偿安装误差，取小齿轮齿宽b1=b2+(5~10)=100mm。模数m=d1t/z1=2.71，按表10-1，取标准模数m=3，实际分度圆直径11dzm102mm，2d306mm，中心距122dda204mm。(3)验算齿轮弯曲强度由教材《机械设计》图10-17，取齿形系数YFa1=2.65,YFa2=2.23，应力修正系数YSa1=1.58，YSa2=1.76。判断：1Fa11F12212zSaKTYYbm119.49≦[σF1]判断：F1Fa2Sa2F2Fa1Sa1YYYY111.95≦[σF2]9满足条件，安全。(4)齿轮的圆周速度11π601000dnv0.61m/s。对照表7-4可知，选着7级精度是合适的。4.3传动齿轮的主要参数表4-3传动齿轮的主要参数高速级低速级齿数z2410134102中心距a/mm156.25204模数m/mm2.53齿宽b/mm635610093分度圆直径d/mm60252.5102306齿顶高