机械设计课程设计——V带传动二级圆柱斜齿轮减速器

机械设计基础课程设计—V带传动二级圆柱斜齿轮减速器题目题号：V带传动二级圆柱斜齿轮减速器学院：机电工程学院专业班级：机械103班学生姓名：高石磊霍亚东牛彦文指导教师：王银彪成绩：优秀2012年12月01日一课程设计书2二设计要求2三设计步骤21.传动装置总体设计方案32.电动机的选择43.确定传动装置的总传动比和分配传动比64.计算传动装置的运动和动力参数85.设计V带和带轮106.齿轮的设计137.滚动轴承和传动轴的设计208.键联接设计289.箱体结构的设计3010.润滑密封设计3111.联轴器设计32四设计小结33五参考资料35一.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:鼓轮直径(mm)传送带速度（m/s）传送带主动轴所需扭矩（N·m）2801.55700二.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1.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：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,2为轴承的效率，3为齿轮的效率，4为联轴器的效率，5为鼓轮传动的效率（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)。η2η3η5η4η1IIIIIIIVPdPw2.电动机的选择电动机有交、直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较300广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V，其结构简单、起动性能好，工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等。确定电动机的功率电动机功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏：若所选电动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作；若功率过大，则电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。1.带式输送机所需的功率wP由[1]中公式（2-3）得：kWFVPw8.11000/9.020001000/设计题目给定：输送带拉力F（N）=2000N输送带速度V(m/s)=1.55m/s2.计算电动机的输出功率dP根据文献[1]（《机械零件设计指导》关阳等编辽宁科学技术出版）表2—2确定个部分效率如下：弹性联轴器：99.01（1个）滚动轴承（每对）：99.02（共四对，三对减速器轴承，一对滚筒轴承）圆柱齿轮传动：97.03（精度8级）传动滚筒效率：96.04V带传动效率：96.0带得电动机至工作机间的总效率:859.096.097.099.099.02423421带卷筒的效率:96.0w电动机的输出功率：KWFVPwd3.76859.096.0100055.120001000确定电动机的转速同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多，外部尺寸及重量较大，价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减少；高速电动机则与其相反，设计时应综合考虑各方面因素，选取适当的电动机转速。三相异步电动机常用的同步转速有min/3000r，min/1500r，min/1000r，min/750r，常选用min/1500r或min/1000r的电动机。1.计算滚筒的转速wn由公式DVnw601000计算滚筒转速wn：工作机的转速：min/105.728055.1601000601000rDVnw设计题目给定：滚筒直径D=280mm输送带速度V(m/s)=1.55m/s确定电动机的转速dn由参考文献[2]（机械设计）中表18—1可知两级圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为60~8i，由参考文献[1]V带传动比范围为4~2i，所以总传动比合理范围为240~16总i，故电动机转速的可选范围是：min/25368~1691.2min/105.7)240~16(rrnd符合这一范围的同步转速有3000r/min由参考文献[1]中表h1—1查得：方案电动机型号额定功率（KW）电动机转速n/(r/min)最大转矩/额定转矩同步转速满载转速1Y100L-23300028802.32Y112M-24300028902.33Y132S1-25.5300029002.3表h1—1中，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及总传动比，即选定2号方案，电动机型号为Y112M-2其主要参数如下：表2-1电动机相关参数表2-2带式输送机相关参数3.传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配由选定电动机的满载转速mn和工作机主动轴的转速wn可得传动装置的总传动比wmnni/对于多级传动niiiii321计算出总传动比后，应合理地分配各级传动比，限制传动件的圆周速度以减少动载荷。计算总传动比由电动机的满载转速min/2890rnm和工作机主动轴的转速min/105.7rnw可得：总传动比34.277.1052890/wmnni型号额定功率满载转速计算输出功率轴伸长中心高轴颈键槽宽Y112M-24kw2890r/min3.76kw380mm100mm60mm8mm皮带速度皮带拉力滚筒直径工作条件每天时间设计寿命转速功率1.55m/s2000N300mm平稳连续8小时9年105.7r/min1.8kw合理分配各级传动比由参考文献[1]中表2—3，取带传动比2带i，7.342i，则两级减速器传动比67.13234.27带减iii由于减速箱是展开布置，所以21)5.1~3.1(ii，取高速级传动比2135.1ii，由222135.1iiii减得低速级传动比为18.335.167.1335.12ii，从而高速级传动比为29.418.335.135.121ii表2-3传动比分配总传动比电机满载转速电机-高速轴高速轴-中间轴中间轴-低速轴滚筒转速34.27i2890r/minvi=212i=4.2923i=3.18105.7r/min4.计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，应首先推算出各轴的转速、功率和转矩，一般按由电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数。0轴（电机轴）输入功率、转速、转矩kWP4mmin/2890rnmmNnPTm22.13289049550/9550mmⅠ轴（高速轴）输入功率、转速、转矩KWPPPI84.396.04m01m带min/1445/1rinnm带mNiTTI38.2596.0222.1301m带Ⅱ轴（中间轴）输入功率、转速、转矩KWPPPIIII69.397.099.084.33212min/83.33629.41445/112rinnmNiTTIII56.10497.099.029.438.25121Ⅲ轴（低速轴）输入功率、转速、转矩KWPPPIIIIIII54.397.099.069.33223min/92.10518.383.336/223rinnmNiTTIIIII30.31997.099.018.356.104232Ⅳ轴（滚筒轴）输入功率、转速、转矩KWPPIIIIV47.399.099.054.321min/92.10534rnnmNTTIII95.31299.099.030.31921各项指标误差均介于+0.5%～-0.5%之间。各轴运动和动力参数见表4：表2-4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电机轴413.22289020.96Ⅰ轴3.8425.3814454.290.97Ⅱ轴3.69104.56336.833.180.97Ⅲ轴3.54319.30105.9210.99滚筒轴3.47312.95105.92确定带传动的主要参数及尺寸1.带传动设计的主要内容选择合理的传动参数；确定带的型号、长度、根数、传动中心距、安装要求、对轴的作用力及带的材料、结构和尺寸等。2.设计依据传动的用途及工作情况；对外廓尺寸及传动位置的要求；原动机种类和所需的传动功率；主动轮和从动轮的转速等。3.注意问题带传动中各有关尺寸的协调，如小带轮直径选定后要检查它与电动机中心高是否协调；大带轮直径选定后，要检查与箱体尺寸是否协调。小带轮孔径要与所选电动机轴径一致；大带轮的孔径应注意与带轮直径尺寸相协调，以保证其装配稳定性；同时还应注意此孔径就是减速器小齿轮轴外伸段的最小轴径。5.V带传动设计计算1、确定计算功率由[2]中表8-7查得工作情况系数1.1AK由[2]中公式8-21：mPKPAcakWPKPAca4.441.1m2、选择V带的带型根据kWPca4.4及min/2890rnm,由[2]中图8-11选用C型3、确定带轮的基准直径dd并验算带速v①初选小带轮的基准直径1dd由[2]中表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径mmdd2501②验算带速v按[2]中公式8-13验算带的速度smndvd/23.510006040025014.31000601因为smvsm/25/5,故带速合适。③计算大带轮的基准直径。根据[2]中公式8-15a计算大带轮的基准直径2ddmmidddd500250212由[2]中表8-8取mmdd50024、确定V带的中心距0a和基准长度dL①根据[2]中公式8-20，2102127.0ddddddadd,初定中心距mma12000②由[2]中公式8-22计算所需的基准长度02122100422addddaLdddddm12.3591120042505005002502120022由[2]中表8-2选带的基准长度mmLd4000③计算实际中心距a由[2]中公式8-23计算mmllaadd9962400012.359112002005、验算小带轮上的包角1根据[2]中公式8-25计算：9062.1659963.572505001803.57180121adddd6、计算带的根数z①计算单根V带的额定功率rp由mmdd2501和min/2890rnm,查[2]中表8-4a得kwP62.30根据.02min/2890irnm、和B型带查[2]中表8-4b得kwP35.00查[2]中表8-5得96.0K，查[2]中表8-2得02.1LK,于是由[2]中公式8-26：LArcKKPPPKPPz00kWKKPPPLr89.302.196.0)35.062.3(00②计算V带的根数z14.186.34.4rcPPz取2根7、计算单根V带的初拉力的最小值