二级展开式圆柱直齿轮减速器设计说明书

1梧州学院课程设计(2013-2014学年第二学期)带式输送机传动装置的设计学生姓名：提交日期：年月日学生签名：学号1101901205班级2011级2班课程编号BS0210109专业机械设计制造及其自动化课程名称机械设计课程设计任课教师申毅莉1.图纸，装配图总分50分，零件图20分。（1）图框、图幅选择正确：装配图总分5分，得分_________；零件图总分2分，得分_________。（2）表达正确：装配图总分20分，得分_________；零件图总分8分，得分_________。（3）尺寸标注规范、正确：装配图总分20分，得分_________；零件图总分8分，得分_________。（4）标题栏（含明细表）、边框：装配图总分5分，得分_________；零件图总分2分，得分_________。2.设计说明书：20分（1）按照给定的格式模版，内容齐全：总分1分，得分_________。（2）内容计算过程详细、条理清晰：总分16分，得分_________。（3）摘要、参考文献等完整：总分3分，得分_________。3.答辩环节，回答清晰，总分10分，得分_________。成绩评定：分，等级：任课教师签名：年月日2机械课程设计计算说明书设计题目二级直齿轮减速器（展开式）机械设计制造及其自动化2班设计者指导老师申毅莉2014年5月9日-1-目录一、设计任务二、减速器结构选择及电动机性能参数计算三、计算、分配传动比四、运动参数计算五、带传动的设计六、各级传动齿轮的设计计算七、轴的设计和键的选择八、轴承的选择九、箱体及减速器附件说明十、润滑油的选择与计算十一、参考文献-2-摘要本设计讲述了带式输送机的传动装置——二级圆柱直齿齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算轴承、联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）。运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。本次设计综合运用机械设计、机械制图、机械制造基础、几何精度、理论力学、材料力学、机械原理等知识，进行结构设计，并完成带式输送机传动装置中减速器装配图、零件图设计及主要零件的工艺、工装设计。关键词：减速器；齿轮；轴；传动-3-第一章设计任务书1.课程设计的主要内容带式输送机传动装置设计的内容包括：（1）单级/双级减速器传动零件设计；（2）画出传动装置装配图；（3）编写设计说明书。2.课程设计的要求与数据已知条件：(1)运输带工作拉力F=3kN；(2)运输带的工作速度v=2m/s；(3)卷筒直径D=320mm；(4)使用寿命：10年，每年300个工作日；(5)工作情况：两班制，连续单向运转，工作时有轻微振动；(6)制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量；(7)工作环境：室内，轻度污染；(8)边界连接条件：原动机采用一般工业用电动机。(9)输送机工作轴转速允许误差±5%。带式输送机的传动效率0.96。3.课程设计应完成的工作(1)装配图1张，输出轴零件图1张；(2)设计说明书1份。-4-第二章减速器结构选择及相关性能参数计算2.1减速器结构二级展开式圆柱直齿轮减速器的传动方案如图2-1所示。图2-1二级展开式圆柱直齿轮减速器传动装置简图1—输送带2—联轴器3—减速器4—带传动5—电动机2.2电动机的选择电动机的选择见表2-1表2-1电动机的选择计算项目计算及说明1.电动机类型和结构型式的选择根据减速装置的工作条件：连续单向运转，工作有轻微振动，而选用效率高、性能好、噪音低的Y系列电动机。三相交流异步电动机的结构简单，价格低廉，维护方便，可直接接于三相交流电网中。因此选用Y系列三相异步电动机。2.电动机功率的选择①工作机所需功率Pw：Pw==0.96×10002×10×33=6.25Kw-5-计算项目计算及说明2.电动机功率的选择Pw为输送带阻力，wv为输送带的速带2smwη为带式输送机的效率0.96。②电动机至工作机的总效率η：查《机械设计课程设计》表3-1，取V带传送的效率1η=0.96；圆柱齿轮传动的效率2η=0.97；联轴器传动的效率3η=0.99；滚子轴承传动效率4η=0.99。η=1η22η3η34η=0.96×297.0×0.99×399.0=0.86767③电动机所需的功率：dP=ηwP=86767.025.6=7.2Kw④电动机额定功率mP。电动机容量主要由电动机运动时的发热条件决定，而发热又与其工作情况有关。对于长期连续运转、载荷不变或变化很小，常温工作的机械，选择电机时只要使电动机的负载不超过其额定值，电动机便不会过热。也就是可按电动机的额定功率mP等于或略大于所需电动机的功率dP，即mP≥dP。3.电动机转速的确定根据一般最常用的，市场上供应最多的是同步转速为1500minr和1000minr的电动机，又mP≥dP。查《机械设计课程设计》表17-7，选用磁极较少的Y132M-4并且采用B3的安装型式。Y160M-4-B3技术数据和安装及外形尺寸如表2-2，图2-2,表2-3。表2-2Y132M-4-B3技术数据同步转速1500minr，4极电动机型号额定功率Kw满载转速（minr）额定转矩堵转转矩额定转矩最大转矩质量/KgY132M-47.514402.22.381-6-图2-2Y132M-4-B3电动机的安装表2-3Y132M-4-V3电动机的外形尺寸(mm)ABCDEFGHKABACADHDBBL21617889018.0002.03880103313212280270210315238515第三章计算、分配传动比3.1传动比分配传动比的分配及计算见表3-1表3-1传动比的计算及分配计算项目计算及说明1.总传动比由wv=1000×60Dnπ，得输送带滚筒的转速为wn=Dπ1000×60×vw=320×1060×23πminr=119.42minr电动机的满转速mn和工作电机的转速wn即可确定传动系统的总传动比i，即i=wmnn=42.1191440=12.062.分配传动比取平带传动的传动比i=2。为了使减速器的两个大齿轮具有相近的波油深度，应-7-使两级的大齿轮具有相近的直径（低速级大齿轮）计算项目计算及说明2.分配传动比的直径应略大一些，使得高速级大齿轮的齿顶圆与低速轴之间有适量的间隙）。设高速轴的传动比为1i，低速轴转动比为2i，减速器的传动比为减i。故减i=dii=206.12=6.03又1i=减）（i4.1~3.1=6.03×4.1~3.1）（=2.8~2.906取1i=2.9，则2i=2.08四、运动参数的计算4.1动力运动参数计算传动装置的运动、动力参数的计算见表4-1表4-1传动装置的运动、动力参数的计算计算项目计算及说明1.各轴转速高速轴Ⅰ转速：Ⅰn=dmin=21440=720minr中间轴Ⅱ转速：Ⅱn=1inⅠ=9.2720=248minr低速轴Ⅲ转速：11908.2248inn2ⅡⅢminr滚筒轴Ⅳ转速：Ⅳn=Ⅲn=119minr2.各轴的输入功率高速轴Ⅰ输入功率：1mηPPⅠ=7.5×0.96=7.2Kw-8-计算项目计算及说明2.各轴的输入功率中间轴Ⅱ输入功率：42ηηⅠⅡPP=7.2×0.97×0.99=6.914Kw低速轴Ⅲ输入功率：42ηηⅡⅢPP=6.914×0.97×0.99=6.640Kw滚筒轴Ⅳ输入功率：43ηηⅢⅣPP=6.640×0.99×0.99=6.508Kw其中：mP为电动机的额定功率，1η为传送带的效率，2η为高速级齿轮传动的效率和低速级齿轮传动的效率，3η为联轴器的传动效率,4为一对滚动轴承的传动效率。3.各轴的输入转矩高速轴Ⅰ输入转矩：7207.2×9550n9550ⅠⅠⅠPT95.5N•m中间轴Ⅱ输入转矩：245.2662486.914×9550n9550ⅡⅡⅡPTN•m低速轴Ⅲ输入转矩：1196.640×9550n9550ⅢⅢⅢPT532.874N•m滚筒轴Ⅳ输入转矩：281.5221196.508×9550n9550ⅣⅣⅣPTN•m五、带传动的设计5.1V带的参数计算对带式输送机传动系统，已知电动机的额定功率mP=7.5Kw，转速minr1440nm传动比2id，每天工作16h（即两班制）。带传动的设计计算见表5-1。-9-表5-1带传动的设计计算计算项目计算及说明1.确定计算功率caP由《机械设计》表8-8查得工作情况系数2.1AK9Kw7.5×2.1mcaPPPA2.选择V带的带型根据caP、mn由《机械设计》图8-11选用A型带3.确定带轮的基准直径1dd并验算带速v①初选小带轮的基准直径1dd。由《机械设计》表8-7和表8-9，取小带轮的基准直径1dd=112mm。②验算带速v。V=sm445.81000×601440×112×1000×60ndmdππ1因为5smv30sm，故带速合适。③根据《机械设计》表8-9，取标准直径为mm224did1dv2d带4.确定v带的中心距a和基准长度dL①由式0.7（1dd+2dd）≤0a≤2（1dd+2dd）得235.2mm≤0a≤672mm，初定中心矩为0a=450mm。②计算带所需的基准长度：0dL≈20a+2π（1dd+2dd）+021d2da4dd）（=[2×450+2π×（112+224）+450×41602242）（]mm≈1435mm，由《机械设计》表8-2选带的基准长度mm1550dL。③计算实际中心距mm5.507mm2143515504502aa0dd0）（LL-10-计算项目计算及说明4.确定v带的中心距a和基准长度dL由dmin015.0aaL和dmax3.0aaL算出中心距的变化范围为484.25mm554~mm5.验算小带轮上的包角1a3.57dd180o1d2do1）（=5.5073.57112224180oo）（oo1201676.确定V带根数①计算单根V带的额定功率rP。由1dd=112mm和minr1440nm，查《机械设计》表8-4得oP=1.61Kw。根据minr1440nm，i=2和B型带，查《机械设计》表8-5得Δw17.0oKP，查表8-6得96.0K，表8-2的98.0LK，于是rP=（ooΔPP）0.98×0.96×)17.061.1(αLKK1.674624Kw。②计算V带根数ZZ=374.567462.19rcaPP取6根7.计算单根V带的初拉力oF由《机械设计》表8-3得B型带的单位长度质量q=0.105mgK，所以2caoqvv5.2500ZKPKF）（=[50028.445×105.08.445×6×0.969×96.05.2）（]N=150N-11-计算项目计算及说明8.计算压轴力PFPFNZF17882167sin150622sin2o1o9.主要设计结论选用A型普通V带6根，带基准长度为1550mm。带轮基准直径，，mm224dmm112d2d1d中心距控制在554mm~25.484之间。单根带初拉力oF=150N5.2V带轮的设计根据带轮的基准直径和带轮转速等已知条件，确定带轮的材料，结构形式，轮槽、轮辐和轮毂的几何尺寸，公差和表面粗糙度及相关的技术要求。见表5-2表5-2带轮的设计计算项目计算及说明1.带轮材料的确定带轮材料选用HT150，因为带速v=8.445sm较高，故采用铸钢焊接而成2.小带轮结构形式的确定由电动机Y-4-B3的转动轴D=018.0002.038mm，故选小带轮的轮毂d=38mm。基准直径mm300mm112d1d，因而带轮的结构形式可采用腹板式。带轮槽的截面尺寸见表5-3。小带轮的结构形式见表5-4表5-3B型带轮的轮槽dbaminhfminhem