带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器

-1--1-展开式二级圆柱齿轮减速器(二)1.设计题目用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如右图所示。(1)带式运输机数据见数据表格。(2)工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。运输带速度允许速度误差为±5%。(3)使用期限工作期限为十年，检修期间隔为三年。(4)生产批量及加工条件小批量生产。2.设计任务1)选择电动机型号；2)确定带传动的主要参数及尺寸；3)设计减速器；4)选择联轴器。3.具体作业1)减速器装配图一张；2)零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3)设计说明书一份。4.数据表运输带工作拉力F/N1900180016002200225025002450190022002000运输带工作速度v/(m/s)1.31.351.41.451.51.31.351.451.51.55运输带滚筒直径D/mm2502602702802903002502602702801—电动机2—联轴器3—二级圆柱齿轮减速器4—卷筒5—带式运输机-2--2-目录第一章绪论····································41.1选题的目的和意义··························41.2研究的内容及选用方法······················4第二章设计要求·································4第三章传动系统的整体设计······················53.1选择电动机·································53.1.1类型····································53.1.2电动机容量选择··························53.1.3电动机的转速选择························63.2传动比分配································63.3计算传动装置的运动和动力参数···············7第四章传动零件设计·····························84.1V带传动的设计······························84.1.1V带的基本参数···························84.1.2带轮结构的设计··························114.2齿轮传动设计（高速级）······················114.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数·····114.2.2按齿面强度设计·························114.2.3按齿根弯曲强度设计·····················134.3齿轮传动设计（低速级）·····················154.3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数····15-3--3-4.3.2按齿面强度设计·························154.3.3按齿根弯曲强度设计·····················174.3.4斜齿轮各参数的确定·····················19第五章各轴设计方案····························215.1轴的设计··································215.2中间轴的设计及轴承的选取··················225.3中间轴的受力和弯矩图······················225.4高速轴的设计及联轴器的选取················265.5低速轴的设计及联轴器的选取················27第六章减速器箱体与附件的设计···················27第七章润滑与密封·······························29第八章设计小结·································29参考文献········································30-4--4-第一章绪论1.1选题的目的和意义减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。减速器的种类很多，这里我们涉及圆柱齿轮组成的减速器，最普遍的是展开式二级圆柱齿轮减速器，它是两级减速器中最简单、应用最广泛的一种。二级圆柱齿轮减速器分为展开式、分流式、同轴式，i=8~40，用斜齿、直齿、人字齿。两级大齿轮直径接近，有利于浸油润滑。轴线可以水平、上下、垂直布置。它的齿轮相对于支撑位置不对称，当轴产生变形时，载荷在齿轮上分布的不均匀，因此，轴应设计的具有较大的刚度，并使齿轮远离输入端或输出端。我们通过对减速器的研究与设计，我们能在另一个角度了解减速器的结构、功能、用途和使用原理等，同时，我们也能将我们所学的知识应用于实践中。在设计的过程中，我们能正确的理解所学的知识，而我们选择减速器，也是因为对我们过控专业的学生来说，这是一个很典型的例子，能从中学到很多知识。1.2研究的内容及选用的方法我们本次设计的题目是二级圆柱斜齿轮减速器，我们对这次设计的对象有了更深入的了解。另外，我们通过设计可以更加详尽的了解各部分的功能和设计要求，比如，带轮的设计、齿轮的设计及轴的设计、箱体的各部分零件的尺寸计算等等。同时，我们还要选取其它附属部件，如键、轴承、联轴器等。在本次设计中，我们将运用CAD辅助绘图，这也给我们带来了极大的便利。第二章设计要求设计条件：运输带工作拉力：F=2000N运输带的速度：smv/55.1；运输带滚筒的直径：mmD280；载荷性质：空载起动,单向、连续运转，工作中有轻微振动。工作时间：日/8h；工作寿命：10年（设每年工作300天）。-5--5-第三章传动系统方案的总体设计§3.1电动机的选择3.1.1选择电动机类型Y系列三相异步电动机。3.1.2电动机容量选择根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率kwpvPw1.3100055.120001000设：轴——一对流滚动轴承效率。轴=0.99kwPw1.3计算及说明结果-6--6-01——为齿式联轴器的效率。01=0.99齿——为8级齿轮传动的效率。齿=0.97筒——输送机滚筒效率。筒=0.96估算传动系统的总效率：86.096.097.099.099.024224201筒齿轴工作机所需的电动机功率为：kwppwr6.386.01.3Y系列三相异步电动机技术数据中应满足：。rmpp,因此综合应选电动机额定功率kwpm43.1.3、电动机的转速选择根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速min8.8214.330055.16060rDvnw方案比较方案号型号额定功率同步转速满载转速总传动比ⅠY160M—411.0KW1500146024.31ⅡY160L—611.0KW100097016.01通过两种方案比较可以看出：方案Ⅱ选用电动机的总传动比为15.99，适合于二级减速传动，故选方案Ⅱ较为合理。Y160L——6型三相异步电动机额定功率为11.0kw，满载转速为970r/min,电动机中心高H=160mm，轴伸出部分用于装联轴器，轴段的直径和长度分别为：D=42mm、E=110mm§3.2传动比的分配带式输送机传动系统的总传动比：39.178.821440wmnni.175.439.173.13.112ii66.375.439.171223iii传动系统各传动比为：86.0kwpr6.3min8.82rnw39.17i75.412i66.323i计算及说明结果-7--7-1,66.3,75.4,14231201iiii§3.3计算传动装置的运动和动力参数传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下：0轴——电动机轴min14400rnkwp6.30mNnpT87.2314406.3955095500001轴——减速器中间轴min14400101rinnkwpp59.399.06.30101mNiTT63.2399.0187.230101012轴——减速器中间轴min30375.414401212rinnkwpp44.39603.059.31212mNiTT52.10497.09603.075.463.231212123轴——减速器低速轴min79.8266.33032323rinnkwpp31.39603.044.32323mNiTT50.3689603.066.352.1042323234轴——工作机min79.8234rnnkwpp24.39801.031.33434计算及说明结果-8--8-mNiTT3609801.01368343434轴号电动机减速器工作机0轴1轴2轴3轴4轴转速1440144030382.7982.79功率3.823.593.443.313.24转矩23.8723.63104368360联接、传动件联轴器齿轮齿轮联轴器传动比14.753.661传动效率0.990.96030.96030.9801(单位：minrn；P——kW;T——Nmsmsmndvmd/25~5/42.9100060144012514.31000601带的速度合适。5、确定V带的基准长度和传动中心距：1）中心距：)(2)(7.021021ddddddadd初选中心距mmddadd750)375125(5.1)(5.1210取中心距mma7500，符合)(2)(7.021021ddddddadd2）基准长度：mmaddddaLddddd83.23057504)125375()375125(214.375024)()(22202122100对于A型V带选用mmLd25003）实际中心距：mmLLaadd085.847283.230525007502006、验算小轮上的包角1：各参数如左图所示-9--9-由adddd3.57)(180121得120089.163085.8473.57)125375(1801小轮合适主动轮上的包角合适。7、计算V带的根数z：LArKKPPPKPPzca)(001）min/1440rnm，mmdd901查《机械设计基础》表13-3得：kwP064.10；2）min/1440rnm，3带i查表得：kwP17.00；3）由68.1631查表得，包角修正系数95.0K4）由mmLd1800，与V带型号A型查表得：01.1LK综上数据，得4.301.195.0)17.0064.1(056.4z取104z合适。8、计算预紧力0F（初拉力）：根据带型A型查《机械设计基础》表13-1得：mkgq/1.0NqvkzvPFca127782.61.0195.05.2782.64056.450015.25002209、计算作用在轴上的压轴力QF：NZFFQ9.1005268.163sin127422sin210-10--10-其中1为小带轮的包角。10、V带传动的主要参数整理并列表：带型带轮基准直径(mm)传动比基准长度(mm)A901dd2652dd31800中心距（mm）根数初拉力(N)压轴力(N)614.541251005.94.1.2带轮结构的设计1．带轮的材料：采用铸铁带轮（常用材料HT200）2.带轮的结构形式：V带轮的结构形式