同轴二级减速器课程设计

课程设计报告课程名称：机械设计综合课程设计设计题目：带式运输机传动装置设计学院：机械工程学院专业年级：机电09-1班姓名：宋开勇班级学号：09-1-16指导教师：吕相艳二Ｏ一一年十一月十六日1目录一、课程设计任务书-----------------------------------------------------1二、传动方案的拟定与分析---------------------------------------------2三、电动机的选择--------------------------------------------------------3四、计算总传动比及分配各级传动比----------------------------------4五、动力学参数计算-----------------------------------------------------5六、传动零件的设计计算------------------------------------------------6七、轴的设计计算--------------------------------------------------------17八、滚动轴承的选择及校核计算---------------------------------------26九、键连接的选择及校核计算------------------------------------------28十、联轴器的选择及校核计算------------------------------------------29十一、减速器的润滑与密封------------------------------------------------30十二、箱体及附件的结构设计---------------------------------------------32设计小结---------------------------------------------------------------------33参考文献--------------------------------------------------------------------34一、课程设计任务书2题目：带式运输机传动装置设计1.工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动；使用期10年，每年300个工作日，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为±5%。1-电动机；2-V带传动；3-同轴式二级圆柱齿轮减速器；4-联轴器；5-运输带题目C图带式运输机传动示意图2.设计数据学号—数据编号15-116-217-318-419-520-621-722-823-924-10运输机工作轴转矩T（Nm）1200125013001350140014501500125013001350运输带工作速度v（ms）1.41.451.51.551.61.41.451.51.551.6卷筒直径D（mm）4304204504804904204504404204703.设计任务1）选择电动机，进行传动装置的运动和动力参数计算。2）进行传动装置中的传动零件设计计算。3）绘制传动装置中减速器装配图和箱体、齿轮及轴的零件工作图。4）编写设计计算说明书。3二、传动方案的拟定与分析方案一：高速齿轮和低速齿轮都采用圆柱斜齿轮优点：传动平稳。缺点：斜齿轮成本高。方案二：高速齿轮和低速齿轮都采用圆柱直齿轮优点：成本低。缺点：高速此轮采用圆柱直齿轮传动不平稳，噪声大。方案三：高速齿轮采用圆柱斜齿轮，低速齿轮采用圆柱直齿轮优点：成本相对低，传动平稳。缺点：中间轴轴向力不能抵消。4三、电动机的选择1、电动机类型的选择选择Y系列三相异步电动机。2、电动机功率选择（1）传动装置的总效率：42总带轴承齿轮联轴器滚筒=0.96×0.994×0.972×0.99×0.96=0.8246（2）电机所需的功率：5952.381.4510.467100010000.8246FVpKW电机总3、确定电动机转速计算滚筒工作转速：6010006010001.4565.94/min420VnrD滚筒按《机械设计课程设计指导书》P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动二级减速器传动比范围8~40i减速器，取V带传动比2~4i带，则总传动比合理范围为I总=8~40。故电动机转速的可选范围为：6~16065.941055.04~10550.4/minninr总电动机滚筒（1）。符合这一范围的同步转速有1500和3000r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第1方案比较适合，则选n=1500r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160M-4。其主要性能：额定功率11KW；满载转速1460r/min；额定转矩2.3；质量123kg。总0.824610.467pKW电机5四、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比146022.1465.94nin电动机总滚筒2、分配各级传动比（1）取减速器的传动比13i减速器，则V带传动的传动比1.71i带（二级减速器8~40i减速器，合理）（2）取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比1.71i带则低速级的传动比3.1i低22.14i总1.71i带1.71i带3.1i低6五、动力学参数计算设：从电动机到输送机滚筒轴分别为0轴、1轴、2轴、3轴、4轴；对应于各轴的转速分别为、、、、；对应于0轴的输出功率和其余各轴的输入功率分别为、、、、；对应于0轴的输出转矩和其余名轴的输入转矩分别为、、、、。000001460/min10.467458.29550955068.4666nrPkwPTNmn0111111460==858.823/min1.7110.467=10.4670.96=10.04810.04895509550111.732858.823nnriPkwPTNmn带皮带1221222858.823==204.482/min4.2P=10.0480.990.97=9.6499.64995509550450.641204.482nnriPkwPTNmn高轴承齿轮2332333204.482==65.962/min3.1P=9.6490.990.97=9.2669.266955095501341.53565.962nnriPkwPTNmn低齿轮轴承344444=65.962/min19.266=9.2660.990.99=9.0829.082955095501314.89565.962nnrPkwPTNmn轴承联轴器0001460/min10.46768.466nrPkwTNm111=858.823/min=10.048111.732nrPkwTNm222204.482/min=9.649450.641nrPkwTNm33365.962/min=9.2661341.535nrPkwTNm44465.962/min=9.0821314.895nrPkwTNm7六、传动零件的设计计算V带传动的设计计算1、选择普通V带截型由教材P156表8-7取kA=1.0PC=KAP=1.0×10.467=10.467KW由教材P157图8-11选用B型V带2、确定带轮基准直径，并验算带速由教材教材P157图8-11推荐的小带轮基准直径为：125~140mm，则取dd1=140mmdmin=75mmdd2=n1/n2·dd1=1.71×140=239.4mm由教材P157表8-8，取dd2=250mm带速V：V=111401460=10.702/601000601000ddnVms在5~25m/s范围内，带速合适3、确定带长和中心矩根据教材P152式（8-20）0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)得：0.7(140+250)≤a0≤2×(140+250)所以有：273mm≤a0≤780mm，取a0=550由教材P158式（8-22）Ld0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0得：Ld0=2×550+1.57(140+250)+(250-140)2/4×550=1718.19mm根据教材P146表（8-2）取Ld=1800mm根据教材P158式（8-23）得：a≈a0+（Ld-L0）/2=550+（1800-1718.19）/2=591mm4、验算小带轮包角α1=1800-（dd2-dd1）/a×57.30=1800-（250-140）/591×57.30=16901200（适用）5、确定带的根数根据教材P152表（8-4a）查得：P0=2.82KW根据教材P153表（8-4b）查得：△P0=0.40KW根据教材P155表（8-5）查得：Kα=0.98根据教材P146表（8-2）查得：KL=0.95由教材P158式（8-26）得：Z=PC/Pr=PC/(P0+△P0)KαKL=10.467/(2.82+0.40)×0.98×0.95=3.49取Z=4高速齿轮传动的设计计算1、选择齿轮材料及精度等级1）选用斜齿圆柱齿轮传2）选用７级精度3）材料选择。小齿轮材料为４０Ｃｒ（调质），硬度为２８０ＨＢＳ，大齿轮材料为４５钢（调质），硬度为２４０HBS，二者材料硬度差为４０HBS。Z=484）选小齿轮齿数Ｚ1＝24，大齿轮齿数Ｚ2＝ｉ1·Ｚ1＝4.2×24=100.8,取Z2=100。选取螺旋角。初选螺旋角142、按齿面接触疲劳强度设计按式（10－21）试算，即321)][(12HEHdtttZZuuTkd1）确定公式内的各计算数值（1）试选6.1tK（2）由图10-30，选取区域系数2.43HZ（3）由图10-26差得78.0120.9121.68（4）计算小齿轮传递的转矩51111.7321.1210TNmNmm（5）由表10-7选取齿宽系数1.2d（6）由表10-6查得材料的弹性影响系数2/18.189MPaZE（7）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6001lim，大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502lim（8）由式10-13计算应力循环次数91146060601(365810)1.432101.786hNnjL9821.43210/4.23.410N（9）由图10-19查得接触疲劳强度寿命系数90.01HNK95.02HNK（10）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为１％，安全系数为S=1，由式10-12得MPaMPaSKHHNH5406009.0][1lim11MPaMPaSKHHNH5.52255095.0][2lim22Ｚ1＝24Z2=100146.1tK2.43HZ1.68511.1210TNmm1.2d2/18.189MPaZEMPaH6001limMPaH5502lim1[]540HMPa2[]522.5HMPa9MPaMPaHHH25.5312/)5.522540(2/])[]([][212）计算（1）试算小齿轮分度圆直径td1，由计算公式得253121.61.12105.22.43189.854.9471.21.684.2531.25tdmm（2）计算圆周速度113.1454.947858.8232.47/60100060