带式输送机的减速器.docx
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带式输送机的减速器
东海科学技术学院
课程设计成果说明书
题目：
带式输送机的减速器
院系：
工程系
学生姓名：
专业：
机械制造及其自动化
班级：
15机械1班
指导教师：
郝鸿雁
起止日期：
2017．12.12-2018.1.3
东海科学技术学院教学科研部
浙江海洋大学东海科学技术学院课程设计成绩考核表
2017—2018学年第一学期
系（院、部）工程系班级15机械一班专业机械设计制造及自动化
学生姓名（学号）
课程设计名称
机械设计
题目
带式输送机的减速器
指导教师评语
指导教师签名：
年月日
答辩评语及成绩评定
答辩小组教师签名：
年月日
设计及说明
结果
高，大幅降低了成本。
一级圆柱齿轮减速器中齿轮相对于轴承为对称布置，因而沿齿向载荷分布均匀，相较不对称分布的减速器来讲，轴的刚性相对较小。
原动机部分为Y系列三相交流异步电动机
开式齿轮传动优点：
1.圆周速度和功率范围广;2.效率较高；3.传动比稳定；4.寿命长；5.工作可靠性高；缺点：
1.要求较高的制造和安装精度，成本较高；2.不适宜远距离两轴之间传动。
三选择电动机
3.1电动机类型的选择
按照工作要求和工况条件，选用三相笼型异步电动机，电压为380V，Y型。
3.2确定传动装置的效率
查表得：
滚动轴承的效率：
η2=0.99
V带的效率：
ηv=0.96
闭式圆柱齿轮的效率：
η3=0.97
开式圆柱齿轮的效率：
ηo=0.96
工作机的效率：
ηw=0.97
3.3选择电动机容量
工作机所需功率为：
电动机所需最小名义功率:
电动机所需额定功率:
工作转速：
经查表按推荐的合理传动比范围，V带传动比范围为：
2～4，开式圆柱齿轮传动比范围为：
2～5，一级圆柱齿轮传动比范围为：
3～5，因此理论传动比范围为：
12～100。
可选择的电动机转速范围为nd=ia×nw=（12～100）×27.87=334--2787r/min。
进行综合考虑价格、重量、传动比等因素，选定电机型号为：
Y160M-6的三相异步电动机，额定功
设计及说明
结果
率Pen=7.5kW，满载转速为nm=970r/min，同步转速为nt=1000r/min。
方案
电机型号
额定功率（kW）
同步转速（r/min）
满载转速（r/min）
1
Y160L-8
7.5
750
720
2
Y160M-6
7.5
1000
970
3
Y132M-4
7.5
1500
1440
4
Y132S2-2
7.5
3000
2900
电机主要外形尺寸
中心高
外形尺寸
地脚安装尺寸
地脚螺栓孔直径
轴伸尺寸
键部位尺寸
H
L×HD
A×B
K
D×E
F×G
160
605×385
254×210
14.5
42×110
12×37
3.4确定传动装置的总传动比和分配传动比
（1）总传动比的计算
由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速nw，可以计算出传动装置总传动比为：
（2）分配传动装置传动比
取普通V带的传动比：
iv=2
取开式圆柱齿轮传动比：
ic=5
减速器传动比为：
设计及说明
结果
四计算传动装置运动学和动力学参数
4.1电动机输出参数
4.2高速轴的参数
4.3低速轴的参数
4.4工作机的参数
设计及说明
结果
各轴转速、功率和转矩列于下表：
轴名称
转速n/（r/min）
功率P/kW
转矩T/（N•mm）
电机轴
970
6.41
63108.76
高速轴
485
6.15
121097.94
低速轴
139.37
5.91
404968.79
工作机
27.87
5.39
1846950.13
五普通V带设计计算
5.1.确定计算功率Pca
由表8-8查得工作情况系数KA=1.1，故
5.2.选择V带的带型
根据Pca、n1由图8-11选用B型。
5.3.确定带轮的基准直径d并验算带速v
1）初选小带轮的基准直径dd1。
由表8-7和表8-9，取小带轮的基准直径dd1=125mm。
2）验算带速v。
按式（8-13）验算带的速度
因为5m/s＜v＜30m/s，故带速合适。
3）计算大带轮的基准直径。
根据式（8-15a），计算大带轮的基准直径
根据表8-9，取标准值为dd2=250mm。
设计及说明
结果
5.4.确定V带的中心距a和基准长Ld度
根据式（8-20），初定中心距a0=560mm。
由式（8-22）计算带所需的基准长度
由表选带的基准长度Ld=1760mm。
按式（8-23）计算实际中心距a。
按式（8-24）,中心距的变化范围为556--635mm。
5.5.验算小带轮的包角αa
5.6.计算带的根数z
1）计算单根V带的额定功率Pr。
由dd1=125mm和n1=970r/min,查表8-4得P0=1.66kW。
根据n1=970r/min，i=2和B型带，查表8-5得△P0=0.306kW。
查表8-6得Kα=0.971，表8-2得KL=0.94，于是
2）计算带的根数z
取4根。
5.7.计算单根V带的初拉力F0
由表8-3得B型带的单位长度质量q=0.17kg/m，所以
设计及说明
结果
5.8.计算压轴力Fp
5.9.带轮结构设计
1）小带轮的结构设计
小带轮的轴孔直径d=42mm
因为小带轮dd1=125
小带轮结构选择为实心式。
因此小带轮尺寸如下：
L=2.0×d≥B（带轮为实心式，因此轮缘宽度应大于等于带轮宽度）
图5-1带轮结构示意图
2）大带轮的结构设计
大带轮的轴孔直径d=28mm
因为大带轮dd2=250mm
因此大带轮结构选择为孔板式。
因此大带轮尺寸如下：
设计及说明
结果
图5-2带轮结构示意图
5.10.主要设计结论
选用B型普通V带4根，基准长度1760mm。
带轮基准直径dd1=125mm，dd2=250mm，中心距控制在a=556～635mm。
单根带初拉力F0=225.42N。
带型
B
V带中心距
582mm
小带轮基准直径
125mm
包角
167.69°
大带轮基准直径
250mm
带长
1760mm
带的根数
4
初拉力
225.42N
带速
6.35m/s
压轴力
1792.96N
六开式圆柱齿轮传动设计计算
6.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）根据传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，压力取为α=20°。
（2）参考表10-6选用8级精度。
设计及说明
结果
（3）材料选择由表10-1选择小齿轮20Cr（渗碳淬火），齿面硬度为58～62HRC，大齿轮20Cr（渗碳淬火），齿面硬度为58～62HRC
（4）选小齿轮齿数z1=25，则大齿轮齿数z2=z1×i=25×5=126。
6.2按齿根弯曲疲劳强度设计
1）由式（10-7）试算模数，即
1）确定公式中的各参数值。
①试选KFt=1.3
②由式（10-5）计算弯曲疲劳强度用重合度系数Yε
③计算YFa×YSa/[σF]
由图10-17查得齿形系数
由图10-18查得应力修正系数
由图10-24c查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为
由图10-22查得弯曲疲劳寿命系数
取弯曲疲劳安全系数S=1.25，由式（10-14）得
设计及说明
结果
两者取较大值，所以
2）试算齿轮模数
（2）调整齿轮模数
1）计算实际载荷系数前的数据准备
①圆周速度ν
②齿宽b
③齿高h及齿宽比b/h
2）计算实际载荷系数KF
根据v=0.43m/s，8级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.059.查表10-3得齿间载荷分配系数KFα=1.2
由表10-4用插值法查得KHβ=2.058，结合b/h=8.889查图10-13，得KFβ=1.169。
则载荷系数为
设计及说明
结果
3）由式（10-13），按实际载荷系数算得的齿轮模数
取m=3.5mm
4）计算分度圆直径
6.3确定传动尺寸
（1）计算中心距
（2）计算小、大齿轮的分度圆直径
（3）计算齿宽
取B1=75mmB2=70mm
6.4校核齿面接触疲劳强度
齿面接触疲劳强度条件为
1）KH、T、φd和d1同前
①由图查取区域系数ZH=2.49
②查表得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa
③由式计算接触疲劳强度用重合度系数Zε
设计及说明
结果
④计算接触疲劳许用应力[σH]
由图查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：
计算应力循环次数
由图查取接触疲劳系数：
取失效概率为1%，安全系数S=1，得接触疲劳许用应力
2）齿轮的圆周速度
设计及说明
结果
选用8级精度是合适的
6.5计算齿轮传动其它几何尺寸
1）计算齿顶高、齿根高和全齿高
2）计算小、大齿轮的齿顶圆直径
3）计算小、大齿轮的齿根圆直径
6.6齿轮参数和几何尺寸总结
参数或几何尺寸
符号
小齿轮
大齿轮
法面模数
mn
3.5
3.5
法面压力角
αn
20
20
法面齿顶高系数
ha*
1.0
1.0
法面顶隙系数
c*
0.25
0.25
螺旋角
β
左0°0'0"
右0°0'0"
齿数
z
25
126
齿顶高
ha
3.5
3.5
齿根高
hf
4.375
4.375
分度圆直径
d
87.5
441
齿顶圆直径
da
94.5
448
齿根圆直径
df
78.75
432.25
齿宽
B
75
70
中心距
a
264
264
设计及说明
结果
七减速器齿轮传动设计计算
7.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数
（1）根据传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动，压力取为α=20°，初选螺旋角β=13°。
（2）参考表10-6选用8级精度。
（3）材料选择由表10-1选择小齿轮40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮45（调质），硬度为240HBS
（4）选小齿轮齿数z1=31，则大齿轮齿数z2=z1×i=31×3.48=108。
7.2按齿面接触疲劳强度设计
（1）由式（10-24）试算小齿轮分度圆直径，即
1）确定公式中的各参数值
①试选KHt=1.3
②计算小齿轮传递的扭矩:
③由表10-7选取齿宽系数φd=1
④由图10-20查得区域系数ZH=
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