带式输送机传动系统设计单级直齿圆柱齿轮减速器设计.docx
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带式输送机传动系统设计单级直齿圆柱齿轮减速器设计
课程设计任务书
设计题目：
带式输送机传动系统设计（一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动）
传动简图：
1.电动机2.V带3.减速箱4.联轴器5滚筒6.输送带
原始数据：
（已知条件）
说明：
1.单向运转，有轻微振动；
2.每年按300个工作日计算，每日工作二班。
完成日期:
________年____月_____日
设计指导教师：
_______________年____月____日
任课教师:
____________________年____月____日
评分与评语:
________________________________
（二）设计内容
1、电动机的选择及运动参数的计算
2、V带的传动设计；
3、齿轮传动的设计；
4、轴的设计；
5、联轴器的选择；
6、润滑油及润滑方式的选择；
7、绘制零件的工作图和装配图
（1）、减速器的装配图
（2）、绘制零件的工作图
注：
装配图包括：
尺寸标注、技术要求及特性、零件编号、零件明细表、标题栏。
零件的工作图包括：
尺寸的标注、公差、精度、技术要求。
10、编写设计说明书
（1）、目录；
（2）、设计任务书；
（3）、设计计算：
详细的设计步骤及演算过程；
（4）、对设计后的评价；
（5）、参考文献资料。
（三）设计工作量
1.减速器总装图一张
2.零件图二张
3.设计说明一份。
设计任务书……………………………………………………………
传动方案说明…………………………………………………………
电动机的选择…………………………………………………………
传动装置的运动和动力参数…………………………………………
传动件的设计计算……………………………………………………
轴的设计计算…………………………………………………………
联轴器、滚动轴承、键联接的选择…………………………………
减速器附件的选择……………………………………………………
润滑与密封……………………………………………………………
设计小结………………………………………………………………
参考资料……………………………………………
一传动方案说明
第一组：
用于胶带输送机转筒的传动装置
1、工作条件：
室内、尘土较大、环境最高温度35℃；
2、原始数据：
（1）输送拉力F=5500N；
（2）输送带工作速度V=1.4m/s（允许输送带的工作速度误差为±4%）；
（3）输送机滚筒直径D=450mm；
（4）卷筒效率η=0.96（包括卷筒及轴承的效率）；
（5）工作情况：
两班制，连续单向运转，载荷较平稳
（6）使用折旧期：
8年
（7）工作环境：
室内，灰尘较大，环境最高温度38°
（8）动力来源：
电力，三相交流电源，电压为380/220伏；
（9）检修间隔期：
四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修
（10）制造条件及生产批量：
一般机械厂制造，小批量生产
二电动机的选择
1、选择电动机类型
1）电动机类型和结构型式
按工作要求和工条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
2）电动机容量
（1）卷筒轴的输出功率Pw
（2）电动机输出功率Pd
传动装置的总效率
式中，为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。
由表2-4查得：
V带传动滚动轴承η2=0.99;圆柱齿轮传动η3=0.97;弹性联轴器η4=0.99;卷筒轴滑动轴承η5=0.96,则
η=0.96×0.992×0.97×0.99×0.96≈0.86
故
（3）电动机额定功率Ped
由有关表格选取电动机额定功率Ped=11kW。
1）电动机的转速
滚筒轴的转速是=601000v/3.14d=59.44r/min
为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。
由表2-1查得V带传动常用传动比范围=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围=3~6，则电动机转速可选范围为
可见同步转速为750r/min、1000r/min的电动机均符合。
这里初选同步转速分别为750r/min和1000r/min的两种电动机进行比较，如下表：
方案
电动机
型号
额定功率（KW）
电动机转速（r/min）
电动机
质量（kg）
传动装置的传动比
同步
满载
总传动比
V带传动
单级减速器
1
Y180L-8
11
750
730
38
12.3
3
4
2
Y160L-6
11
1000
970
63
16.32
3
5.44
由表中数据可知两个方案均可行，但方案1的传动比较小，传动传动装置结构尺寸较小。
因此可采用方案1，选定电动机的型号为Y180L-8。
4）电动机的技术数据和外形、安装尺寸
由表查出Y180L-8型电动机的主要技术数据和外形，安装尺寸，并列表记录备用（略）。
3．计算传动装置总传动比和分配各级传动比
1）传动装置总传动比
2）分配各级传动比
取V带传动的传动比，则单级圆柱齿轮减速器的传动比为
所得i2值符合一般齿轮传动和圆柱单级齿轮减速器传动比的常用范围。
4．计算传动装置的运动和动力参数
1）各轴转速
电动机轴为0轴，减速器高速轴为Ⅰ轴，低速轴为Ⅱ轴，各轴转速为
2）各轴输入功率
按电动机额定功率计算各轴输入功率，即
3）各轴转矩
将计算结果汇总列表备用（略）。
三皮带轮传动的设计计算
1、确定计算功率
为工作情况系数，查课本表8.21可得，=1.2
即==1.2×11=13.2kw
2、选择V带的型号
根据计算功率=13.2kw，主动轮转速=730r/min,由课本图8.12选择B型普通V带。
3、确定带轮基准直径
由课本表8.6和图8.12得=125mm
取=150mm>
大带轮的基准直径，因为=3所以=243.33r/min
×150=450mm
由课本表8.3选取标准值450mm，则实际传动比i，从动轮的实际转速分别为
r/min
4、验算带速V
带速在5～25的范围内。
5、确定带的基准长度和实际中心距a
根据课本（8.14）式得0.7（+）≤≤2（+）
得：
420mm≤≤1200mm
按照结构设计要求初定中心距=1000mm.由课本式（8.15）得：
+
=2×1000+（150+450）+
=2964.5mm
查课本表8.4可得：
=3150mm
由课本（8.16）式得实际中心距a为a≈+=1092.75mm
中心距a的变动范围为
=a-0.015=a+0.03
=（1092.75-0.015×3150）mm=1045.5=（1092.75+0.03×3150）mm=1187.25mm
6、校验小带轮包角
由课本式（8.17）得：
=
=
=
7、确定V带根数Z
由课本（8.18式）得
根据=150mm、=730r/min,查表8.10，用内插法得
1.82+
=2.16kw
取=2.16kw
由课本式（8.11）得功率增量为为
=
由课本表8.18查得
根据传动比=3.21本表8.19得=1.1373，则
=
=0.23kw
由课本表8.4查得带长度修正系数=1.03,本图8.11查得包角系数=0.86，得普V
根
=5.89根
圆整得z=6根
8、求初拉力及带轮轴上的压力
由课本表8.6查得B型普通V带的每米长质量q=0.17kg/m,根据课本式（8.19）得单根V带的初拉力为
=N
=371.6N
由课本式（8.20）可得作用在轴上的压力为
=2
=2×371.6×6N
=4417
9、设计结果
选用6根B型V带，中心距a=1092.75mm,带轮直径=150mm,=450mm，轴上压力=4417N。
四齿轮传动的设计计算
1、选择齿轮材料及精度等级
根据课本表10.9可得，齿轮选用20CrMnMo钢，渗碳淬火，齿面硬度为58~62HRC，心部硬度≥32HRC。
因为是普通减速器、由课本表10.21选8级精度，要求齿面粗糙度3.2～6.3。
2、按齿面接触疲劳强度设计
因两齿轮均为钢质齿轮，可应用课本式（10.22）求出值。
确定有关参数与系数：
1）转矩
=9.55×N·mm=4.14×N·mm
2）载荷系数K
查课本表10.11取K=1.1
3）齿数和齿宽系数
小齿轮的齿数取为25，则大齿轮齿数=100。
因单级齿轮传动为对称布置，而齿轮齿面又为软齿面，由课本表10.20选取=1。
4）许用的接触应力
由课本图10.24查得==1500Mpa
由课本表10.10查得=1
==60×243.33×1×（7×300×16）=4.9×
=/i=4.9×/4=1.225×
查课本图10.27得=0.95，=1.06。
由课本式（10.13）可得
==
ZE-材料弹性系数（），按表查取ZE=189.8
ZH-节点区域系数，考虑节点处轮廓曲率对接触应力的影响，由图查取。
对于标准直齿轮，a=25°，ZH=2.5
Ze-重合度系数，考虑重合度对单位齿宽载荷的影响，其值可由图查取，Ze=0.76，故
m=
由课本表10.3取标准模数m=2.5mm
3、主要尺寸计算
经圆整后取=62.5mm
=+2.5mm=65mm
=156.25mm
4、按齿根弯曲疲劳强度校核
由课本式（10.24）得出，如则校核合格。
确定有关系数与参数：
1）、齿形系数
查课本表10.13得=2.65，=2.18
2）、应力修正系数
查课本表10.14得1.80
3）许用弯曲应力
由课本图10.25查得
。
由课本表10.10查得=1.13。
由课本图10.26查得
由课本式（10.24）可得
=400MPa
故
齿根弯曲强度校核合格。
5、齿轮的圆周速度v
由课本表10.22可知，选8级精度是合适的。
6、几何尺寸计算及绘制齿轮零件工作图。
（见零件图1）
五轴的设计计算
1、选择轴的材料，确定许用应力
由已知条件知减速器传递的功率属小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。
由课本表14.7查得强度极限=650MPa,再由课本表14.2得许用弯曲应力=60MPa。
2、按扭转强度估算轴径
根据课本表14.1得C=107~118。
又由课本式（14.2）得
Ⅰ轴：
Ⅱ轴：
107~118）
考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3%~5%，取为38.7~43.6mm。
由设计手册取标准直径=40mm。
Ⅱ轴取为60.7～68.3mm，由设计手册取标准直径=65mm
八联轴器的选择
联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和转矩，联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、受载变形和温度变化等影响，往往存在着某种程度的相对位移。
因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿上述偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加载荷，导致工作情况恶化。
综上所述，故选择挠性联轴器，这种联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力，再根据联轴器补偿位移方法，选弹性柱销联轴器，它仅用弹性柱销（通常用尼龙制成）将两半联轴器连接起来，它传递转矩的能力大、结构更简单、耐用性好，故选择弹性柱销联轴器。
为了隔离震动、缓和冲击和安装方便，拟Ⅰ轴选用选弹
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