机械设计课程设计带式输送机链传动双级圆柱齿轮减速器.doc

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机械设计

课程设计说明书

设计题目：

带式输送机链传动-双级圆柱齿轮减速器

学生姓名:

学号：

专业班级：

机制092班

指导老师:

2012年1月5日

目录

一、课程设计任务书 4

二、方案的总体评价 5

三、电动机的选择 5

3.1电动机的类型和结构形式 5

3.2电动机的容量 5

3.2.1工作所需功率 5

3.2.2电动机输出功率Pd 6

3.3电动机的转速 6

四、传动比分配和传动参数和运动参数的计算 7

4.1传动比分配 7

4.2传动参数和运动参数的计算 8

五、齿轮传动的设计 9

5.1第一对齿轮 9

5.1.1选择齿轮类型、精度等级、材料 9

5.1.2按齿面接触强度设计 9

5.1.2.1确定公式中的各计算值 9

5.1.2.2计算 10

5.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计 11

5.1.4齿轮尺寸计算确定 12

5.2第二对齿轮 13

5.2.1选择齿轮类型、精度等级、材料 13

5.2.2按齿面接触强度设计 13

5.2.2.2计算 14

5.2.3按齿根弯曲疲劳强度校核 16

5.2.4齿轮尺寸计算确定 17

5.2.5齿轮参数 18

六、链传动的设计 19

6.1确定链轮齿数 19

6.2确定计算功率 19

6.3选择链条型号和节距 19

6.4计算链节数和中心距 19

6.5计算链速，确定润滑方式 19

6.6计算压轴力 20

七、轴、键及联轴器的设计与校核 21

7.1轴II（中间轴）的结构设计 21

7.1.1设计依据 21

7.1.2求作用在齿轮上的力 21

7.1.3初步确定轴的最小直径 21

7.1.4轴的结构设计 22

7.1.5键强度的校核 23

7.1.6按弯扭合成应力校核轴的强度 24

7.1.7轴承寿命校核 25

7.2I轴（高速轴）的结构设计 26

7.2.1设计依据 26

7.2.2求作用在齿轮上的力 26

7.2.3初步确定轴的最小直径 27

7.2.4轴的结构设计 27

7.2.5确定轴上圆角和倒角尺寸 29

7.2.6键强度的校核 29

7.2.7按弯扭合成应力校核轴的强度 29

7.3轴III（低速轴）的结构设计 31

7.3.1设计依据 31

7.3.2求作用在齿轮上的力 32

7.3.3初步确定轴的最小直径 32

7.3.4轴的结构设计 32

7.3.5键强度的校核 34

7.3.6按弯扭合成应力校核轴的强度 35

7.4精确校核轴的疲劳强度 37

7.4.1判断危险截面 37

7.4.2截面左侧 37

7.4.3截面右侧 38

八、减速器及其附件的设计 39

8.1箱体（盖）的分析 39

8.2箱体（盖）的材料 39

8.3箱体的设计计算 40

8.4减速器附件和附加结构的名称和用途 42

九、润滑和密封方式的选择 44

9.1齿轮传动的润滑 44

9.1.1润滑剂的选择 44

9.1.2润滑方式的选择 44

9.2滚动轴承的润滑 45

9.2.1润滑剂的选择 45

9.2.2润滑方式 45

十、设计心得45

参考文献46

一、课程设计任务书

设计题目：

带式输送机链传动－双级圆柱齿轮减速器。

运输机械载荷变化不大，空载启动，单向运转，每日两班制工作，使用期限为10年，每年300工作日，减速器小批量生产，运输带速度允许误差为±5％，滚筒效率为0.96。

已知参数：

滚筒直径D＝350mm，牵引力F＝4KN，带速V＝0.8m/s，输送机在常温下连续单向工作，载荷平稳，采用电动机为原动力。

完成内容：

1、完成减速器装配图1张，0号图纸。

2、零件图三张，箱体或箱盖，1号图，输出轴和输出轴上的齿轮，用3号图纸。

3、设计说明书1份。

二、方案的总体评价

链传动，减速器的尺寸小，链传动的尺寸较紧凑。

三、电动机的选择

3.1电动机的类型和结构形式

Y系列三相异步电动机有构造简单、制造使用方便、效率高、启动转矩大、价格便宜的特点，选择Y系列三相异步电动机。

3.2电动机的容量

3.2.1工作所需功率

Pw=F·V/1000=4×0.8/1000=3.2Kw

3.2.2电动机输出功率Pd

为了计算电动机所需功率Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总功率。

设、、、、分别为凸缘联轴器、成对滚动轴承、闭式齿轮传动（设齿轮精度为7级）、开式滚子链传动、滚筒的效率，由表查得：

=1；

=0.99；

=0.97；

=0.96；

=0.96

则传动装置的总效率为

电动机所需功率Pd=Pw/=（3.2/0.841）Kw=3.84Kw

3.3电动机的转速

通常情况下多选1500r/min和1000r/min

根据电动机的功率和转速可选取电动机的型号为Y132S-4[参数如下：

功率P=5.5Kw,空载转速n=1500r/min，满载转速=1440r/min轴直径D=38mm

四、传动比分配和传动参数和运动参数的计算

4.1传动比分配

=43.676r/min

=1440/43.676=33

每级别传动的传动比在其推荐的范围之内。

圆柱齿轮传动3-6；链传动2-5。

总传动比

为链轮得传动比，为高速级传动比，为低速级传动比，

取=2.2，对于两级展开式齿轮减速器=（1.1-1.5）,取，解得。

4.2传动参数和运动参数的计算

=4kw,=1440r/min

n1=n0=1440r/min

n2=n1/i1=1440/4.25=339r/min

n3=n2/i2=313/3.54=96r/min

参数列表

项目

电动机轴

高速轴I

中间轴II

低速轴III

转速（r/min）

1440

1440

339

44

转矩（N.m）

36.47

36.41

147.33

499.39

功率（KW）

5.5

5.45

5.23

4.58

五、齿轮传动的设计

5.1第一对齿轮

5.1.1选择齿轮类型、精度等级、材料

①选用直齿圆柱齿轮传动。

②减速器为一般机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。

③材料选择。

由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45刚（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。

④选小齿轮齿数为z1=24，z2=24×4.25=102。

5.1.2按齿面接触强度设计

5.1.2.1确定公式中的各计算值

①试选载荷系数

②计算小齿轮传递的力矩

③齿轮作不对称布置，查表10-7，选取

④由表10-6查得材料的弹性影响系数

⑤由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。

⑥计算应力循环次数

⑦由图10-19取接触疲劳寿命系数

⑧计算接触疲劳许用应力

取失效概率为，安全系数

5.1.2.2计算

①计算小齿轮分度圆直径，代入中较小值

②计算圆周速度

③计算尺宽

④计算尺宽与齿高之比

⑤计算载荷系数

根据，7级精度，查图10-8得动载荷系数

直齿轮，

由表10-2查得使用系数

由表10-4用插值法查得

由，，查图10-13得

故载荷系数

⑥按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径

⑦计算模数

5.1.3按齿根弯曲疲劳强度设计

①由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。

②由图10-18取弯曲疲劳寿命。

③计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数

④计算载荷系数

⑤查取齿形系数及应力校正系数

由表10-5查得

⑥计算大小齿轮的,并加以比较。

大齿轮的数值大。

⑦设计计算

对比计算结果，由吃面接触疲劳强度设计的模数m大于由弯曲疲劳强度设计的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关可取弯曲强度算的模数1.489并取圆整值2mm，按接触疲劳强度算的分度圆直径d1=46.393取d1=60mm。

这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并避免了材料的浪费。

5.1.4齿轮尺寸计算确定

①齿轮齿数

z1=d1/m=30，z2=4.25×30=127.5取128

②分度圆直径

d1=60mm，d2=z2m=128×2=256mm

③中心距

④齿轮宽度b2=60mm，b1=65mm。

5.2第二对齿轮

5.2.1选择齿轮类