带式输送机传动装置中的一级斜齿圆柱齿轮减速箱.docx

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带式输送机传动装置中的一级斜齿圆柱齿轮减速箱

1）机械零件课程设计任务书-------------------------------------3

2）电动机的选择-------------------------------------------------4

3）设计链传动----------------------------------------------------8

4）设计一单级斜齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动------11

5）主动轴的设计------------------------------------------------13

6）从动轴的设计------------------------------------------------20

7）滚动轴承的选择及寿命计算------------------------------25

8）联轴器的设计------------------------------------------------26

9）键的选择、螺栓、螺母、螺钉的选择---------------------28

10）减速器的润滑与密封----------------------------------------28

11）装配图上的小数据-------------------------------------------30

12）设计心得-------------------------------------------------------32

机械零件课程设计任务书

姓名:

王鹏专业:

软件机电班级:

09机械电子3班学号:

09212334

设计题目带式输送机传动装置中的一级斜齿圆柱齿轮减速箱及链传动

运动简图

工作条件输送带连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动，使用期限10年，两班制工作，输送带速度容许误差为±5%。

参数

输送带拉力

F（N）

输送带速度

v（m/s）

滚筒直径

D（mm）

数据

2500

1.5

500

原始数据

设计工作量

设计说明书1份

减速箱装配图1张

减速箱零件图3张（主动轴、大齿轮及箱体底座）

设计项目

设计题目

设计的基本步骤

一、

电动机的选择

二、

设计链传动

三、

设计单级斜齿圆柱齿轮减速器中的齿轮传动

四

轴的设计

五、

滚动轴承的寿命计算

六、

联轴器的选择

七、

键的选择螺栓、螺母、螺钉的选择

八、

减速器的润滑与密封

九、

装配图上的小数据

十、

设计心得

计算与说明

试按下列一组数据，设计一带式输送机的传动装置，传动简图如下。

工作条件及要求：

用于运输碎粒物体，工作时载荷有轻微冲击，输送带允许速度误差±4％，二班制，使用期限10年（每年工作日300天），连续单向运转。

设计原始数据于下表

运输带牵引力FW（N）

运输带速度VW

（m/s）

传动滚筒直径D（㎜）

2500

1.5

500

带式输送机的传动装置简图

电动机的选择及运动参数的计算

一般电动机均采用三相交流电动机，如无特殊要

求都采用三相交流异步电动机，其中首选Y系列全封闭自扇冷式电动机。

13）确定皮带输送机所需功率

PW=FW·VW/1000=2500*1.5/1000=3.75kw式（1—1）

传动装置的效率

η=η1·η2·η3·η4·η5式（1----2）

式中：

η1-----联轴器的效率……………………0.97

η2-----滚动轴承的效率（球轴承）0.99（一对）

η3-----齿轮传动效率（一级斜齿闭式圆柱齿轮8级精度）…0.97

η4-----链传动的效率---0.96

η5-----运输机平型带传动效率（一般取0.95左右或根据原始提供的数据）

η=η1·η2·η3·η4·η5=0.97*0.99*0.97*0.96*0.94=0.82978≈0.83

电动机的额定功率：

P≥PW/η=FW·VW/η（kw）式（1---3）

P≥PW/η=FW·VW/η=3.75/0.83=4.51kw

2）确定电动机的转数：

滚筒轴的工作转速为：

nW=60×1000VW/πD（r/min）式（1---4）

nW=60×1000VW/πD

=60*1000*1.5/（3.14159*500）

=57.29r/min

式中：

VW-----皮带输送机的带速

D----滚筒的直径

电动机的转速：

n电机=i总nW式（1----5）

式中：

i总是由电动机到工作机的减速比

i总=i1·i2·i3····in式（1----6）

i1·i2·i3····in是各级传动比的范围。

链传动的传动比i1=2--5　单级齿轮传动i2=3—5

n电机=i总nW=（6--25）*57.29=（343.74—1432.25）r/min

按n电机的范围选取电动机的转速n（见指导书P119附录八查表）

列出电动机的主要参数（Y160M-6）

电动机额定功率P（KW）

7.5

电动机满载转速nm（r/min）

970

电动机轴伸出端直径d（mm）

42

电动机轴伸出端的安装高度（mm）

320

电动机轴伸出端的长度（mm）

110

3）总传动比的计算及传动比的分配

传动装置总传动比

i=nm/nW式（2-----1）

i=nm/nW=970/57.29=16.93

分配传动装置各级传动比

i=i1·i2·i3····in式（2---2）

一级斜齿圆柱齿轮i1=4

链i2=16.93/4=4.23

4）传动装置的运动和动力参数的计算

各轴的功率计算：

P1=Pη1式（3--—1）

P1=Pη1=7.5×0.97=7.275KW

P2=Pη1·η2·η3式（3----2）

P2=Pη1·η2·η3=6.35×0.97=6.16kw

各轴的转速计算：

高速轴转速n1=nm（r/min）式（3----3）

n1=nm=970

低速轴转速n2=nm/i1（r/min）式（3----4）

n2=nm/i1=970/4=242.5r/min

各轴扭矩的计算：

TK=9.55×106×PK/nK（N.mm）式（3-----5）

TK=9.55×106×PK/nK=9550×6.55/970=64.5N.m

T1=TK×η1=64.5×0.97=62.55N.m

T2=T1×i1×η3=62.55×4×0.97=242.7N.m

二、设计链传动

已知链条传递功率P=6.16KW,小链轮n1=242.5r/min,大链轮n2=72.2r/min,电动机驱动，载荷平稳，两班制工作。

1）选择链轮齿数Z1，Z2

传动比i=n1/n2=242.5/72.2=3.36

估计链速V=0.6-3m/s,根据表9.9选取小链齿轮数Z1=21，则大链轮齿数Z2=iz1=3.36*21=71

2）确定链节数

初定中心距a0=40p，由式

2

Lp=2a0/p+（Z1+Z2）/2+P（Z1-Z2）/39.5*a0=127.58

取Lp=128

3根据额定功率曲线确定链型号

由表9.4查得KA=1；由表9.5查得KZ=1.12；由表9.6查得Ki=1.0162；由表9.7查得Ka=1;采用单排链由表9.8查得Kpt=1.

由式

P0≥KAP/Kz*ki*ka*kpt=5.34KW

由图9.9选取链号为12A，节距p=19.05

润滑方式为滴油或者油浴润滑,飞溅润滑.

4）验算链速V

链速度在0.6~3m/s范围内，与估计相符。

5）计算实际中心

由式

6）确定润滑方式

查图9.11知应选用油滴润滑。

7）计算对链轮轴的压力F′=1.25F=1.25*1000P=4692N

8）链轮的设计（详见参考书）

链轮齿轮应该有足够的接触强度和耐磨性，常用45钢，小链轮材料应优与大齿轮，并进行热处理。

三、设计单级斜齿圆柱齿轮

已知：

传递功率P=6.35kW，电动机驱动，小齿轮转速n1=970r/min，传动比i=4，单向运转，载荷平稳。

使用寿命10年，两班制。

（1）选择齿轮材料及精度等级

小齿轮选用45钢调质，硬度为220~250HBS（P127）；大齿轮选用45钢正火，硬度为170~210HBS。

预选8级精度

（2）按齿面接触疲劳强度设计

因两齿轮均为软齿面钢质齿轮，故主要失效形式为齿面点蚀，按齿面接触疲劳强度设计

斜齿齿面接触疲劳强度设计公式

1）转矩T1

2）

2）载荷系数K

查表10.11（P192）取K=1.1（K=1.0~1.2）

3）弹性系数ZE

查表10.12（P192）取ZE=206000Mpa泊松比为0.3

4）齿数、螺旋角β和齿宽系数ψd

软齿面，取Z1=28，则Z2=Z1i=112预选β=10°

因是软齿面，斜齿轮对称布置，查表10.20（P210）取ψd=b/d1=1.2

5）许用接触应力[σH]和弯曲应力[σF]

查图10.24~25（P188）根据HB1=220取σHLin1=600MPaσFLin1=250MPa

根据HB2=170取σHLin2=450MPaFLin2=200MPa

查表10.10（P190）取SH=1.0SF=1.3

应力循环次数N1=60nJLh=60×955×1×（10×52×40）=

N2=N1/i=

查图10.26~27（P190）得：

ZNT1=1，ZNT2=1.15

YNT1=1，YNT2=1

故：

=

mn=d1/z1cosβ取标准值mn=2

中心距

圆整中心距为142，则β=arccosmn（z1+z2）/2×a

=10°50′30″

（3）求齿轮主要尺寸

Z1=28Z2=112

d1=mnZ1/cosβ=56.5mm

mn=2

d2=mnZ2/cosβ=227.5mm

β=10°50′30〞

b=ψd×d1=56.5圆整后b1取65；

b2取60

（4）验算齿根弯曲强度

根据查表10.1310.14（P195）

齿形系数YF1=2.58应力修整系数YS1=1.61

根据齿形系数YF2=2.18应力修整系数YS2=1.80

（5）验算齿轮的圆周速度v

由表10.22（P211）查得初选的8级是合适的

四.

（一）主动轴的设计（小齿轮轴）

1.选择轴的材料确定许用应力

由已知条件知减速器传递功率属中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经正火处理。

查表14.4（p273）取=600MPa

查表14.2（p272）得=55MPa

2.按弯曲许用切应力，初估轴的最小直径

由表14.1（教材p271）,查得C=118～107。

则

因Ⅰ轴上开有键槽,应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱,则直径应增大3%～5%，取为22.29～24.59mm.并且轴的最小直径处与电动机相连接则初步确定轴的最小直径为d1=30mm

3.设计轴的结构并绘制结构草图

由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装电动机

1）确定轴上零件的位置和固定方式

要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装配顺

序和固定方式。

确定齿轮从轴的右端装入，