带式运输机的传动装置二级圆柱齿轮减速器设计.docx

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带式运输机的传动装置二级圆柱齿轮减速器设计

带式运输机的传动装置（二级圆柱齿轮减速器设计）

带式输送机传动系统设计说明书

题目　　　二级圆柱齿轮减速器的设计　　　　　

工程技术系　　　　　　专业　　　　　班

完成人　　　　　　　　学号　　　　　　

同组人　　　　　　　　　　　　　　　　

指导老师　　　　　　　　　　

完成日期　　　年　　　　月　　　　　日

第一章设计任务书…………………………………………………1

§1设计任务……………………………………………………………1

第二章传动系统方案的总体设计………………………………1

§1电动机的选择…………………………………………………………1

§2传动比的分配…………………………………………………………2

§3传动系统的运动和动力学参数设计…………………………………3

第三章高速级齿轮设计……………………………………………4

§1按齿面强度设计……………………………………………………4

§2按齿根弯曲强度设计 …………………………………………………6

第四章低速级齿轮设计……………………………………………8

§1按齿面强度设计……………………………………………………8

§2按齿根弯曲强度设计………………………………………………10

§3结构设计……………………………………………………………12

§4斜齿轮各参数的确定………………………………………………13

第五章各轴设计方案………………………………………………14

§1中间轴的设计及轴承的选取………………………………………14

§2中间轴的受力和弯矩图及计算……………………………………16

§3高速轴的设计………………………………………………………19

§4高速轴的设计………………………………………………………20

§5各轴图示与标注……………………………………………………21

计算及说明

结果

第一章设计任务书

§1设计任务

1、设计带式输送机的传动系统，采用两级圆柱齿轮减速器的齿轮传动。

2、原始数据

输送带的有效拉力F=2500N

输送带的工作速度v=

输送带的滚桶直径d=300mm

3、工作条件

两班制工作，空载启动。

载荷平稳，常温下连续（单向）运转，工作环境多尘；三相交流电源，电压为380/220V。

第二章传动系统方案的总体设计

一、带式输送机传动系统方案如下图所示

§1电动机的选择

1．电动机容量选择

根据已知条件由计算得知工作机所需有效功率

设：

——一对流滚动轴承效率。

计算及说明

结果

——为齿式联轴器的效率。

——为8级齿轮传动的效率。

——输送机滚筒效率。

估算传动系统的总效率：

工作机所需的电动机攻率为：

Y系列三相异步电动机技术数据中应满足：

。

因此综合应选电动机额定功率

2、电动机的转速选择

根据已知条件由计算得知输送机滚筒的工作转速

方案比较

方案号

型号

额定功率

同步转速

满载转速

总传动比

Ⅰ

Y160M—4

1500

1460

Ⅱ

Y160L—6

1000

970

通过两种方案比较可以看出：

方案Ⅱ选用电动机的总传动比为，适合于二级减速传动，故选方案Ⅱ较为合理。

Y160L——6型三相异步电动机额定功率为，满载转速为970r/min,电动机中心高H=160mm，轴伸出部分用于装联轴器，轴段的直径和长度分别为：

D=42mm、E=110mm

§2传动比的分配

带式输送机传动系统的总传动比：

传动系统各传动比为：

计算及说明

结果

§3传动系统的运动和动力学参数设计

传动系统各轴的转速、功率和转矩的计算如下：

0轴——电动机轴

1轴——减速器中间轴

2轴——减速器中间轴

3轴——减速器低速轴

4轴——工作机

计算及说明

结果

轴号

电动机

减速器

工作机

0轴

1轴

2轴

3轴

4轴

转速

1440

303

功率

转矩

402

394

联接、传动件

联轴器

齿轮

联轴器

传动比

传动效率

（单位：

；P——kW;T——Nm）

第三章高速级齿轮设计

一、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。

1）选用斜齿圆柱齿轮传动

2）运输机为一般工作机，速度不高，故用7级精度（GB10095-88）

3）材料选择。

由文献【一】表10-1得可选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，二者材料硬差为40HBS。

4）选取小齿轮齿数Z1=17，大齿轮齿数：

Z2=iZ1=×17=

取Z2=80。

5）选取螺旋角。

初螺旋角为β=140

§1按齿面强度设计

即：

1）确定公式内的各计算数值

（1）试选Kt=

（2）由文献【一】图10-30得ZH=

（3）由文献【一】图10-30得：

（4）计算小齿轮传递的转矩

×P1/n1=×105×1440=×104Nm

各参数如左图所示

T1=×103Nm

计算及说明

结果

（5）文献【一】表10-7得：

（6）文献【一】表10-6得：

材料弹性影响系数

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

（8）设每年工作时间按300天计算

（9）由文献【一】图10-19查得接触疲劳寿命系数

（10）疲劳许用应力

取失效概率为1%，安全系数为S=1。

2）计算

（1）小齿轮分度圆直径d1t

（2）计算圆周的速度：

（3）计算齿宽b及模数mnt

计算及说明

结果

H==2.045mmb/h==

（4）计算重合度

（5）计算载荷系数K

根据v=2.7m/s、7级精度，由文献【一】图10-8查得动载系数Kv=;由查得：

KHβ=;KFβ=;KHa=KFa=

（6）按实际的载荷系数校正所算得的

（7）计算模数Mn

§2按齿根弯曲强度设计：

1）确定计算参数

（1）计算载荷系数

（2）根据纵向重合度,从图10-28查得

（3）计算当量齿数：

（4）查取齿形系数，由表10-5查得：

（5）查取应力校正系数，由表10-6得：

（6）由图10-20C得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=500MPa

计算及说明

结果

大齿轮的弯曲疲劳强度极限

（7）由图10-18查得弯曲疲劳强寿命系数KFN1=,KFN2=

（8）计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数Ｓ＝

（9）计算大、小齿轮下面的值，并加以比较。

　　　　大齿轮的数值大

２）设计计算

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数Mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取Mn=2.0mm,已可满足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触强度极限算得分度圆直径d1=39.66mm来计算应有的齿数。

于是由

　　　取

则

４）几何尺寸计算

１）计算中心距

将中心距圆整为113mm

2）按圆整后中心距修正螺旋角

计算及说明

结果

３）计算大、小齿轮的分度圆直径

４）计算齿轮宽度

圆整后取

5）结构设计

　　　　　　　　第四章低速级齿轮设计

1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。

1）选用斜齿圆柱齿轮传动

2）运输机为一般工作机器，速度高，故用7级精度（GB10095-88）

3）材料选择。

由文献【一】表10-1得可选小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，二者材料硬差为40HBS。

4）选取小齿轮齿数Z1=17，大齿轮齿数：

Z2=iZ1=×17=62

取Z2=62。

5）选取螺旋角。

初螺旋角为β=140

§1按齿面强度设计

即：

2）确定公式内的各计算数值

（5）试选Kt=

（6）由文献【一】图10-30得ZH=

（7）由文献【一】图10-30得：

计算及说明

结果

（4）计算小齿轮传递的转矩

×P2/n2=×105×1440=×104Nm

（5）文献【一】表10-7得：

（6）文献【一】表10-6得：

材料弹性影响系数

（7）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。

（8）设每年工作时间按300天计算

（9）由文献【一】图10-19查得接触疲劳寿命系数

（10）疲劳许用应力

取失效概率为1%，安全系数为S=1。

2）计算

（1）小齿轮分度圆直径d1t

（2）计算圆周的速度：

（3）计算齿宽b及模数mnt

计算及说明

结果

H==2.045mmb/h==

（4）计算重合度

（5）计算载荷系数K

根据v=1m/s、7级精度，由文献【一】图10-8查得动载系数Kv=;由查得：

KHβ=;KFβ=;KHa=KFa=

（6）按实际的载荷系数校正所算得的

（7）计算模数Mn

§2按齿根弯曲强度设计：

1）确定计算参数

（1）计算载荷系数

（2）根据纵向重合度,从图10-28查得螺旋角影响系数

（3）计算当量齿数：

H=2.25mm

计算及说明

结果

（4）查取齿形系数，由表10-5查得：

（5）查取应力校正系数，由表10-6得：

（6）由图10-20C得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=500MPa

大齿轮的弯曲疲劳强度极限

（7）由图10-18查得弯曲疲劳强寿命系数KFN1=,KFN2=

（8）计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数Ｓ＝

（9）计算大、小齿轮下面的值，并加以比较。

　　　　大齿轮的数值大

２）设计计算

对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数Mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取Mn=3mm,已可满足弯曲强度。

但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触强度极限算得分度圆直径d1=86.26mm来计算应有的齿数。

于是由

　取则

计算及说明

结果

４.几何尺寸计算

１）计算中心距

将中心距圆整为139mm

2）按圆整后中心距修正螺旋角

３）计算大、小齿轮的分度圆直径

４）计算齿轮宽度

圆整后取：

§3结构设计

1、参考文献【一】第228页图10-39

2、以大齿轮为例在3号图纸上绘图

3、图示可参考附录【一】

§4斜齿轮各参数的确定

名称

符号

高速1齿

高速2齿

低速1齿

低速2齿

螺旋角

法面模数

端面模数

法面压力角

200

端面压力角

法面齿距

端面齿距

法面齿顶高系数

法面顶隙系数

法面基圆齿距

齿顶高

齿根高

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