带式输送机的圆柱直齿轮二级减速器的设计.doc
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齐齐哈尔大学普通高等教育
机械设计课程设计
题目题号：
学院：
专业班级：
学生姓名：
指导教师：
成绩：
年月日
目录
题目：
带式输送机的展开式圆柱直齿轮二级减速器
摘要·······························································4
第1章设计任务书 5
第2章传动装置的总体设计 8
2.1拟定传动方案 8
2.2选择原动机——电动机 9
2.2.1选择电动机类型和结构型式 9
2.2.2确定电动机的功率 9
2.2.3确定电动机的转速 10
2.3传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配 12
2.3.1计算总传动比 12
2.3.2合理分配各级传动比 12
2.4算传动装置的运动和动力参数 13
2.4.10轴（电机轴）输入功率、转速、转矩 13
2.4.2Ⅰ轴（高速轴）输入功率、转速、转矩 13
2.4.3Ⅱ轴（中间轴）输入功率、转速、转矩 13
2.4.4Ⅲ轴（低速轴）输入功率、转速、转矩 14
2.4.5Ⅳ轴（滚筒轴）输入功率、转速、转矩 14
第3章传动零件的设计计算 15
3.1减速箱外传动零件——带传动设计 15
3.1.1带传动设计要求：
15
3.1.2V带传动设计计算 15
3.2减速器内传动零件——高速级齿轮设计 18
3.2.1选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 18
3.2.2按齿面接触强度设计 18
3.2.3按齿根弯曲强度计算 20
3.2.4、高速级齿轮几何尺寸计算 22
3.3减速器内传动零件——低速级齿轮设计 22
3.3.1选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 22
3.3.2按齿面接触强度设计 22
3.3.3按齿根弯曲强度计算 24
3.3.4、低速级齿轮几何尺寸计算 26
3.4轴的设计——输入轴的设计 26
3.4.1确定轴的材料及初步确定轴的最小直径 26
3.4.2初步设计输入轴的结构 27
3.4.3按弯曲合成应力校核轴的强度 28
3.5轴的设计——输出轴的设计 31
3.5.1初步确定轴的最小直径 31
3.5.2初步设计输出轴的结构 31
3.6轴的设计——中速轴的设计 35
第4章部件的选择与设计 36
4.1轴承的选择 36
4.1.1输入轴轴承 36
4.1.2输出轴轴承 36
4.1.3中间轴轴承 37
4.2输入轴输出轴键连接的选择及强度计算 38
4.3轴承端盖的设计与选择 40
4.3.1类型 40
4.4滚动轴承的润滑和密封 41
4.5联轴器的选择 41
4.5.1、联轴器类型的选择 41
4.5.2、联轴器的型号选择 41
4.6箱体 42
第5章结论 43
评分表····························································44
致谢·····························································45
参考文献 45
摘要
机械设计课程设计是完成机械课程设计后，一次重要的实践性教学环节。
是高等工科院校大多数专业学生第一次较全面的设计能力训练也是对机械设计课程的全面复习和实践。
其目的是培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关选修课程的理论结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和拓展有关机械设计方面的知识。
本次设计的题目是带式运输机的减速传动装置设计。
根据题目要求和机械设计的特点：
1、决定传动装置的总体设计方案，2、选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数，3、传动零件以及轴的设计计算，轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校正，4、机体结构设计和参数的确定5、绘制装配图及零件图，编写计算说明说。
关键词：
减速器、机械设计、带式运输机
第1章设计任务书
（论文）任务书
年级专业
机械103
学生姓名
学号
题目名称
带式输送机的展开式圆柱直齿轮二级减速器
设计时间
16周—18周
课程名称
机械设计课程设计
设计地点
一、课程设计（论文）目的
（1）培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合应用所学的基础知识进行分析和解决工程实际问题的能力；
（2）使学生掌握一般机械设计的程序和方法，树立正确的设计思想，培养独立、全面、科学的设计能力；
（3）培养学生查阅和使用标准、规范、手册、，图册、及相关技术资料的能力及计算、绘图、数据处理等方面的能力。
二、已知技术参数和条件
2.1技术参数：
输送带工作拉力：
F=2.5KN
输送带工作速度：
V=1.3m/s
滚筒直径:
D=300mm
2.2工作条件：
单班制工作，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微振动。
运输带速度允许速度误差为±5%。
2.3使用期限：
工作期限为十年，检修期间隔为三年。
2.4生产批量及加工条件：
小批量生产。
三、设计任务
1）选择电动机型号；
2）确定带传动的主要参数及尺寸；
3）设计减速器；
4）选择联轴器。
四、具体作业：
1）减速器装配图一张；
2）零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；
3）设计说明书一份。
五、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）
1．学生具备机械基础知识；
2．《机械设计课程设计》指导书；
3．《机械设计》各种版本的教材；
4．《机械设计手册》
5．减速器实物；
6．减速器图册。
六、进度安排
第16周：
完成齿轮设计计算、轴的校核、轴承、键、联轴器等标准件的选用；
第17周：
完成装配图的绘制；
第18周：
完成零件图绘制、设计说明书撰写、将所有的资料按要求装订装袋，准备答辩。
七、备注：
指导教师（签字）：
学生（签字）：
第2章传动装置的总体设计
传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。
2.1拟定传动方案
机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。
传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机，合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量的基础。
课程设计中，学生应根据设计任务书，拟定传动方案，分析传动方案的优缺点。
现考虑有以下几种传动方案如下图所示：
a）b）
I
c）d）
图2-1带式运输机传动方案比较
传动方案应满足工作机的性能要求，适应工作条件，工作可靠，而且要求结构简单，尺寸紧凑，成本低，传动效率高，操作维护方便。
设计时可同时考虑几个方案，通过分析比较最后选择其中较合理的一种。
下面为图1中a、b、c、d几种方案的比较。
a方案宽度和长度尺寸较大，带传动不适应繁重的工作条件和恶劣的环境。
但若用于链式或板式运输机，有过载保护作用；
b方案结构紧凑，若在大功率和长期运转条件下使用，则由于蜗杆传动效率低，功率损耗大，很不经济；
c方案宽度尺寸小,适于在恶劣环境下长期连续工作.但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难；
d方案与b方案相比较,宽度尺寸较大，输入轴线与工作机位置是水平位置。
宜在恶劣环境下长期工作。
根据传动要求，故选择方案d，同时加上V型带传动。
即采用V带传动和二级圆柱齿轮减速器传动。
2.2选择原动机——电动机
电动机为标准化、系列化产品，设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数，根据选择的传动方案，合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速，提出具体的电动机型号。
2.2.1选择电动机类型和结构型式
电动机有交、直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。
交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较300广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机， 电压为380V，其结构简单、起动性能好，工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、农机、风机、轻工机械等。
2.2.2确定电动机的功率
电动机功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏：
若所选电动机的功率小于工作要求，则不能保证工作机正常工作；若功率过大，则电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。
1.带式输送机所需的功率
由[1]中公式（2-3）得：
设计题目给定：
输送带拉力F（N）=2500N
输送带速度V（m/s）=1.3m/s
2.计算电动机的输出功率
根据文献[1]（《机械零件设计指导》关阳等编辽宁科学技术出版）表2—2确定个部分效率如下：
弹性联轴器：
（1个）
滚动轴承（每对）：
（共四对，三对减速器轴承，一对滚筒轴承）
圆柱齿轮传动：
（精度8级）
传动滚筒效率：
V带传动效率：
得电动机至工作机间的总效率:
卷筒的效率:
电动机的输出功率：
2.2.3确定电动机的转速
同一类型、相同额定功率的电动机低速的级数多，外部尺寸及重量较大，价格较高，但可使传动装置的总传动比及尺寸减少；高速电动机则与其相反，设计时应综合考虑各方面因素，选取适当的电动机转速。
三相异步电动机常用的同步转速有，，，，常选用或的电动机。
1.计算滚筒的转速
由公式计算滚筒转速：
工作机的转速：
设计题目给定：
滚筒直径D=300mm
输送带速度V（m/s）=1.3m/s
2.确定电动机的转速
由参考文献[2]（机械设计）中表18—1可知两级圆柱齿轮减速器推荐传动比范围为，由参考文献[1]V带传动比范围为，所以总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围是：
符合这一范围的同步转速有1500r/min、3000r/min
由参考文献[1]中表h1—1查得：
方案
电动机型号
额定功率
（KW）
电动机转速n/（r/min）
参考重量（kg）
同步转速
满载转速
1
Y112M-2
4
3000
2890
33
2
Y112M-4
4
1500
1440
38
3
Y132M1-6
4
1000
960
63
表h1—1中，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及总传动比，即选定2号方案，电动机型号为Y112M-4
其主要参数如下：
表2-1电动机相关参数
型号
额定
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