课程设计用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器讲诉.docx

1、课程设计用于带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器讲诉第一章绪论1. 1减速器的发展状况减速器是用于原动机与工作机之间的独立的传动装置，用来降低转速和增大转矩， 以满足工作需要。在现代机械中应用极为广泛，具有品种多、批量小、更新换代快的特 点。渐开线二级圆柱齿轮减速器具有体积小、 重量轻、承载能力大、传动平稳、效率高、 所配电机范围广等特点，可广泛应用于各行业需要减速的设备上。二级圆柱齿轮减速器 的计算机辅助设计及制造(CAD/CA M技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技 术。通过本课题的研究，将进一步对这一技术进行深入地了解和学习。1. 2减速器的发展趋势当今的减速器正向着大功率、大传动比、

2、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方 向发展。我国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展。六高即高 承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；二低即低噪声、低 成本；二化即标准化、多样化，在现代机械中应用极为广泛。减速机行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速机、行星齿轮减速机及蜗杆减速机， 也包括了各种专用传动装置，如增速装置、条素装置、以及包括柔性传动装置在内的各 类复合传动装置等，产品服务领域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、 工程机械及石化等行业。其作为传动机械行业里的一个重要的分支， 在机械制造领域中扮演着越来越重要的角色。近几年，随着中国产

3、业经济的迅猛发展，减速机行业在国内 也取得了日新月异的进步。1.3研究内容1)减速器的设计计算(1)传动方案的分析和拟订选择正确合理的传动方案。电动机的选择选择电动机类型和结构形式，确定电动机的容量，确定电动机的转速。(3)传动装置的运动和动力参数的计算计算各轴的转速，功率，转矩。(4)传动零件的设计计算外部传动零件和内部传动零件的设计计算(5)轴的设计计算(6)轴承，联接件，润滑密封及联轴器的选择和验算(7)箱体的结构设计计算第二章：传动方案的拟定F5型带式运输机及其二级圆柱齿轮减速器设计带式输送机传动系统方案如图1所示1电动觇2 联轴器3二级囲柱齿轮威速器5运输带数据编号运输带工作拉力F/

4、N运输带工作速度v/m.s卷筒直径D/mmF522501. 50290工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为 8年，小批量生产，两班制工作，运输带工作速度允许误差为土 5%。设计要求：1、完成设计说明书一份，约8000字。2、完成带式传输装置总体设计及减速器部装图、零件图。3、完成减速器所有零件图及装配。带式输送机由电动机驱动，电动机 1通过联轴器2将动力传入减速器3,在经联轴 器4传至输送机滚筒5,带动输送带6工作。传动系统中采用两级展开式圆柱齿轮减速 器，其结构简单，但齿轮相对于轴承位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，高速级和 低速级分别为斜齿圆柱齿轮和直齿圆柱齿轮传动。2.

5、1电动机的选择。按设计要求及工作条件选用 丫系列三相异步电动机卧式封闭结构 380乂(1)电动机容量的选择。根据已知条件由计算得知工作所需有效功率。工作机所需功率；R/vF1000传动装置总体效率i 0.99弹性联轴器效率 2 0.99滚动轴承效率 3 0.96闭式齿轮传动效率 4 0.96卷筒效率算得传动系统总效率4 21 2 3 4 5= 0.99 0.994 0.962 0.96 0.99=0.833工作机所需电动机功率Pd=Fv/1000n =2250X 1.50/1000 X 0.833=4.051kw因为工作时有轻微振动，故电动机功率略大于 pdPd (1.3 1.5) Pd=5.

6、26 6.076 (kw)由文献1表20-5所列丫系列三相异步电动机技术数据可以确定， 满足Pm Pr条件的电动机额定功率Pm应取5.5 kw。(2)电动机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：nw=60 1000v =6000X 1.5/3.14 X 290=98.8 r/minD通常二级圆柱齿轮减速器传动比取i =8 40nd = inw= (840)X 98.8=790.68 3953.4 r/min由文献1表20-5初步选同步转速为1000 r . 1500 r .和3000r min的电机，对min min应于额定功率Pm为5.5kw的电动机号分别取 Y112m-2型、

7、Y112m-4型和Y132M1-6型三种。将三种电动机有关技术数据及相应算得的总传动比列于下表：万案号电动机型号额定功率(kw)同步转速(八) / min满载转速(rmin )总传动比电动机质量/kg-一一Y112m-25.53000289094.5445. 二Y112m-45.51500144047.1149. 三Y132M1-65.5100096031.4075通过对这三种方案比较：一 电机重量轻，但传动比大，传动装置外轮廓尺寸大，结构不紧凑；二与三比较，综合考虑电动机和传动装置尺寸，质量，价格及传动比，可以 看出，如果传动装置结构紧凑，选用三方案最好即： 丫132M1-6系列2.2传动比

8、的分配。带式输送机传动系统总传动比i=nm/nw=960/98.8=9.72所以两级圆柱齿轮减速器的总传动比i 匚12匚23 9.72为了便于两级圆柱齿轮减速器采用侵油润滑，当两级齿轮的配对材料相同，齿面硬度 HBS 350,齿宽系数相等时。考虑面接触强度接近相等的条件，取两级圆柱齿轮减速器的高速级传动比：i1= =3.689低速级传动比为i2 i /i1 9.72/3.689=2.635传动系统各传动比分别为：i。1 i1=3.689 i2=2.635 i4 12.3传动系统的运动和动力参数计算：传动系统各轴的转速，功率和转矩计算。1轴（减速器高速轴）：n1匹960 960 人ni011RP

9、d 14.051 X 0.99=4.01kwp 4 01T1=955W=9550X 401 =39.89 N mn1 9602轴（减速器中间轴）n2i29603.689260.23 九P? P 12 P 2 3=4.01 X 0.96 X 0.99=3.811kwp 2 3 811T2=9550匕=9550X 3.811 =139.86 N mn2 260.233轴（减速器低速轴）n3n2260.23i23 2.63598.76 九P3= P2 23 =3.811 X 0.96 X 0.99=3.622kwT3=9550更=9550X 3622 =350.24 N mn3 98.764轴（输送

10、机滚筒轴）n3 98.76 “ 小血n4 98.76i4 1P4= P3 34 =3.622 X 0.96 X 0.99 X 0.99=3.41kwP4 3 41T4=9550二=9550X 仝 =329.54 N mn4 98.76轴输出功率和输出转矩P1=p1 X 1=4.01 X 0.99=3.97kwP2=p2X 2=3.811 X 0.99=3.77kwP3=p3X 3=3.622 X 0.99=3.59kwT1=T1 X 仁39.89 X 0.99=39.49kwT2=T2X 2=139.86 X 0.99=138.46kwT3=T3X 3=350.24 X 0.99=346.74

11、kw将上述计算结果和传动比及传动效率汇总如下表 1轴名功率（kw）转矩（N?m）转速（r min ）传动比i效率输入输出输入输出14.013.9739.8939.4996010.9623.8113.77139.86138.46260.233.6890.9633.6223.59350.24346.4698.762.6350.9643.413.37329.54226.24198.7610.98对于所设计的减速器中两级齿轮传动，高速级和低速级均采用直齿圆柱齿轮传动。第三章齿轮的设计按软齿面闭式齿轮传动设计计算路线， 分别进行高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计 算和低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算。3.1

12、高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算，(1)选择材料及热处理，精度等级，齿数 Z!与Z2齿宽系数d，并初选螺旋角考虑减速器要求结果紧凑故大小齿轮均用 40Cr调质处理后表面淬火，因载荷较平稳， 齿轮速度不是很高，故初选7级精度，齿数面宜多取，选小齿轮齿数 z仁24，大齿轮齿数z2=L _=3.689 X 24=90,按软齿面齿轮非对称安装查文献2表6.5，取齿宽系数d =1.0。实际传动比 i12=90/24=3.75，误差(i12-i12)/i12=(3.75-3.689)/3.75=0.0162 三卜；并，在设计给定的土 5%围内可用。3.2按齿面接触疲劳强度设计，由文献2式(6.11) d!

13、t 2.323 KT1 1 ( ZE )2 d h(1)确定公式中各式参数；1)载荷系数Kt试选Kt =1.52)小齿轮传递的转矩T1円”后P 弋齐百4.051 .严T1=9.55 X =9.55 X =4.0299 X - N mn1 9603） 材料系数 zE查文献2表6.3得zE 1898 MPa4） 大，小齿轮的接触疲劳极限 Hlim1 Hlim2按齿面硬度查文献2图6.8得Hlim1 600MPa h 560MPa5） 应力循环次数一 | =60X 960 X 1X 300 X 16=2.7648 X N2=N1/.=2.7648 X_ /3.75=7.3728 X -:6）接触疲劳

14、寿命系数 Khn 1 K hn 2查文献2图6.6得KHN1 0.90KHN 2 0.926）确定许用接触应力Hl H2】取安全系数Sh 1H1 Khn1 h lim1 S .9O 6001 540MPaH2 Khn2 Hlim2 $ 92 560 532MPa取h H1（2）设计计算1）试计算小齿轮分度圆直径 d1t取H1】H2】比2珂肓常（198.8）2 =51.11mm532图6.10得动载系数kv=1.0查图6.13得 k =1.082） 计算圆周速度 vv= n d1tri1 =2.568m/s 60 10003） 计算载荷系数k查文献2表6.2得使用系数kA=1根据v=2.568 m/s 按7级精度查文献2则 k= kA kv k ka=1x 1.0 X 1.08 X 仁 1.084）校正分度圆直径d1由文献2式（6.14 ） d1t d1t =49 06X1.08 mm=43.97mmd1t kt 1.5（3）计算