机械厂装配车间输送带传动装置设计减速器课程设计说明书.docx

1、机械厂装配车间输送带传动装置设计减速器课程设计说明书机械设计课程设计说明书设计题目：机械厂装配车间输送带传动装置设计 专业班级： 学号设计人指导教师完成时间：2013-01-14校名:机械课程设计说明书题目D3.机械厂装配车间输送带传动装置设计机械设计任务书机械课程设计任务书 3机械课程设计第一阶段1.1、 确定传动方案 41.2、 电动机选择 41.3、 传动件的设计 8机械课程设计第二阶段2.1装配草图设计第一阶段说明 162.2轴的设计及校核 162.3轴承的设计及校验 212.4键的设计及校验 22机械课程设计第三阶段3.1、 轴与齿轮的关 233.2、 端盖设计 233.3、 箱体尺

2、寸的设计 263.4、 齿轮和轴承的润滑 27机械课程设计小结4.1、机械课程设计小结 28附1:参考文献机械设计课程设计任务书题目D3.机械厂装配车间输送带传动装置设计设计带式运输机传动装置1、 设计条件：1） 机器功用由输送带传送机器的零部件；2） 工作情况 单向运输、轻度振动、环境温度不超过35C；3） 运动要求输送带运动速度误差不超过5%;4） 使用寿命 10年，每年350天，每天16小时；5） 检修周期 一年小修；两年大修；6） 生产批量单件小批量生产；7） 生产厂型中型机械厂2、 设计任务1）设计内容 1、电动机选型；2、带传动设计；3、减速器设计；4、联轴器 选型设计；5、其他。

3、2）设计工作量 1、传动系统安装图1张；2、减速器装配图1张；3、零件 图2张；4、设计计算说明书一份。3、原始数据主动滚筒扭矩（N?m） : 800 N?m主动滚筒速度（m/s） : 0.8 m/s主动滚筒直径（mm） :300 mm、课程设计第一阶段2.1确定传动方案（1） 、传动方案：方案：电动机直接通过带传动接在两级圆柱齿轮减速器上， 该方案的优点是圆柱齿轮的设计、加工制造容易，采 用卧式两级圆柱齿轮减速器。（2） 、减速器内部工作方式：展开式斜齿啮合。（3） 、减速器的总传动比为28.26，其中带传动为2,高速级为4.28低速级为3.30。减速器传动比范围为8 i kdx P = 1

4、.2 X5.21查表16-2得:Y 系列 1500r/mi n电动机的具体牌号为：Y132S4-2-B3型 额定功率为：5.5kW堵转转矩/额定转矩：2.2 N?m 最大转矩/额定转矩：2.2 N ?m3、 计算总传动比并确定传动比计算总传动比i在上面已经确疋了电机满载转速为 n = 1440 r/mi n传动装置的总传动比为i=i= 1440/50.96n传动比的分配总=i X h取带传动比为i 0 =2b = i2 汉：23而设高速级与低速级传动满足i12= （1.3-1.4 ） i23即： 応=1.3i23，得i12 =4.28i23 =3.304、 传动装置运动参数的计算各个参数说明：

5、n1、n2、n3 I、II、III 轴的转速（r/min ）P 1、F2、巳 I、II、III轴的输入功率（kW T 1、T2、T3 I、II、III轴的输入转矩（N?m） P 0电动机实际输出功率（kWn 电动机满载转（r/min ）P =5.21kWP=6.25kWi =28.26応=4.28i 23 = 3.30各个轴转速的计算：ni = n/i 0 = 1440/2n2 = n 1/i 12 =720/4.28n1=720r/minn3 = n2/i 23 =168.22/3.30n2=168.22r/minn3=50.98r/mi n各个轴功率的计算：Pi=Px n 1Xn 2 =

6、6.25 X 0.96 X 0.99P 2=P 1X n 2Xn 3 = 5.94 X 0.98 X0.98P仁 5.94kWP 3=P 2X n 2Xn 3 = 5.70 X 0.98 X0.98P2=5.70kWP3=5.48kWT i=9550P 1/n 1=9550 X 5.94/720T 2=9550P 2/n 2=9550 X 5.70/168.22T 3=9550P 3/n 3=9550 X 5.48/50.98T仁78.79N?mT2 =323.59N ?m将以上数据列表如下:T3=1026.56N?m轴号转速n功率P输出转矩T传动比i效率电机轴14406.2520.95轴17

7、205.9478.794.280.97轴2168.225.70323.593.300.97轴350.985.481026.5610.97车轮轴50.985.481026.56注：其中传动比和效率为上下相邻两格参数内的，如“传动比2,指的是电机轴和轴1之间的传动比为2”2.3、传动件的设计1、V带的设计确定V带型号工作情况系数Kx查表4-6计算功率Pc由 R = KaP = 1.2X 5.5Ka=1.2V带型号根据Pc和n1值杳图4.6Pc=6.6 kwA型确定带轮基准直径D和D2小带轮直径D 查表4.7大带轮直径 D2 D 2 = (n i/n2) D = 1440/720x100按表4.7圆

8、整验算带速VV = n Di ni/60000 = n x100x1440/60000要求V带速在525 m/s范围内确定V带长度Ld和中心距a按 0.7(D 1+D) w a o w 2(D1+D)初选a。- 600mm初算带基准长度L2L = 2 a J +D2)+(Di D2)L = 2 a 0+ + 2 4a2=2x600+神00 + 200)+(20一100)2 4汉600按表4.3圆整Ld La a+ =600+(1800-1675)/2验证小带轮包角0( 18=180 - (200-100)/662x57.3 确定V带根数z单根V带试验条件下许用功率P。 查表4.4传递功率增量

9、P0 查表4.5(i=200/100=2)包角系数Ka 查表4.8D=100 mmD2=200 mmV=7.54 m/s带速符合要求Ld=1800 mma=662 mm5=171.3 120P0=1.32kW P0 =0.17Ka=0.98&P0 - F0 KaKL计算初拉力F。计算轴压力QQ=1399.6NQ = 2 z Fq sin( *)=2 x 5x 140.4 x sin(17；.3 )2、 齿轮的设计1）、闭式传动采用软齿面 HBS乞3502）、齿轮的结构与齿轮的尺寸有关。齿轮的材料是根据齿轮尺寸决定的，尺寸小时采用锻钢（40、45钢）；尺寸大时（如圆柱齿 轮d 500mm）时，由

10、于受到锻造设备能力的限制，采用铸钢。 当毛坯的制造方法不同时，齿轮的结构也不同，也就是齿轮结 构必须与毛坯的制造方法相适应。故不同的尺寸的齿轮要视其 材料而决定结构。3、 、圆柱齿轮在强度计算中得到的齿宽应作为大齿轮齿宽，而小齿轮宽度应该取得大一些。一般b小=b大 - （510）mm，以补偿轴 安装误差，保证足够的齿宽接触。4、 、齿轮传动的参数及尺寸分别进行标准化，也不能圆整，而有的尺寸则不能标准化，也不能圆整，如圆柱齿轮模数、压力角、 中心距应该标准化，而齿数、齿宽及其他结构尺寸应该圆整； 齿顶圆直径、齿根圆直径、齿高、齿顶高、齿根高等则不能圆整小数点后至少保留2位准确数字，而啮合角、螺旋

11、角等则应 计算到度、分、秒。5 )、开式的传动：开式的传动主要失效形式是磨损，故按弯曲强度计算时，所得 的模数要增大10% 20%并取标准值。作为动力传动的齿轮， 其最小模数不得小于1.5，开式齿轮要采用耐磨性较好的材料。 由于开式齿轮往往是悬臂式布置故而刚度小， 因此齿宽小一些，以避免大的载荷集中。3、低速级圆柱齿轮设计及计算选择齿轮材料，确定许用应力由(机械设计课本)表6.2选：小齿轮 40Cr 调质：(HBSi =260HBS)大齿轮 45 正火：(HBS2 =210HBS)许用接触应力(7 H与齿轮材料、热处理方法、齿面硬度、应 力循环次数等因素有关。其计算公式为：r 1 H lim丘

12、H ZnSH min接触疲劳极限，查(机械设计课本)图6-4得：2cH 加=700 N / mm2jlim2 =550N/mm接触强度寿命系数ZN应用循环次数N由式6 7：N 1 = 60 X n1X j X Lh = 60 X 720X 1 X 10X 350X 16N 2 = N 1/i = N 1/4.28查图6 5得；Z N1= 1.0Zn2 = 1.04接触强度最小安全系数：SHmin = 1 ,贝U7 H1 = 700 X 1/1HBS1 =260HBSHBS2 =210HBS2dH |im1 =700 N / mm2ffH |im2 =550N / mm9N1=2.42 X 10

13、8N2=5.7 X 10ZN1=1.0Zn2=1.04 (T H2 = 550 X 1.04/1所以取T H = 520N/mm2许用弯曲应力T F:=丄 SYnYxSF min由（机械设计课本）式612,弯曲疲劳强度极限c Flim 查（机械设计课本）图6 7,2riimi =540N / mm2二 Fiim2 =420N / mm弯曲强度寿命系数Yn ,查（机械设计课本）图6 8Yn1 = Y N2 = 1弯曲强度尺寸系数YX查（机械设计课本）图6 9YX = 1弯曲强度最小安全系数SFmin = 1.4贝U：匕 F1 卜540 1 1/1.4kFJ - 420 1 1/1.4齿面接触疲劳

14、强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按 八0.013 0.022 ni3 Pl/ni , 估取圆周速度vt = 2m/s，参考（机械设计课本）表 6.7、表6.8选 取齿轮为：2公差组8级小轮分度圆直径di,由（机械设计课本）式6 5得t H1=700N/ 伽2t H2=520N/ 伽2t H=520N/ 伽2Cf limi =540 N / mm2；Flim 2 二 420 N / mmYni= YN2 = 1Yx = 1l-FJ - 385.7N / mmLf2 丨=300N / mm22公差组8级di2KT1 u1 d u齿宽系数S =1.0 查（机械设计课本）表 6.9，按齿轮相对轴承为

15、非对称布置小轮齿数zi，在推荐值2040中选zi = 27大轮齿数Z2：Z2 = i Zi = 4.28X 27 = 115.56 圆整取115 齿数比uu = z2/z1 = 115/27=4.26传动比误差:S = u/u = (4.28-4.26)/4.26 = 0.004727xcos20.45、，小- 27 況tan(arccos ) - tan 20 +2 兀 3.07 疋 27 + 2 汽 33.010 cos20.45C c109Uta n(arccos ) ta n20)3.07 汉 109+2 汇 3解得： a = 1.7485重合度系数：b=55mm b2=56m b仁

16、61mZv2=28.75Zv1=122.45YFa2 = 2.18YFa1 = 2.57YSa2 = 1.79YSa1 = 1.61 a=1.7485丫厂 0.25 +0.75/%Ye =0.679(T fi = 2 X 1.66 X 78787.5 X 2.57 X 1.61 X 0.679 X2a F2=116.38N/mm0.89/60 X 53X 2a F2 = 2 X 1.66 X 18181.5 X 2.18 X 1.79 X 0.679 X2a f仁 109.80N/mm0.89/55 X 53X 2齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径d2：d2 = mz 2/cos B = 2

17、X 118/cos11.68od2=235mm根圆直径df:df1 = d 1-2hf = 56-2 X3df1 =50mmd f2 = d 2-2hf = 235-2 X 3df2=229mm顶圆直径dada1 = d 1+2X ha = 55+2 X 2da2=59mmd a2 = d 2+2X ha = 235+2 X 2da1=239mm高速级圆柱齿轮几何参数项目小齿轮大齿轮模数m22齿数Z27118压力角么2020分度圆直径d56236齿顶咼ha22齿根高hf33齿顶圆直径da59239齿根圆直径df50229标准中心距a146齿宽b61562、高速级圆柱齿轮设计及计算选择齿轮材料，

18、确定许用应力由(机械设计课本)表 6.2选 :HBS1 = 260HBS小齿轮 40Cr 调质：(HB5 = 260HBS)HBS2 =210HBS大齿轮 45 正火： （HBS2 = 210HBS）高速级齿轮设计跟低速级一样，将齿宽系数d改为0.8高速级圆柱齿轮几何参数如下项目小齿轮大齿轮模数m22齿数Z38125压力角2020分度圆直径d75250齿顶咼ha33齿根高hf3.753.75齿顶圆直径da81256齿根圆直径df69.5242.5 :标准中心距a162.5齿宽b6560课程设计第二阶段设计2.1、装配草图设计第一阶段说明1）、准备减速器装备图采用三个视图及必要局部剖视图才能表达

19、完整。根据传动件尺寸大小，参考类似的减速器装配图，估计出待设 计的减速器外部轮齿尺寸，并考虑标题栏、明细栏、零件序号及技 术要求等位置，选择合适的比例尺，合理的布局图面。2）、在俯视图的位置上画三根线作为传动轴 1、2、3的中心线， 并绘出传动件的外廓。小轮宽度应大于大齿轮 510mm二级传动 件之间的轴向间隙丄3 =8 15mm3）、画出箱体内壁线及减速器中心线。在俯视图上小齿轮端面与箱体内壁之间间隙和大齿轮顶圆之间间隙为 1。4）、按纯扭矩初步估算轴径。确定轴的跨距。先按纯扭矩确定轴 径，在经轴的阶梯化吧跨距准确的确定下来。 按照纯扭矩计算轴径 时，用降低许用扭转剪切应力的方法来计入弯矩的

20、影响。2.2、轴的设计及校核1、轴1的设计及校核1)、计算作用在齿轮上的力转矩 Ti = 9550 X 5.94/720轴1上小齿轮分度圆直径di = mz i/cos B =2X 27/cos11.68 0圆周力 Ft = 2 X 78787.5/55.14径向力 Fr = F ttan a n/cos B =2857.73X tan20/cos11.68 轴向力 Fa = F ttan B = 1062.11 X tan 11.682)、初步估算轴的直径T1=78787.5N/mmd1=55.14mmFt=2857.73NFr=1062.11NFa=590.8N选取45号钢材作为轴的材料，

21、调制处理由式8-2 : d启A汇Vp /n，计算轴的最小直径并加大 3% 以考虑键槽的影响。查表8.6取A=1153)、轴的结构设计(1)确定轴的结构方案右轴承从轴右端装入，靠轴肩定位。齿轮和左轴承从轴的 左端装入，齿轮右侧端面靠轴肩定位，齿轮和左轴承之间用定 位套筒使左轴承右端面得以定位。左右轴承均采用轴承端盖， 半联轴器靠轴端档圈得到轴向固定。齿轮和半联轴器采用普通 平键得到轴向固定。采用单列圆锥滚子轴承和弹性柱销联轴器。(2)确定各轴段长度和直径1 段 根据dmin圆整(按照GB5014-85 ,并由E、选择联轴器型号为 HL6-JA型联轴器JA35 82/JA35 82(按照 GB50

22、14-85),比轂孔长度78mm短 1 5mm作为第一段的长度。2段 为使半联轴器定位，轴肩高度 c (2 3)mm，孔倒角C取3mm( GB6403.4-86), ddi 2h且符合标准密封 内径(JB/ZQ4606-86)。取端盖宽度 28mm端盖外端面与半 联轴器右端面26mm3段 为便于拆装轴承内圈，d3 d2且符合标准轴承内径。查GB/T297-95，暂选滚动轴承型号为 30204， d=30mm 其宽度B=20b T=21.75,轴承润滑方式选择：d3X 720 = 30 X720 = 21300 v 105，故选择脂润滑，齿轮与箱体内壁间隙 取10,考虑轴承脂润滑，要求轴承与齿轮

23、间要有挡油环，取挡油环轴承距箱体内壁为f = 13.5mm， 13 = 29mm4段，定位轴承5段 取齿根圆直径为直径，齿宽为轴段长度。6轴肩略低于轴承内径 2 - 3mm取d6 = 38mm,l 6 =85.5mmd1=75mml 1=40mmd2=28mml 2=29mm7段该段轴径直径与右侧轴承处直径相同，为 30mm 该段轴长度为50mmd3=30mml 3=29mm d4=38mml 4=7mm d5=50mml 5=60mm d6=38mml 6=85.5mm d7=30mml 7=50mmF ti . . F r lF面是轴1的弯矩图和扭矩图:2、轴2的设计4 】1 ）、计算作用在齿轮上的力转矩 T2 = 9550 X 5.7 X 1000/168.22轴2上大齿轮分度圆直径 d2 = mz/cos B = 2 X 118/cos11.68 o 圆周力 Ft2 = 2T 2/d 2 = 2 X 70858/235径向力 Fr2 = F t2tan a n/cos B = 603 X tan20o/cos11.68 o 轴向力 Fa2 = F t2tan B = 602 X tan