二級減速器課程設(shè)計帶式輸送機中的傳動裝置

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書完成時間機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè):任務(wù)起止時間：設(shè)計題目：設(shè)計帶式輸送機中的傳動裝置一、傳動方案如圖1所示：圖1帶式輸送機減速裝置方案1、輸送膠帶2、傳動滾筒3、兩級圓柱齒輪減速器4、V帶傳動5、電動機二、原始數(shù)據(jù)表2-1三、設(shè)計任務(wù)：1.減速器裝配圖1張（A0圖紙）2.低速軸零件圖1張（A3圖紙）3.低速軸齒輪零件圖1張（A3圖紙）4.設(shè)計說明書1份在三周內(nèi)完成并通過答辯滾筒直徑d/mm800傳送帶運行速度v/（m/s）1.5運輸帶上牽引力F/N2300每日工作時數(shù)T/h24傳動工作年限5單向連續(xù)平穩(wěn)轉(zhuǎn)動，常溫空載啟動參考資料：機械設(shè)計機械設(shè)計基礎(chǔ)

2、課程設(shè)計指導(dǎo)書機械設(shè)計手冊工程力學(xué)機械制圖一、電機的選擇錯誤！未定義書簽1.1選擇電機的類型和結(jié)構(gòu)形式：錯誤！未定義書簽1.2電機容量的選擇錯誤！未定義書簽1.3電機轉(zhuǎn)速確定錯誤！未定義書簽二、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算錯誤！未定義書簽2.1分配傳動比及計算各軸轉(zhuǎn)速錯誤！未定義書簽2.2傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算錯誤！未定義書簽三、V帶傳動設(shè)計錯誤！未定義書簽3.1確定計算功率錯誤！未定義書簽3.2選擇普通V帶型號錯誤！未定義書簽3.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗算帶速錯誤！未定義書簽3.4確定V帶中心距和基礎(chǔ)長度錯誤！未定義書簽3.5驗算小帶輪包角錯誤！未定義書簽3.6計算V帶根數(shù)Z錯誤！未定義

3、書簽3.7計算壓軸力錯誤！未定義書簽四、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件（直齒圓柱齒輪）錯誤！未定義書簽4.1高速級齒輪傳動設(shè)計計算錯誤！未定義書簽4.2低速級齒輪傳動設(shè)計計算錯誤！未定義書簽4.3傳動齒輪的主要參數(shù)錯誤！未定義書簽五、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算錯誤！未定義書簽5.1高速軸的計算（1軸）錯誤！未定義書簽5.2中間軸的計算（2軸）錯誤！未定義書簽5.3低速軸的計算（3軸）錯誤！未定義書簽六、軸的強度校核錯誤！未定義書簽6.1高速軸校核錯誤！未定義書簽6.2中間軸校核錯誤！未定義書簽6.3低速軸校核錯誤！未定義書簽七、校核軸承壽命錯誤！未定義書簽7.1高速軸錯誤！未定義書簽7.2中間軸錯誤！未定義書簽7

4、.3低速軸錯誤！未定義書簽八、鍵連接的選擇和計算錯誤！未定義書簽九、箱體的設(shè)計錯誤！未定義書簽十、心得體會錯誤！未定義書簽一、電機的選擇1.11.1 選擇電機的類型和結(jié)構(gòu)形式：依工作條件的要求，選擇三相異步電機：封閉式結(jié)構(gòu)U=380VY 型1.21.2 電機容量的選擇工作機所需的功率 R R=FvFv/1000=3.45kWV 帶效率1：0.96滾動軸承效率（一對）2：0.98閉式齒輪傳動效率（一對）3：0.97（8 級精度）聯(lián)軸器效率40.995（彈性）工作機（滾筒）效率5（w）:0,96（傳動滾筒）傳輸總效率=0.872則，電動機所需的輸出功率 PW=PPW=Pd/=3.96kW1.31.

5、3 電機轉(zhuǎn)速確定卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速nw601000V=35.81r/minwDV 帶傳動比的合理范圍為 24,兩級圓柱齒輪減速器傳動比的合理范圍為 840,則總傳動比白合理范圍為i=16160,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：1 軸（高速軸）F1F03.8kWndinW=572.965729.6r/min在此范圍的電機的同步轉(zhuǎn)速有：750r/min1000r/min1500r/min3000r/min依課程設(shè)計指導(dǎo)書表 18-1:Y 系列三相異步電機技術(shù)參數(shù)（JB/T9616-1999）選擇電動機型號：Y112M-4 額定功率%:4kw同步轉(zhuǎn)速 n：1500r/min 滿載轉(zhuǎn)速 n nm：1440r/

6、min二、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算總傳動比：i 則40.21nw2.12.1分配傳動比及計算各軸轉(zhuǎn)速取 V 帶傳動的傳動比 i i0=3（帶傳動的傳動比一般小于齒輪傳動）則減速器傳動比 i i=i i/i i0=13.14取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比i1在 4r4.33則低速級傳動比i2ii13.092.22.2傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算0 軸（電動機軸）P0Fd3.96kWn0nm1440r/minF0T0955026.2625Nmn。T29550311Nmn2一n2n335.87r/mini2T39550913Nmn3n4n3nW35.87r/min八八P4T49550889N

7、mn4以上功率和轉(zhuǎn)矩為各軸的輸入值，13 軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩為各自輸入值與軸承效率的乘積。各軸運動和動力參數(shù)如下表：表2-1各軸運動和動力參數(shù)軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/Nm轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率輸入輸出輸入輸出0軸3.9614401軸3.83.79767548030.96矩）2 軸（中間軸）nn。n1480r/mini。PT1955075.64NmniP2P233,61kW（傳動部分的功率是指各軸的nin2一110.85r/min輸入功率，轉(zhuǎn)矩是指輸出轉(zhuǎn)ii3 軸（低速軸）F3F22334.3kW4 軸（滾筒軸）P4F3243.34kW2軸3.613.57311308110.85

8、4.330.953軸3.433.4091390435.873.090.954軸3.343.3188988035.8710.98三、V帶傳動設(shè)計3.13.1確定計算功率根據(jù)已知條件結(jié)合教材機械設(shè)計由圖/表 8-7 得到工作情況系數(shù)KA=1.3(工作情況系數(shù))，故 P Pca=K KAP Pd=5.184(計算功率)kW。3.23.2選擇普通 V V 帶型號已知 P Pca,n nm,結(jié)合教材機械設(shè)計由圖/表 8-6 確定所使用的 V V 帶為 A A 型。3.33.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑弁驗算帶速(1)結(jié)合教材機械設(shè)計由圖/表 8-68-8,初選小帶輪直徑 d dd1=125mm(2)驗算帶速：v皿

9、1nm9.42m/s，滿足 5m/sv v120合格。a3.63.6計算 V V 帶根數(shù) Z Z由 n nm,d dd1結(jié)合教材機械設(shè)計查圖/表 8-4a 得 P P0=1.07kW由 n nm,i i,A 型帶，查圖/表 8-4b 得 P P0=0.17kW。已知1查表 8-5 得 K K=0.95,已知 L Ld查表 8-2 得KL=1.01則 V 帶根數(shù) zP3.2,取 z=4(考慮軸段(P。P0)KK長度此處帶輪不宜過寬，帶輪帶數(shù)應(yīng)小于等于 4 為宜)。3.73.7計算壓軸力由教材機械設(shè)計表 23_,23_,可知型帶單位長度質(zhì)量 q q=0.1kg/m。單根 V 帶的初拉力最小值：(F

10、0)min5002.5Ka巳qv2=119N。Kazv壓軸力的最小值：1(Fp)min2z(F0)minSin=935N。2四、設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件(直齒圓柱齒輪)4.14.1 高速級齒輪傳動設(shè)計計算（1）選擇材料及確定許用應(yīng)力機械設(shè)計表4-1高速級齒輪材料及許用應(yīng)力齒輪熱處理力式齒面硬度Hlim1/MPaFE1/MPa小齒輪調(diào)制300770650大齒輪調(diào)制250700600由表 10-20,取安全系數(shù)SHFJ,S=1.5則許用應(yīng)力為:閨770MPa出700MPaSHSHF14520MPaF23480MPaSFSF（2）按齒面接觸強度設(shè)計設(shè)齒輪按7_級精度制造，由教材機械設(shè)計表得載荷系數(shù) K

11、K=KaKvKhaKhb,由表 10-7 得齒寬系數(shù)d=1,由表 10-61可得彈性系數(shù)ZEF1889.8MPao小齒輪傳遞的（輸入）轉(zhuǎn)矩：下=76000Nmm（注意單位換算）小齒輪分度圓直徑：d1t232J 旦1ZE56.89mm。,d11Hmin齒數(shù)取 Z Z1=24、Z Z2=i i1Z Z1Q104、故實際傳動比 i i1=Z Z2/Z Z1=4.33。齒寬bdd1t56.89mm（圓整）。取大齒輪齒寬 b b2=57mm,為補償安裝誤差，取小齒輪齒寬b bi=b+(510)=63mm。模數(shù) m=dm=dit/z zi=2.37,按表,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m m= =2.5實際分度圓直徑d1z

12、1m60mm,d2260mm,中心距ad92160mm(3)驗算齒輪彎曲強度由教材機械設(shè)計圖/表 10-5,取齒形系數(shù)-1=2.65,Y YFa2=2.33,應(yīng)力修正系數(shù) Y Ysa1=1.58,Y Ysa2=1.7932o2KTYFa1YSa1判斷：F1JFa1Sa196.8 三(TF1b2mz1LJ判斷：F2六YSa296.6 三(TF2YFa1YSa1滿足條件，安全。(4)齒輪的圓周速度對照表 10-8 可知，詵著 7 級精度是合適的 4.24.2 低速級齒輪傳動設(shè)計計算(1)選擇材料及確定許用應(yīng)力由教材機械設(shè)計表 10-1 確定以下參數(shù):表4-2低速級齒輪材料及許用應(yīng)力齒輪熱處理力式齒

13、面硬度Hlim1/MPaFE1/MPa小齒輪調(diào)制280820650大齒輪調(diào)制240750620由表 10-5,取安全系數(shù) Sn=J,0=1.3則許用應(yīng)力為：v6010001.51m/s。（2）按齒面接觸強度設(shè)計設(shè)齒輪按 8 級精度制造，由教材機械設(shè)計表 10-8 得載荷系數(shù) K K=1.3,由表 10-7 得齒寬系數(shù)d=J,由表 10-6 可得1彈性系數(shù)ZE=188.9MPa2。小齒輪傳遞的（輸入）轉(zhuǎn)矩：=Nmm（注意單位換算）小齒輪分度圓直徑：d1t2.32;坪JZ134.8mm。d12Hmin齒數(shù)取 Z Z1=23,Z2=i i1Z Z1=71,故實際傳動比 i i1=Rz z=3.1。齒

14、寬bdd1t134.8mm（圓整）。取大齒輪齒寬 b b2=140mm,為補償安裝誤差，取小齒輪齒寬b b1=b+(510)=145mm。模數(shù) m=dm=d1t/Z Z1=6,按表,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m m= =6、實際分度圓直徑z1m138mmd2426mm 中心距add22282mm（3）驗算齒輪彎曲強度由教材機械設(shè)計圖/表 10-5，取齒形系數(shù) Y YFa1=2.97,Y YFa2=2,91:應(yīng)力修正系數(shù)%產(chǎn) 1.52:%=1.53。HlHlimlSH820MPaH2Hlim2SH750MPaFi3500MPaSFF2-FE2477MPaSF判斷:F12KTYFaYsa1b2m2z192.4

15、三(TF1F1YFa2YSa2判斷：F2vv89.9 三(TF2YFalYSal滿足條件，安全。(4)齒輪的圓周速度對照表 10 照可知，選著 7 級精度是合適的4.34.3 傳動齒輪的主要參數(shù)表4-3傳動齒輪的主要參數(shù)高速級低速級齒數(shù)z241042371中心距a/mm160282模數(shù)m/mm2.56齒見b/mm6357145140分度圓直徑d/mm60260138426齒頂局ha/mm2.52.566齒根高h(yuǎn)f/mm3,1253.1257.57.5齒高h(yuǎn)/mm5.6255.62513.513.5齒頂圓直徑da/mm65265157438齒根圓直徑df/mm53.75253.75123411五

16、、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算5.15.1 高速軸的計算(1 1 軸)根據(jù)表 15-1 得,高速軸材料為：45,熱處理方式：_JS制：許用彎曲應(yīng)力(r-1b=60MPav6010000.26m/s。(1)初估軸徑初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表 15-3 得常數(shù) A=110diA0；/旦 21.92mm,n考慮到鍵梢的作用，軸徑增加 3%;22.8mm，圓整后暫取 d d1=25mm(2)軸的徑向尺寸設(shè)計根據(jù)軸及軸上零部件的固定、 定位、 安裝要求， 確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖(結(jié)構(gòu)草圖，標(biāo)注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果)：表5-1高速軸徑向尺寸確定軸段直徑d/mm確定方法說明d1=25d1=d1由初估

17、直徑確定d2=30d2=d1+(3-44定位軸肩d3=356407滾動軸承6407滾動軸承d4=45齒根圓直徑d5=54d5=d4+0.07d4d6=45d6=d4齒根圓直徑d7=35d7=d36407軸承(3)軸的軸向尺寸設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖，標(biāo)注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：經(jīng)驗值的計算與選?。狠S承端蓋至箱外傳動件間的距離 L L=18箱座壁厚=10聯(lián)接螺栓至外箱壁的距離 C C1=24;至凸緣邊距離 G=22（C1、C2 通過螺栓直徑查設(shè)計指導(dǎo)書表 4-2 確定）軸承座寬度 L L=C+G+（5-10）=61齒輪至機體內(nèi)壁的距離2=12（2.1.2

18、壁厚）大齒輪齒輪端面的距離3=10（3壁厚）軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離4=4 寸確定軸段長度L/mm確定方法說明L1=42L1=(1.52)d1L1略小于帶輪寬L2=38L2=L+e+L-b-A4L2=L+e+L-B-4L3=25L3=BL3=6407軸承寬度L4=160L4=A3+b低小L5=63L5=b高小L6=15L6取10-15L7=25L7=BL7=6407軸承寬度l1=600.5T+0.5L5+A2+A412=2040.5L5+L4+0.5B13=720.5L1+L2+0.5B5.25.2中間軸的計算(2 2 軸)根據(jù)表 15-1 得.中間軸材料為：45,熱處理方式：調(diào)制、許用彎曲應(yīng)

19、力(r-ib=60MPao(1)初估軸徑初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表 15-3 得常數(shù) A Ao=110diA0336mm(2)軸的徑向尺寸設(shè)計根據(jù)軸及軸上零部件的固定、定位、安裝要求，確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖(結(jié)構(gòu)草圖，標(biāo)注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果)：比dSd5421212A2A也表5-3中間軸徑向尺寸確定軸段直徑d/mm確定方法說明di=35最小直徑d2=37d2=d1+2過度軸肩d3=43d3=d2=(34)C2定位軸肩d4=37d4=d5+0.07d5d5=37d5=d1(3)軸的軸向尺寸設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖，標(biāo)注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算

20、結(jié)果）：經(jīng)驗值的計算與選取：輪轂寬度與軸段長度之差=3（指導(dǎo)書 38 頁圖 5-10）大齒輪齒輪端面的距離3=10（同上）軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離4=4（取 3-5）（指導(dǎo)書 38 頁圖 5-12）表5-4中間軸軸向尺寸確定軸段長度L/mm確定方法說明LI=39L1=B+A4+A2+(2-3)6307滾動軸承L2=61L2=b高大+人l-3=70.5齒寬差+人3L4=142b低小-AL5=47A4+A2+A+B+齒寬差l1=60l2=1080.5b高大+L3+0.5b低小l3=940.5b低小+L5-A-0.5B5.35.3低速軸的計算（3 3 軸）根據(jù)表 15-1 得、低速軸材料為：45,熱

21、處理方式：調(diào)制許用彎曲應(yīng)力1b=60MPa。（1）初估軸徑初選軸徑，根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度計算初估。由表 15-3 得常數(shù) A=110d1A0K50.3mm考慮到鍵梢的作用，軸徑增加 3%為 51.8mm，圓整后暫取 d=52mm。（2）軸的徑向尺寸設(shè)計根據(jù)軸及軸上零部件的固定、 定位、 安裝要求， 確定軸的結(jié)構(gòu)如下圖 （結(jié)構(gòu)草圖，標(biāo)注軸段，用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）d3d4ta06er表5-5低速軸徑向尺寸確定軸段直徑d/mm確定方法說明di=53d2=57d2=d1+0.07d1定位軸肩d3=656013滾動軸承過度軸肩d4=73d4=d3+(34)C1定位軸肩d5=75d5=d4+(23)d6

22、=67d6=d5-(34)x2.5d7=65d7=d3表5-6所選用聯(lián)軸器的主要參數(shù)型號公稱轉(zhuǎn)矩Tn/Nm許用轉(zhuǎn)速n/mm軸孔直徑d/mm軸孔長度L/mm軸孔長度L1/mmTL91000210060142107DDDbA2501665軸承內(nèi)側(cè)至箱體內(nèi)壁的距離4=4（指導(dǎo)書 38 頁圖 5-12）（3）軸的軸向尺寸設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)圖如下（結(jié)構(gòu)草圖，標(biāo)注軸段長度及支撐點距離，表格內(nèi)用充分的文字說明支撐計算結(jié)果）：經(jīng)驗值的計算與選?。狠S承端蓋至箱外傳動件間的距離 L L=18箱座壁厚=10（箱座=0.02a+3,a 是低速級中心距）聯(lián)接螺栓至外箱壁的距離 C C=20;至凸緣邊距離 C C2=18軸承座

23、寬度 L L=C+G+（5-10）=55齒輪至機體內(nèi)壁的距離2=12大齒輪齒輪端面的距離3=J0dl虎(13d4d5表5-7低速軸軸向尺寸確定軸段長度L/mm確定方法說明Li=88L1=(1.52)d11.75L2=76l-3=18L3=B6013滾動軸承寬度L4=67A2+A4+b+A3-L5-0.5齒寬差L5=24L5=1.4hh=0.07d4L6=138L6=b低大-AA=1-2L7=3917=3+人4+A2+人+0.5A=1-2l1=1290.5L1+L2+0.5B12=1580.5B+L4+L5+0.5L613=990.5L6+L7-0.5B六、軸的強度校核6.16.1 高速軸校核軸

24、的受力分析如下圖:(1)齒輪的受力(3)豎直面內(nèi)軸承約束力彎矩圖和扭矩圖水平面內(nèi)彎矩圖Ft型2521N;FrFttan918NdiFrd(2)水平面內(nèi)軸承約束力帶輪的壓軸力FP在支點產(chǎn)生的反力FaF F豎直面內(nèi)彎矩圖D(5)合成彎矩(考慮最不利的情況下)扭矩圖合成彎矩MJM：VM；HMaFp131Nmm(注意單位換算)(6)按第三強度理論校核滿足強度要求。6.26.2 中間軸校核彎矩圖ca；M2(T)2W10.6MPa-1b軸的受力分析如下(1)齒輪的受力2T2大齒輪Ft2392N;FrFttan870Nd22T2小齒輪Ft-4570N;FrFttan1640Nd2(2)水平面內(nèi)軸承約束力(3)豎直面內(nèi)軸承約束力FriviItFt彎矩圖和扭矩圖水平面內(nèi)彎矩圖豎直面內(nèi)彎矩圖最危險截面的合成彎矩MJM；VM；H319Nmm(注意單位換算)(5)按第三強度理論校核-1b滿足強度要求。6.36.3 低速軸校核軸的受力分析如下圖:(1)齒輪的受力2T3L38MPaFt4286N;FrFttan1560Nd3(2)水平面內(nèi)軸承約束力豎直面內(nèi)軸承約束力F F，彎矩