單級減速器課程設計課件

帶式運輸機傳動系統(tǒng)設計

(一)

機械設計課程設計3/14/20233/14/2023一、性質(zhì)：

實踐性教學環(huán)節(jié)第一章概述3/14/2023三、課程設計的內(nèi)容和任務內(nèi)容：1、擬訂，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；3、進行傳動件、分析傳動裝置的設計方案；2、選擇電動機的設計計算，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等；4、繪制減速器裝配圖；5、繪制零件工作圖；6、編寫計算說明書。第一章概述3/14/2023任務（記）1、繪制減速器裝配圖1張；（1號圖紙，1：2畫）2、零件工作圖1張；（畫低速軸，2號圖紙，1：1畫）3、設計說明書一份；第一章概述3/14/2023四、課程設計的步驟1設計準備工作（1）熟悉任務說明書，明確設計的內(nèi)容和要求；（2）熟悉設計指導書，有關資料、圖紙等；（3）觀察錄像、實物、模型，或進行減速器裝拆實驗等，了解減速器等結構特點與制造過程。第一章概述3/14/20233/14/20233/14/2023

減速器的結構1—下箱體2—油標指示器3—上箱體4—透氣孔5—檢查孔蓋6—吊環(huán)螺釘7—吊鉤8—油塞9—定位銷釘10—起蓋螺釘孔3/14/20233、傳動件的設計計算（1）計算帶傳動、齒輪傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸；（2）計算各傳動件上的作用力。第一章概述3/14/20234、裝配圖的草圖的繪制 （1）確定減速器的結構方案（2）繪制裝配圖的草圖（草圖紙），進行軸、軸上零件和軸承組合的結構設計；（3）校核軸的強度、校核深溝球軸承的壽命；（4）繪制減速器附件。第一章概述3/14/20235、裝配圖的繪制（1）畫底線圖，畫剖面線；（2）選擇配合，標注尺寸；（3）編寫零件序號，列出明細欄；（4）加深線條，整理圖畫；（5）書寫技術條件、減速器特性等。第一章概述3/14/20237、編寫設計計算說明書（1）編寫設計計算說明書，內(nèi)容包括所有的計算，并附有必要的簡圖；（2）說明書中最后一段內(nèi)容應寫出設計總結。一方面總結設計課題的完成情況，另一方面總結個人所設計的收獲和體會以及不足之處第一章概述3/14/2023五、課程設計的有關注意事項1）草圖是提高設計質(zhì)量的關鍵草圖也應該按正確圖的化例尺寸化，而且作用的順序要得到畫草圖時應注意的各零件之間的相關位置，有些細部結構可簡化畫出。2）設計過程中應該及時檢查及時修改設計過程是一個邊繪制、邊計算、邊修改的過程。應該經(jīng)常進行自查或互查有錯誤及時修改。3）注意計算數(shù)據(jù)的記錄和管理數(shù)據(jù)是設計的依據(jù)、應及時記錄與管理計算數(shù)據(jù)如有變動及時修改，以便下一部的使用。4）要有集體觀念。第一章概述3/14/2023六、要求1、分組；2、認真；3、在教室設計，不許到寢室，班長每天考勤。第一章概述3/14/2023時間安排第1周周一至周二：運動學及V帶、齒輪傳動設計計算周三至周五：結構設計及計算、裝配圖初步第2周裝配圖、零件圖、設計說明書3/14/2023第二章傳動裝置的總體設計3/14/2023工作條件1）帶式輸送機送碎粒物料，如含物型砂、煤等。2）輸送機運轉(zhuǎn)方向不變，工作載荷穩(wěn)定。3）工作機傳動效率為0.904）使用期限10年，每年300個工作日，兩班制工作，每日工作8小時，輸送帶速度允許誤差±5%第二章傳動裝置的總體設計3/14/2023§2.3電動機的選擇(見實訓指導書P117)目前應用最廣泛的是Y系列自扇三相異步電動機，其結構簡單，起動性能好，工作可靠，價格低廉，維護方便適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體，無特殊要求的場合，如運輸機、機床、風機、農(nóng)機、輕工機械等。第二章傳動裝置的總體設計3/14/2023§2.3電動機的選擇（記）1、選擇電動機類型按已知工作條件和要求選用Y系列三相異步電動機。2、同步轉(zhuǎn)速選1000r/min或1500r/min(電動機的轉(zhuǎn)速越低，極對數(shù)越多，價格越貴)3/14/2023確定電動機型號(1)根據(jù)Pd=6.32KW

<Ped（電動機的額定功率）,符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/mm、1000r/mm和1500r/mm查出有三種適用的電動機型號其技術參數(shù)及傳功比的比較情況見下表：§2.3電動機的選擇（記）3/14/2023所選電動機的主要處型和安裝尺寸如下所示：型號Y132M-4額定功率Ped=7.5KW，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min，伸出軸長度E=80mm直徑D=38mm鍵槽G=33mm,F=10mm中心高H=132mm外廓尺寸=L×HD=515×315說明:后面的計算功率用實際功率Pd=6.32KW計算,轉(zhuǎn)速用滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min。因為我們設計的是專用減速器?！?.3電動機的選擇選方案3

3/14/2023§2.4傳動比的分配計算（記）由于卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速

n卷筒=60×1000V/3.14×D=60×1000×1.6/（3.14×450）=67.8r/min（取68r/min）而：i總=i帶×i齒輪一般i齒輪=3-5，取i齒輪=4.5(傳動比為小數(shù)好，即兩齒輪的齒數(shù)互質(zhì))一般i帶=2-5(常用值),i帶≤7即：i帶=i總/i齒輪=21.2/4.5=4.7總傳動比3/14/2023§2.5傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算一、各軸的轉(zhuǎn)速n0=nm=1440r/min(電動機的滿載轉(zhuǎn)速)n1=nm/i帶=1440/4.7=306r/minn2=n1/i齒=306/4.5=68r/min卷筒軸n卷筒=n2=68r/min3/14/2023二、各軸的輸入功率P0=Pd·η聯(lián)=6.36×0.99=6.3kwP1=P0×η帶×η軸承=6.3×0.96×0.99=5.98kwP2=P1×η齒=5.98×0.97=5.8kw（只考慮箱內(nèi)，所以軸承就沒有考慮了）卷筒輸入P3=P2×η軸承×η聯(lián)=5.8×0.99×0.99==5.68kw§2.5傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算3/14/2023三、各軸輸出轉(zhuǎn)矩0軸T0=9550×P0/nm=9550×6.3/1440=41.78N·mⅠ軸T1=9550×P1/n1=9550×5.98/306=186.6N·mⅡ軸T2=9550×P2/n2=9550×5.8/68=814.5N·m卷筒軸T3=T2=814.5N·m§2.5傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算3/14/2023Pd=3.2×1.6÷0.81=6.32KWnm=1440r/mini齒輪=4.5i帶=i總/i齒輪=21.2/4.5=4.7計算結果3/14/20233/14/2023V帶傳動設計(一)選擇三角帶型號由傳動系統(tǒng)方案：帶式輸送機、工作16小時計算功率：Pc=KsP查表得：Ks=1.3（工況系數(shù)）選用型號：B型V帶(n=1440r/min)計算功率Ps(kW)小帶輪轉(zhuǎn)速n(rpm)ZABCDF第三章傳動零件的設計計算3/14/20233/14/2023V帶傳動設計(二)確定帶輪節(jié)圓直徑D1、D2查表選推薦值：Dmin=140(125)，選擇D1=140mm取滑動率：e=0.02D2=idD1(1-e)=2.6339×140(1-0.02)=361.371mm?。篋2=355mm帶實際傳動比：i’d===2.5875355140×(1–0.02)D2D1(1–e)運輸機實際轉(zhuǎn)速：n”===122.151r/minni’dic14402.5875×4.556誤差：122.151–120120n”–n’

n’=%=1.793%<5%滿足3/14/20233/14/2023V帶傳動設計(三)驗算帶速vv===10.556m/spD1n60×1000p×140×144060×1000≤[v]=(

5~25

)m/s合適(四)確定帶長度Lp

，中心距a1）初定中心距：a0公式：0.7(D1+D2)<a0<2(D1+D2)0.7(140+355)<a0<2(140+355)346.5<a0<990初取：a0=500mm3/14/20233/14/2023V帶傳動設計(四)確定帶長度Lp

，中心距a2）計算所需帶長：L0查表?。篴0=500mmL0≈2a0+(D1+D2)+p2(D2–D1)24a0=2×500+(140+355)+p2(355–140)24×500=1800.659mm3）確定帶的節(jié)線長度Lp和內(nèi)周長度Li：

Lp=1840mm，Li=1800mm4）確定實際中心距：aa≈a0+(Lp–L0)2=500+≈520mm(1840–1800.659)2?。?/p>

a

=500mm3/14/20233/14/2023V帶傳動設計(五)驗算小帶輪包角：a1a0=500mma1≈180°–×57.3°(D2–D1)a=180°–×57.3°=156.309>120°(355–140)500滿足(六)確定三角帶根數(shù)：ZZ=Ps(P0+DP0)KqKaKL查表：皮帶單根功率P0[內(nèi)插值計算]P0=2.81kW查表：皮帶彎曲影響系數(shù)KbKb=2.65×10-3查表：皮帶傳動比系數(shù)KiKi=1.121KiDP0=Kbn(1

–)=2.65×10-3×1440(1–)11.123/14/20233/14/2023V帶傳動設計(六)確定三角帶根數(shù)：Z查表：化纖結構膠帶材質(zhì)系數(shù)Kq=0.409kW查表：皮帶長度系數(shù)KLKL=0.95故：Kq=0.91KiDP0=Kbn(1

–)=2.65×10-3×1440(1–)11.12查表：皮帶包角系數(shù)Ka[內(nèi)插值計算]Ka=0.939Z=Ps(P0+DP0)KqKaKL==2.7677.15(2.81+0.409)×0.9×0.939×0.95?。篫=3根3/14/20233/14/2023V帶傳動設計(七)計算帶傳動作用在軸上的力：Q1）計算單根三角帶的張力：F0查表：皮帶單位長度質(zhì)量qq=0.17kg/mF0=(–1)+qv21000Ps2Zv2.5Ka=(–1)+0.17×10.55621000×7.152×3×10.5562.50.939=206.61（N）2）作用在軸上的作用力：QQ=2.Z.F0.sin(a/2)=2×3×206.612sin(156.309/2)=1213.273（N）3/14/20233/14/2023V帶傳動設計(八)帶輪結構設計（僅從動輪）查表：f=5mm,m=15mm,e=20±0.4mmg=12.5mm,d=7.5mm,b=17.4mmegbjdfDeDmBB=(Z-1)e+2g=65mmD=355mmDe=D+2f=365mm采用孔板結構，ZG45鑄造，查表：軸孔徑：d=32mm孔轂徑：d1=2d=64mm緣轂徑：D0=De–2(m+d)=320mm其他結構尺寸（查圖冊）孔轂長：L=64mm3/14/2023二、設計齒輪傳動

（設計步驟及內(nèi)容按《機械基礎》教材）1、選擇材料熱處理方式及精度等級根據(jù)工作條件一般用途的減速器采用閉式傳動軟齒面，查表得小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)處理HBS1=250大齒輪45鋼正火處理HBS2=210大、小齒輪硬度差為20-30HBS精度等級：選8級（GB10095-88）齒輪傳動設計3/14/20232、齒數(shù)取Z1=20--40，Z2=Z1i齒輪注意：Z1、Z2取整數(shù)3、齒寬系數(shù)d=b/d1=1

(因為是對稱分布，取大點）大、小齒輪同寬b1=b2，通常小齒輪取寬點。b1=b2+5--8。載荷系數(shù)K：取K=1.3--1.5

齒輪傳動設計3/14/20234、根據(jù)接觸強度設計小齒輪的分度圓直徑《機械基礎》d1≥直接取=470MPa

由d1求m(m一定要取標準值，盡量用第一系列)

齒輪傳動設計3/14/2023m定后，先校核彎曲強度，取=400MPa，若彎曲強度合格，計算齒輪所有尺寸，若彎曲強度不合格，加大m，再重算尺寸。(齒輪直徑、齒頂高、齒根高、全齒高、中心距、小齒輪寬）5、結構：小齒輪：齒輪軸大齒輪：腹板式、鍛造齒輪（結構見機械設計課程設計)結構尺寸：（記）d1=1.6d(d為孔徑）D1=df-20(df為齒根圓)D0=0.5(D1+d1)c1=0.3b(b為大齒輪寬)L=b(b為大齒輪寬)d0=0.25(D1-d1)齒輪傳動設計3/14/20233/14/2023高速軸（1）選擇軸的材料和熱處理方法（45鋼，調(diào)質(zhì)處理或者正火處理）（2）按抗扭強度估算軸的最小直徑（3）軸的結構設計（參考設計指導書）（4）軸的強度校核低速軸同樣的過程第四章軸的設計計算3/14/20233/14/2023第五章滾動軸承的選擇3/14/20233/14/2023高速軸滾動軸承的選擇(一)軸承所承受的載荷由于軸承僅受徑向載荷作用，選用深溝球軸承因RA>RB，故取RA=2763.523N計算RA=R2AX+R2AZ=1280.9722+2448.7082=2763.523NRB=R2BX+R2BZ=1280.9722+302.9642=1316.312N(二)軸承的當量載荷查表：軸承的當量載荷為：P=R=2763.523N3/14/20233/14/2023高速軸滾動軸承的選擇(三)軸承型號確定查表：取軸承的壽命為：Lh=10000(h)查表得：fh=2.71，fF=1.5由軸轉(zhuǎn)速：n1=546.718(r/min)查表：fn=0.394(內(nèi)插值計算)，ft=1(工作溫度<100°)由此得：Cf=P=fhfFfnft2.71×1.50.394×1×2763.523=28511.982N查表得：308型號軸承的C=32000(N)滿足Cj<C的要求，故高速軸軸承選用合適。額定載荷3/14/20233/14/2023低速軸滾動軸承的選擇(一)軸承所承受的載荷同高速軸，軸承僅受徑向載荷作用，選用深溝球軸承因RA=RB，取R=2763.523N計算RA=R2AX+R2AZ=1280.9722+466.2362=1363.182NRB=R2BX+R2BZ=1280.9722+466.2362=1363.182N(二)軸承的當量載荷查表：軸承的當量載荷為：P=R=RA=RB=1363.182N3/14/20233/14/2023低速軸滾動軸承的選擇(三)軸承型號確定查表：取軸承的壽命為：Lh=10000(h)查表得：fh=2.71，fF=1.5由軸轉(zhuǎn)速：n2=120(r/min)查表：fn=0.652，ft=1(工作溫度<100°)由此得：Cf=P=fhfFfnft2.71×1.50.652×1×1363.182=8498.98N所需C值甚小，但根據(jù)低速軸結構要求，必須保證軸承內(nèi)徑d=50mm因此改選210型軸承，C=27500(N)軸承B=20mm，D=90mm。低速軸跨度改變?yōu)閘=150mm，小于初定的l=157mm，軸強度足夠。3/14/20233/14/2023第六章鍵的選擇及強度校核3/14/20233/14/2023高速軸與帶輪聯(lián)結鍵(一)鍵的型號確定帶和軸配合選鉤頭楔型鍵：b×h=10×8取鍵長：L=80mm鍵的工作長度：l=L-(b+h)=62mm(二)鍵的強度計算鍵的材料45號鋼，帶輪為鑄鋼查表得鍵聯(lián)結的許用比壓為：[p]=100~120N/mm2鋼對鑄鋼的摩擦系數(shù)取：f

=0.15工作比壓：12T6l(b+6fd)p==12×922306×62(10+6×0.15×32)=76.679N/mm2<[p]合適3/14/20233/14/2023低速軸與齒輪聯(lián)結鍵(一)鍵的型號確定齒輪和軸配合選普通A型平鍵：b×h=18×11取鍵長：L=70mm。即：鍵18×70GB/T1096-90鍵的工作長度：l=L-b=52mm高度：k=h/2=11/2=5.5mm(二)鍵的強度計算鍵的材料45號鋼，齒輪為45鋼查表得鍵聯(lián)結的許用比壓為：[p]=100~120N/mm2鍵的許用切應力為：[t]=90N/mm23/14/20233/14/2023低速軸與齒輪聯(lián)結鍵(二)鍵的強度計算鍵聯(lián)結的工作比壓：2Tdklp==2×40348860×5.5×52=47.027N/mm2<[p]合適鍵的切應力：2Tdblt==2×40348860×18×52=14.369N/mm2<[t]合適3/14/20233/14/2023低速軸與聯(lián)軸器聯(lián)結鍵(一)鍵的型號確定齒輪和聯(lián)軸器選普通A型平鍵