带式运输机斜齿圆柱齿轮减速器设计

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1、1机械设计课程设计计算说明书设计题目:带式运输机斜齿圆柱齿轮减速器设计 6-4专 业 机械设计制造及自动化 班 级 学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 完 成 日 期 2题目 6 带式运输机斜齿圆柱齿轮减速器设计1已知条件该带式运输机传动系统的运动简图如图 20-9 所示，电动机的位置自行确定。带式运输机连续单向运转，工作过程中有轻微振动，空载启动。输送带速度允许误差为5%，工作机效率为 0.97；每日三班制工作，每班工作 4 小时；使用期限 10 年，每年工作 300 天；检修期间隔为 3 年；在中小型机械厂小批量生产。32. 设计原始数据设计原始数据列于表 20-6。表 20-6 斜齿

2、圆柱齿轮减速器设计原始数据题 号 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 6-9 6-10输送带工作拉力F/kN1.51.8 22.22.42.62.82.32.62.7输送带速度v/(ms- 1)1.61.61.551.61.61.51.71.61.51.5运输带卷筒直径D/mm2802702802903002753002702952903. 设计任务(1) 设计带式运输机斜齿圆柱齿轮减速器装配图 1 张。(2) 绘制输出轴、大齿轮的零件图各 1 张。(3) 编写设计说明书 1 份。4一、确定传动方案，如图所示。二、选择电动机1、电动机类型选择根据动力源和工作条件，选

3、用 Y 系列三相异步电动机2、电动机功率的选择工作机所需要的有效功率 为wPkWFvPw 63.9.0120其中， 为工作机的传递效率。传动装置总效率为 85.09.798.0624321 其中，各传动机构的效率，根据课程设计表 2-4 可查出=0.96 为带传动的效率1=0.98 为轴承传动的效率2=0.97 为齿轮传动的效率35=0.99 为联轴器传动的效率4电动机所需要的效率 为dPkwWPwd102.485.063由课程设计表 16-3 可先去电动机的额定功率为 k43、电动机转速的选择电动机通常采用的同步转速有 1000 和 1500 两种，现对两种转速作对minrinr比。由课程设

4、计表 16-3 可知，同步转速是 1000 的电动机，其满载转速 是 960irmn，同步转速是 1500 的电动机，其满载转速 是 1440minrinrmnir工作机的转速为 in425.10in2914.36.060 rrDvnw 传动总比 ，其中 为电动机的满载转速。wmni现将两种电动机的有关数据列于表 1-1 作比较表 1-1 两种电动机的数据比较方案 电动机型号额定功率/KW同步转速/()minr满载转速/( )inr总传动比 i Y132M1-64 1000 960 9.1066 Y112M-4 4 1500 1440 13.659由表 1-1 可知，方案总传动比过大，为了使传

5、动装置结构紧凑，选用传动方案较合理。4、电动机型号的确定根据点攻击功率和同步转速，选定电动机的型号为 Y132M1-6。查课程设计表 16-3 和16-4，知电动机有关参数如下：电动机的额定功率 kwP4电动机的满载转速 =960mnir电动机的外伸轴直径 D=38mm电动机的外伸轴长度 E=80mm3、传动装置的运动学和动力学参数计算1、总传动比及其分配总传动比 ；106.9425.960wmni根据课程设计表 2-2，选 V 带传动的传动比 7.31i2、传动装置中各轴的转速计算根据传动装置中各轴的安装顺序对轴的一次编号为：0 轴、 轴、轴、轴min96rnmin839.02i17.3ri

6、7min409.15in873.290rrin i415w3、传动装置中各轴的功率计算 kPd102.40kw938.6.1dP74.07938.2 k59.3.4.3 4、传动装置中各轴个输入转矩计算 mNnPTmdd 806.496012.459500 N.83. nPT 781.356409.15950 mN90.2.将传动装置中的各轴的功率、转速、转矩列表，如表 1-2 所示。 、表 1-2 各轴的运动和动力参数轴名参数0 轴 轴 轴 轴转速 n/（ 960 302.839 105.409 105.4098）minr功率kwP4.102 3.938 3.743 3.594转矩（）)(m

7、NT40.806 124.184 356.781 323.910传动比 i3.170 2.8734、带传动设计1、确定带传动的额定功率 caP已知 ； ，kwP02.4min960rn170.3根据机械设计教材中的表 8-8，差不带传动的工作情况系数 ，则1.AKkKAca 512.40.12、选取带传动的类型根据 、 由机械设计教材中的表 8-11，选用 A 型窄 V 带。caPmn3、确定带轮基准直径取主动轮（小带轮）基准直径 ；从动轮（大带轮）基准直径md851。由表 8-9 取did 4.26985170.312 md280带传动的实际传动比 ，与总传动比分配的带传动的传94.3850

8、121di9动比不一致。总传动比为 9.106，实际齿轮传动比 764.29.3106if验算 V 带的线速度为 smndvm 5.46098514.3601 所以 V 带速度合适4.确定 V 带的基准长度和带传动的中心距根据 0.7（ ） 2（ ） ，初步确定带传动的中心距 ，取21d0a21d0a=400mm。0a0212104)()(2addaLd m)85()85(2.34 2=1397mm由机械设计教材中的表 8-2 选带的基准长度 。计算带传动的实际中Ld1430心距 amLd 60.41239714020 5.验算主动轮的包角 15.780121ad.6.41209.53所以主动

9、轮上包角是合适的。106.计算 V 带的根数 z由 ， ， ，查机械设计教材的表min/960rnd851294.31i8-4 由线性关系得： ；查机械设计教材表中的 8-5 得： ;KWP7. KWP1.0查机械设计教材中的表 8-6 得： ;查机械设计教材中的表 8-293.0得： 。则89.0LK取 z=7 根。27.689.03)1.760(54)(0 LcaKPz7.计算带传动的预紧力 0F查机械设计教材中的表 8-3 得：单位长度质量 /m105.q205.vKvzPFacN406.15.93.0746.15 2N23.898.计算作用在带轮轴上的压轴力 PFNzFP 67.138

10、209.5sin36.8972sin01 V 带的主要参数列于课程设计表 1-3 中。表 1-3 带传动的主要参数11名称 结果 名称 结果 名称 结果带型 SPZ 传动比 294.31i根数 7z基准长度 mLd0预紧力89.236N带轮基准 直径 md85120中心距 a6.41压轴力 NFP67.1389.带轮结构设计由设计表 8-11 得： ； 。me)3.015(f9则带轮轮缘宽度： 。mfzB10825)17(2大带轮的轮毂直径由后续高速轴设计来定， 。d31带轮的轮毂宽度 :当 时，取 。Ld5.1BL48带轮结构图略五、高速级齿轮传动的设计1.选定高速级齿轮的类型、精度等级、材

11、料及齿数（1）齿轮传动的类型：安传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动。（2 ）精度等级：由于输送机为一般工作机械，速度不高，故选用 8 级精度齿轮传动。（3 ）齿轮材料：由机械设计 教材中的表 10-1 选择小齿轮材料为 45 钢，并进行调质处理，平均硬度为 235HBS;大齿轮材料为 45 钢，并进行正火处理，平均硬度为190HBS。大小齿轮的硬度差为 45HBS。12（4 ）选择小齿轮齿数： ,则大齿轮齿数 ，取241z 952.68473.212zi。齿数比692z875.69u（5 ）选择齿宽系数：按软齿面齿轮，非对称安装，查表 10-7，取齿宽系数 。0.1d（6 ）初选螺旋角： 压力角：1

12、3202.安齿面接触疲劳强度设计311 2HEZudKT1） 确定公式内各项参数值（1 ）由机械设计教材图 10-20，选取区域系数 .432HZ（2 ）大、小齿轮均采用 45 钢锻造，由机械设计教材表 10-5 查的材料系数MPaZE8.9（3 ）重合度系数 由机械设计 教材知 ，齿数多时取小值本列Z8.075.Z齿数中等，所以取 =0.8。（4 ）螺旋角系数 987.013cosZ（5 ）小齿轮传递的扭矩为mNmNT51 10248.8.24（6 ） 试选载荷系数 。7.tK（7 ） 根据齿面硬度，由机械设计 教材图 10-25（d）查得：小齿轮的接触疲劳强度极限 ;由 机械设计教材图 1

13、0-25（c）查得：大齿轮的接触疲劳强度MPaH501lim极限 。42li13（8 ） 计算应力循环次数按 ，式中：j 为齿轮每转一圈时，同一齿面啮合的次数。在本例hLnN160中 ； 为齿轮的工作寿命，单位为小时。本例中 班制 4 小时 300 天 10 年。1jh 3hL所以81 105.6)043(189.30260hjLnN812 27.5./54./ u（9 ）由机械设计教材图 10-23 查得解除疲劳寿命系数 ,94.01HNK。7.02HNK（10 ）计算许用接触疲劳应力。取安全系数 ,失效率为 1%。则1SMPaHKNH 4.526094.1limS387.2li2PaHH

14、2.457.5621 2）设计计算（1 ） 计算齿轮分度圆直径 。td1mdt 67.22.45798.0183.2875.0.1247351 （2 ） 计算圆周速度 。vsndt /6.106839.4.3106（3 ）计算载荷系数。14由机械设计教材表 10-2 查得：使用系数 ；根据 、8 级精度，1AKsmv/62.由机械设计教材图 10-8 查得：动载荷系数 ;由机械设计教材 、.V 3.1K.31K859.13.1FVAK（4 ） 校正分度圆直径。按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，得mdtt 87.4.1/859.6.1/331（5 ）计算齿轮模数 。nn 04.321cos87.4cos1取齿轮模数 。mn33.计算齿轮传动的几何尺寸（1）中心距 。ammzn169.43cos2)69(cos2)1(将中心距 a 圆整为 143mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角。amzn2)(arcos1703.469（3）计算大小齿轮的分度圆直径。mn 807.370.12cos421 15mn 194.2953.1cos62（4 ） 计算齿轮宽度。db807.3.71圆整后 。所以，大齿轮宽度 ，小齿轮宽度 。mb74m42 mb14.校核齿根弯曲疲劳强度