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1、天津职业技术师范大学天津职业技术师范大学 机械设计课程设计机械设计课程设计 设计题目设计题目带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计 汽车与交通学院（系）（系） 汽服 1301 班班 设计者设计者 马相斌 指导老师指导老师 王亚明 /杨斌 目目 录录 第第一一章章 设设计计任任务务书书1 1.1.设计题目 1 1.2.设计要求 1 1.3.原始数据 1 第第二二章章 电电动动机机的的选选择择1 2.1.选择电动机的类型.1 2.2.选择电动机的容量.2 2.3.确定电动机的转速.2 第第三三章章 传传动动装装置置运运动动及及动动力力参参数数计计算算3 3.1.分配传动比 3 3.2.运动和动力参数计
2、算 .3 第第四四章章 传传动动装装置置设设计计 4.1.齿轮设计 6 第五章第五章 轴的设计及计算轴的设计及计算 14 5.1.中间轴的结构设计14 5.2.高速轴的结构设计15 5.3.低速轴的结构设计17 5.4.轴的校核 19 第第六六章章 滚滚动动轴轴承承的的选选择择和和计计算算21 第七章第七章 键连接的选择和计算键连接的选择和计算 22 第第八八章章 减速箱体结构及其附件的设计减速箱体结构及其附件的设计 22 8.1.减速箱体结构的具体参数和尺寸22 8.2.减速箱附件及其结构设计23 第第九九章章 心心得得体体会会 24 参参考考文文献献 25 0 第一章 设计任务书 1.1、
3、设计题目 带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计 1.2、设计要求 （1）设计用于带式运输机的传动装置。 （2）连续单向运转，载荷较平稳，空载起动，运输带允许误差为 5%。 （3）使用期限为 10 年，小批量生产，两班制工作。 1.3、原始数据 运输机工作 轴转矩 T/(Nm) 800850900950800850900800850900 运输带工作 速度 v/(m/s) 1.21.251.3 1.3 5 1.4 1.4 5 1.21.3 1.5 5 1.4 运输带滚筒 360370380390400410360370380390 1 直径 D/mm 选择第 5 组数据 运输机工作轴转矩：800
4、Nm 运输带工作速度：1.4 m/s 运输带滚筒直径：400mm 第二章 电动机的选择 2.1 选择电动机的类型 按时间要求选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为 380V。 2.2 选择电动机的容量 电动机所需工作功率为 11 Pw Pd 工作机所需功率为 )21( 9550 w Tn Pw 滚动轴承效率（一对）,99 . 0 2 闭式齿轮传动效率,97 . 0 3 传动滚筒效率,96 . 0 4 联轴器效率, 代入式（1-3）得99.0 5 滚筒轴工作转速： ；min/88.66 400 4.1100060100060 r D v nw 所需工作机功率：=800*66.88
5、/9550=5.6kw w P 2 所需电动机功率：=/ =5.6/0.903=6.02kw d P w P 因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可，由机械设计综合 PedPd 课程设计第六章 Y 系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为 =7.5kw。 Ped 2.3 确定电动机的转速 二级圆柱齿轮减速器的传动比为,工作机转速： 408 故电动机转速的可选范围为 符合这一范围的同步转速有 720/970/1440r/min。3000r/min。由机械设计 综合课程设计第六章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于 表 1-1 表表 1-11-1 额定功率为额定功率为 7.5kw7.5kw
6、 时电动机选择对总体方案影响时电动机选择对总体方案影响 方案电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min) w n 1Y160L-87.5720 Y132M-57.5970 2Y132M-47.51440 又因为当工作机转速要求一定时，电动机转速高将使传动比加大，则传 动系统中的传动件数，整体体积将相对较大，这可能导致传动系统造价增加， 造成整体成本增加，所以选定电动机型号为 Y160L-8。 3 第三章 传动装置运动及动力参数计算 3.1 分配传动比 1.总传动比 =720/66.88=10.465/ mw inn 2.分配传动装置各级传动比 两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比 83.346
7、5.104.14.1 12 ii 则低速级的传动比 74.2 83.3 465.10 12 23 i i i 联轴器的传动比为 1 34 i 注意：以上传动比的分配只是初步的。传动装置的实际总传动比必须在 各级传动零件的参数，如带轮直径、齿轮齿数等确定以后才能计算出来。一 般，总传动比的实际值与设计要求值得允许误差为 3%5%。 3.2 运动和动力参数计算 0 轴（电动机轴）： mN n P T rnn kwPP w d 45 1440 79.6 95509550 min/1440 79.6 0 0 0 0 0 1 轴（高速轴）： 4 mN n P T r i n n kwPP 86 720
8、52.6 95509550 min/720 2 1440 52.696.079.6 1 1 1 01 0 1 0101 2 轴（中间轴）： mN n P T r i n n kwPPP 318 188 26.6 95509550 min/188 83.3 720 26.697.099.052.6 2 2 2 12 1 2 3211212 3 轴（低速轴）： mN n P T r i n n kwPPP 837 61.68 01.6 95509550 min/61.68 74.2 188 01.697.099.026.6 3 3 1 23 2 3 3222323 4 轴（滚筒轴）： mN n P
9、 T r i n n kwPPP 820 61.68 89.5 95509550 min/61.68 1 61.68 89.599.099.001.6 4 4 4 34 3 4 4233434 13 轴的输出功率或输出转矩分别为各轴的输入功率或输入转矩乘轴承 效率 0.99。运动和动力参数的计算结果列于表 3-1。 表表 3-13-1 各轴运动和动力参数各轴运动和动力参数 功率 P/kw转矩 T/()mN 轴名 输入输出输入输出 转速 n(r/min) 传动比 i效率 电机轴 6.7945720 1 轴 6.526.458685.67200.96 5 2 轴 6.266.20318315188
10、3.830.96 3 轴 6.015.9583782868.612.740.96 4 轴 5.895.8382081268.6110.98 传动装置设计 4.1 齿轮设计 4.1.1.高速级齿轮传动的设计 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （1）按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动，精度等级为 8 级 （2）初选螺旋角为 12 （3）材料选择 由附表 8-1 选择大、小齿轮材料为 40Cr，并经过调质及表面淬火，齿 面硬度为 HRC 4855 （4）对于闭式硬齿面齿轮，初选小齿轮齿数，大齿轮齿数为21 1 z 43.802183.3 1122 ziz 取80 2 z 2.按齿面接触强度设计 由
11、设计计算公式（8-17）进行齿轮尺寸的初步确定，即 3 2 1 1 1 )( 750 Hd KT d （1）确定式（8-17）内的各计算数值 载荷系数，初选 t K0.2 t K 小齿轮传递的转矩 1 T 6 mN n P T86 720 52.6 95509550 1 1 1 齿宽系数 非对称布置，由表 8-4 选取7.0 d 应力循环次数为 9 11 1052.2)1036582(17206060 h jLnN 89 212 1058.683.3/1052.2/iNN 接触疲劳寿命系数 HN K 由附图 8-6 得，90.0 1 HN K93.0 2 HN K 接触疲劳强度极限 limH
12、由附图 8-7（i）按齿面硬度 HRC=50，根据 MQ 延长线查得小齿轮和大齿 轮 2 2lim1lim /1150mmN HH 接触疲劳许用应力 H 由表 8-4，取安全系数，则05.1 H S 21lim1 1 /985 05.1 115090.0 mmN S K HHN H 22lim2 2 /6.1007 05.1 115093.0 mmN MPa S K HHN H 取许用接触疲劳强度为计算许用应力 2 1 /985mmN HH （2）试算，则 t d1 mmd68.51 83.3 183.3 )985(7.0 860.2 7503 2 1 3.修正计算 （1）计算高速轴齿轮圆周速
13、度 v，则 7 smsm nd v t /948.1/ 60000 72068.51 100060 11 （2）计算高速轴齿轮的圆周力，则 t F N d T F t t 3328 68.51 8622 1 1 （3）计算载荷系数 K 根据，参考附表 8-12，选择 8 级精度（GB10095-88），smv/948.1 高选一个精度等级，完全可以满足工作要求。由附表 8-2，查得使用系数 。由附图 8-1 查得动载荷系数，根据1 A K1.1 v K ，并由附表 8-3，对经表面硬化mmNmmN b FK tA /100/0.92 68.517.0 33281 的斜齿 8 级精度齿轮，查得齿
14、间载荷分配系数，并由附表 8-4.1 FH KK 4，按硬齿面，装配时不做检验调整，8 级精度公式计算，则齿向载荷分布系 数为 366.1)68.517.0(1061.07.0)7.06.01(18.023.1 322 H K 故10.2366.14.11.11 HHVA KKKKK 一般情况下，取 FH KK （4）按实际的载荷系数校正小齿轮直径，则 1 d mm K K dd t t 53.52 0.2 1.2 68.51 3 3 11 （5）计算高速轴的斜齿轮的模数，则 n m mm z d mn45.2 21 12cos53.52cos 1 1 故取mmmn0.3 4.按齿轮弯曲疲劳强
15、度计算 8 mm Y z KT m F S d n 3 2 1 1 4.12 确定上式中各计算参数 （1）当量参数为 4.22 12cos 21 cos 33 1 1 z zV 5.85 12cos 80 cos 33 2 2 z zV （2）复合齿形系数 FS Y 根据附图 8-4，按当量齿数查得两个齿轮的复合齿形系数为 ，26.4 1 S Y96.3 2 S Y （3）应力循环次数（与接触疲劳强度的循环次数相同）为 9 11 1052.2)1036582(17206060 h jLnN 89 212 1058.683.3/1052.2/iNN （4）弯曲疲劳寿命系数 FN K 查附图 8-5，得，85.0 1 FN K88.0 2 FN K （5）弯
