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1、机械设计课程设计说明书 设计题目： 带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器 机械 系机械设计与制造专业设计者： 指导教师： 2010 年 07月 02日目录一、前言 3 1作用意义 3 2传动方案规划 3二、电机的选择及主要性能的计算 4 1电机的选择 42传动比的确定 53传动功率的计算 6三、结构设计 81齿轮的计算 82轴与轴承的选择计算 123轴的校核计算 144键的计算 175箱体结构设计 17四、加工使用说明 201技术要求 202使用说明 21五、结束语 21参考文献 22一、前言1 作用及意义机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变
2、换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 6=tsIv 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为二级直齿圆柱齿轮减速器，第二级传动为链传动。 6HbgWl! GgnP齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之。本设计采用的是二级直齿轮传动(说明直齿轮传动的优缺点)。 J?67g 说明减速器的结构特点、材料选择和应用场合。综合运用机械设计基
3、础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，2 传动方案规划原始条件：胶带运输机由电动机通过减速器减速后通过链条传动，连续单向远传输送谷物类散粒物料，工作载荷较平稳，设计寿命10年，运输带速允许误差为。原始数据:运输机工作拉力 运输带工作转速 1.5卷筒直径 240二、电机的选择及主要性能参数计算1电动机的选择电机类型的选择，按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇鼠笼型三相异步电动机，电压380V电动机的选择 滚筒工作所需功率为： 确定各个部分的
4、传动效率为：链条传动效率，滚动轴承效率（一对），闭式齿轮传动效率，二级减速器传动效率，带入得 所需电动机功率为：因载荷平稳，电动机额定功率Ped大于Pd，查电动机技术数据选择电动机的额定功率为5.5kW。确定电动机的转速滚筒轴的工作转速为：根据书1中表2-1推荐的传动比范围，二级圆柱齿轮减速器为840，链传动比为2，总传动比，故电动机转速可选范围为符合这一范围的同步转速有3000，查1中表8-169中Y系列电动机技术数据，选电动机选用3000电动机，型号为Y132S1-2。额定功率5.5kW，转速2900，额定转矩2.0 。2传动比的确定 总传动比为： 分配传动比：链传动传动比为2，则减速器的
5、传动比为： 取二级圆柱齿轮减速器低速级传动比 所以高速级传动比 低速级传动比 图13传动功率计算 轴1： 轴2： 轴3： 轴4： 将以上算得的运动和动力参数列表如下： 轴名参 数电动机轴轴1轴2 轴3工作轴 4转 速n(r/min)29002900944.6236.7118.4功 率P(kW)4.914.814.574.433.74转 矩T(Nm)15.8546.2175301.7传动比i13.073.992效 率0.980.950.970.844三、 结构设计1齿轮的计算 （1）由2表10-1选用闭式直齿圆柱齿轮传动，为使结构紧凑，小齿轮选用40Cr（调质），硬度280HBS，大齿轮选用45
6、钢（调质），硬度240HBS，二者材料硬度差40HBS。由2表10-4选择齿轮精度7级。取小齿轮齿数 24,则大齿轮齿数3.072473.68，取74。（2）按齿面接触疲劳强度设计，由书2 设计公式（10-9a）进行试算： 1）确定公式内各个计算数值 试取， 小齿轮转矩 查2表10-7，选取齿宽系数查2表10-6，得 材料的弹性影响系数 查2图10-21d，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳强度极限 计算的寿命系数（以工作寿命10年，每年工作300天，每天8小时设计）： 小齿轮应力循环系数大齿轮应力循环系数由2图10-19查得按接触疲劳疲劳寿命系数，取失效概率为1%，安全
7、系数S=1，由2式10-12得MPaMPa 2）试算齿轮分度圆直径=34.5mm 计算圆周速度： 计算齿宽： 计算齿宽与齿高比 模数： 齿高： 计算载荷系数：根据 ，查2表10-8，得动载系数。查2表10-3得直齿轮。查表10-2得。查2表10-4，7级精度，小齿轮相对支撑非对称布置。由齿宽与齿高比10.65及,查2中图10-13得。所以载荷系数为 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，有2公式（10-10a）得 计算模数：（3）按齿根弯曲强度计算 式中各个计算数值 查书2图10-20c得小齿轮弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限； 由书2图10-18取弯曲疲劳寿命系数； 计算弯曲疲劳
8、许用应力，取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由2中公式10-12得 ， 计算载荷系数： 查表取齿形系数：, 查表取应力校正系数： 故，小齿轮，大齿轮，大齿轮的值大故 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取弯曲疲劳强度算得的模数1.296，并圆整为标准值1.5mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径mm算出小齿轮齿数：大齿轮齿数： (4)几何尺寸计算 齿宽：所以取小齿轮齿宽： 大齿轮齿宽：齿轮3和齿轮4的确定：同理，通过计算，取齿轮3的齿数为，齿轮
9、4的齿数为，模数为计算几何尺寸： 齿宽：所以取小齿轮齿宽：，大齿轮齿宽：齿轮参数第一对齿轮第二对齿轮齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4齿数Z268127107模数m/(mm)1.51.522分度圆直径d/(mm)39121.554214齿宽b/(mm)49446257传动比i3.07399中心距a/(mm)801342轴与轴承的选择和计算 输出轴即轴3的设计计算(1)初步确定轴的最小直径：已知kw ,r/min, Nm 选用材料为45钢，经调质处理，根据查2表15-3，取,查2 表15-1得对称循环弯曲许用应力,按扭转强度计算，初步计算轴径 考虑键槽的影响，增大3% ，则 轴最小直径输出直径为安装联轴器
10、处，联轴器的孔径有标准系列，故轴最小直径处须与联轴器的孔径想适应，所以，取轴的最小直径为(2)确定轴各段的直径和长度： ：根据联轴器的长度，取 ：半联轴器需要定位，故需设计一定位轴肩，轴肩高度，所以取则 ：根据外伸长度确定为60mm：这段与轴承配合，初选轴承内径为，初定为6209 ：根据轴承宽度b=19mm，所以L3=20mm：有轴承的安装尺寸确定，取 ：根据装配草图大齿轮和轴承在箱体内位置取：安装轴承，采用套筒给齿轮定位， ：根据装配草图，确定：这段安装齿轮，取 ：根据齿轮宽度，取：这段为轴环的直径，用来定位齿轮，故需要设计定位轴肩， ：轴环长度，按确定，所以这里取 图2(3)轴承的选择对轴
11、进行受力分析，轴承上受到的力为，如图3图3求支反力垂直方向：水平方向：所以轴承上受到的力为： ,轴承只受到径向力，没有轴向力，计算当量动载荷P，根据2中公式13-8 取，则 n根据书2公式13-6，求轴承应有的基本额定动载荷值查机械设计手册6选择C=52800n的6309轴承。同理，对另外两对轴承进行计算选择，得： 深沟球轴承 参数第一对 第二对 第三对 型号630564056309内径（mm） 25 25 45 额定动载荷 Cr(KN) 22.2 38.3 52.83轴的校核及计算考虑到箱体的结构，对齿轮以及轴进行修正。 (1)齿轮修改模数，第一对齿轮取，第二对齿轮模数取3则齿轮参数第一对齿轮第二对齿轮齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4齿数Z268127107模数m/(mm)2.52.533
