2级减速器课程设计说明书完整版本解析

机械设计课程设计 计算说明书 设计题目： 设计带式输送机中的传动装置 专业年级： 学 号: 学生姓名： 指导教师： 完成时间 机械设计课程设计任务书 11 III 图1带式输送机减速装置方案 学生姓名： 学号： 专业： 任务起止时间： 设计题目：设计带式输送机中的传动装置 一、传动方案如图1所示: 1、输送胶带 2、传动滚筒3、两级圆柱齿轮减速器 4、V带传动 5、电动机 二、原始数据 表2-1 滚筒直径d /mm 800 传送带运行速度v /（m/s） 1.5 运输带上牵引力F /N 2300 每日工作时数T /h 24 传动工作年限 5 1.减速器装配图1张 2•低速轴零件图1张 3•低速轴齿轮零件图 4.设计说明书1份 三、设计任务: 单向连续平稳转动，常温空载启动 参考资料： （A0图纸） （A3图纸） 1张（A3图纸） 在三周内完成并通过答辩 《机械设计》 《机械设计基础》 《课程设计指导书》 《机械设计手册》 《工程力学》 《机械制图》 目录 一、电机的选择 1... 1.1 选择电机的类型和结构形式： 1.. 1.2 电机容量的选择 1... 1.3 电机转速确定 1... 二、传动装置的运动和动力参数计算 2.. 2.1 分配传动比及计算各轴转速 2.. 2.2 传动装置的运动和动力参数计算 2.. 三、 V带传动设计 4. 3.1 确定计算功率 4... 3.2选择普通 V带型号 4. 3.3 确定带轮基准直径并验算带速 4.. 3.4确定V带中心距和基础长度 4 3.5 验算小带轮包角 5... 3.6计算V带根数Z 5. 3.7 计算压轴力 5... 四、 设计减速器内传动零件（直齿圆柱齿轮） 5. 4.1 高速级齿轮传动设计计算 5.. 4.2 低速级齿轮传动设计计算 7.. 4.3 传动齿轮的主要参数 9.. 五、 轴的结构设计计算 9... 5.1 高速轴的计算（ 1 轴） 9.. 5.2 中间轴的计算（ 2轴） 1..2 5.3 低速轴的计算（ 3轴） 1..4 六、 轴的强度校核 1..7. 6.1 高速轴校核 1..7. 6.2 中间轴校核 2..0. 6.3 低速轴校核 2..3. 七、 校核轴承寿命 2..6. 7.1 高速轴 2..6. 7.2 中间轴 2..6. 7.3 低速轴 2..7. 八、 键连接的选择和计算 2..7. 九、 箱体的设计 2..8. 十、心得体会 2..8. 亠、电机的选择 1.1选择电机的类型和结构形式: 依工作条件的要求，选择三相异步电机： 封闭式结构 U=380 V Y型 1.2电机容量的选择 工作机所需的功率 Pw=Fv /1000二3.45 kW V带效率i: 0.96 滚动轴承效率（一对） 2： 0.98 闭式齿轮传动效率（一对） 3： 0.97 （8级精度） 联轴器效率 4； 0.995 （弹性） 工作机（滚筒）效率5（ w）： 0,96 （传动滚筒） 传输总效率=0.872 贝打电动机所需的输出功率 Pw=Pd/ = 396 kW 1.3电机转速确定 卷筒轴的工作转速nw = 60 1000v二35.81 r/min ?D V带传动比的合理范围为2~4,两级圆柱齿轮减速器传动比的合 理范围为8~40,贝卩总传动比的合理范围为i'=16~160,故电动机转速 的可选范围为： 心=i' nW= 572.96 ~ 5729.6 r/min 在此 范围的 电机 的同步 转速有： 750r/min 1000r/min 1500r/m in 3000r/m in 依课程设计指导书表 18-1 : Y系列三相异步电机技术参数 （JB/T9616-1999）选择电动机 型 号： Y112M-4 额定功率Ped： 4kw 同步转速n： 1500r/min 满载转速nm: 1440r/min 二、传动装置的运动和动力参数计算 总传动比：i =皿=40.21 nw 2.1分配传动比及计算各轴转速 取V带传动的传动比i。二3 （带传动的传动比一般小于齿轮传动） 则减速器传动比i=i/i0= 13.14 取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比h »]1.4i = 4.33 则低速级传动比i^ L i^ 3.09 2.2传动装置的运动和动力参数计算 0轴（电动机轴）P0 = Pd = 3.96 kW n0 = rm 二 1440 r/min F0 T0 =9550-° 二 26.2625 N m n 1 轴（高速轴） P=P°H r 3.8 kW 480 r/min io P 人=9550— 二 75.64 N m 2轴（中间轴） ni P2 2苓3,61 kW （传动部分的功率是指各轴的 n“ n2 1 = 110.85 r/min 输入功率，转矩是指输出转矩） i1 T2 - 9550 311 N m n 3轴（低速轴） F3 =P2 2 亏 34.3 kW # n2 n3 35.87 r/min i2 T3 =9550」二 91工 N m 4轴（滚筒轴） P4 = P3 2 才 3.34 kW n4 = n3 二 nW 二 35.87 r/min T4 =9550旦二 889_ N m 以上功率和转矩为各轴的输入值，1~3轴的输出功率或输出转矩 为各自输入值与轴承效率的乘积。各轴运动和动力参数如下表： 表2-1各轴运动和动力参数 轴名 功率P/kW 转矩T/N m 转速 n/(r/mi n) 传动比i 效率口 输入 输出 输入 输出 0轴 3.96 1440 1轴 3.8 3.79 76 75 480 3 0.96 2轴 3.61 3.57 311 308 110.85 4.33 0.95 3轴 3.43 3.40 913 904 35.87 3.09 0.95 4轴 3.34 3.31 889 880 35.87 1 0.98 三、V带传动设计 3.1确定计算功率 根据已知条件结合教材 《机械设计 》由图/表8-7得到工作 情况系数Ka二1.3 (工作情况系数)，故Pca=KA Pd= 5.184 (计算功 率)kW。 3.2选择普通V带型号 已知Pea, nm,结合教材《 机械设计 》由图/表 8-6确定所 使用的V带为A型。 3.3确定带轮基准直径并验算带速 (1) 结合教材《 机械设计》由图/表 8-6 8-8 ，初选小带轮 直径 dd1= 125 mm。 (2) 验算带速：v 二 曲m = 9.42 m/s,满足 5m/s120° 合格。 a 3.6计算V带根数Z 由nm, ddi结合教材《机械设计》查图/表8-4a得Pc二1.07 kW。 由 nm, i°, A 型带，查图 /表 8-4b 得「F。二 0.17 kW。 已知〉i查表 8-5得K = 0.95，已知Ld查表8-2得K, = 1.01 贝S V带根数z Pca 3.2 ，取z= 4 (考虑轴段 (P° +AP0)K°Kl 长度此处带轮不宜过宽，带轮带数应小于等于 4为宜)。 3.7计算压轴力 由教材《机械设计》表8-3 ，可知_A_型带单位长度质量 q= 0.1 kg/m。 单根V带的初拉力最小值： (F°)min =500 2.5； K a Pca 7/ 二 J19 No K azv 压轴力的最小值： 0(1 (FP)min =2Z(F°)min Sin 二 935 No 2 四、设计减速器内传动零件(直齿圆柱齿轮) 4.1高速级齿轮传动设计计算 (1) 选择材料及确定许用应力 机械设计 表4-1高速级齿轮材料及许用应力 齿轮 热处理方式 齿面硬度 ° Hlim1 /MPa g fe1 /MPa 小齿轮 调制 300 770 650 大齿轮 调制 250 700 600 由表10-20，取安全系数Sh= 1 , Sf= 1.5 则许用应力为： ［；和］=沁！二 770 MPa Sh Hlim2 2肓 = 700 MPa ［r］竺二 _52Q MPa Sf ［匸］孔 480 MPa Sf # （2）按齿面接触强度设计 设齿轮按 乙级精度制造，由教材《 机械设计》表 得载 荷系数K=KaKvKhaKhb_,由表10-7得齿宽系数 ①d二丄,由表10-6 1 可得弹性系数Ze= 1889.8 MPa2。 小齿轮传递的（输入）转矩：T1= 76000 N mm （注意单位换算） 小齿轮分度圆直径: % -2.32 3 1 1 d i1 Ze fcrH ］ min 56.89 mm。 齿数取 乙=24 , Z2二hz仟104，故实际传动比 匸初Z1=4.33。 齿宽 b 二 d 56.89 mm （圆整）。 取大齿轮齿宽 b2=_5^ mm,为补偿安装误差，取小齿轮齿宽 b1=b2+(5~10) = 63 mm。 ,取标准模数m= 2.5 ，实 模数m二dMz1二2.37，按表 际分度圆直径d1 -z1 m = 60 mm, d? = 260 mm,中心距 dl 160 mm。 (3) 验算齿轮弯曲强度 由教材《 机械设计 》图/表10-5，取齿形系数 YFai=2.65 , 96.6三［吐］ YFa2= 2.33，应力修正系数 Ysa1= 1.58，Ysa2=1.7932 。 判断： -2KTYFaYsa1 "b2m2z1 = 96.8 三［内 判断: ^Fal^Sal F1YFa2^Sa2 J F2 满足条件，安全。 (4) 齿轮的圆周速度 ni ni v = 60 1000 1.51 m/s。 对照表10-8可知，选着_SL级精度是合适的 4.2低速级齿轮传动设计计算 (1) 选择材料及确定许用应力 由教材《 机械设计》表10-1确定以下参数: 表4-2低速级齿轮材料及许用应力 齿轮 热处理方式 齿面硬度 口 Hlim1 /MPa ▽FE1/MPa 小齿轮 调制 280 820 650 大齿轮 调制 240 750 620 由表10-5,取安全系数Sh= 1 , Sz= 1.3 。 则许用应力为： ［；「H1］ 皿二 820 MPa ［匚二 750 MPa Sh Sh 【si 宜二 500 MPa 「81 亘=477 MPa S Sf (2) 按齿面接触强度设计 设齿轮按_8_级精度制造，由教材《机械设计 〉〉表10-