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1、中北大学机 械 设 计 课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 学 号： 学 院： 专 业： 题 目：用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器的设计(电机通过带传动与减速器相连接)，题号2- 指导教师： 董亚峰 乔峰丽 职称: 讲师 副教授 2015年12月28日中北大学机械设计课程设计任务书 2015/2016 学年第 1 学期学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目：用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器的设计(电机通过带传动与减速器相连接)，题号2- 起 迄 日 期： 2015.12.282016.1.15 课程设计地点： 指 导 教 师： 董亚峰 乔峰丽 下达任务书
2、日期:2015年12月28日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：1) 综合运用本课程的理论和生产实际知识进行设计训练，使所学的知识得到进一步的巩固和发展；2) 学习机械设计的一般方法和步骤，初步培养学生分析和解决工程实际问题的能力，树立正确的设计思想，为今后毕业设计设计和工作打下良好的基础；3) 进行方案设计、结构设计、机械制图和运用设计手册、标准及规范等技能的训练，使学生具有初步机械设计的能力。2设计项目和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计项目：用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器，其传动简图如图所示。技术要求： 带式运输机连续工作，单向运转，工作时有轻微振动，空载
3、起动，每天单班制工作，使用期限为10年，每年按300个工作日计算，小批量生产。运输链工作速度允许误差为5%。11电动机 2V带传动 3减速器4传动滚筒 5联轴器 6运输带 原始数据运输带的工作拉力： 6.5 KN运输带的工作速度： 0.85 m/s滚筒直径： 350 mm 3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：设计内容：电动机选型； 带传动设计；减速器设计；联轴器选型。设计工作量：1) 完成传动系统的装配图草图1张(A0幅面坐标纸，手工绘图)。2) 设计减速器装配工作图1张(A0幅面，手工绘图)。3) 设计主要零件，完成3张零件工作图，分别是：减速箱箱座
4、或箱盖(A1幅面，计算机绘图)，输出轴(A3幅面，手工绘图)和输出轴上的大齿轮(A3幅面，手工绘图)。4) 编写设计说明书(60008000字)。课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献： 1 濮良贵，陈国定，吴立言. 机械设计(第九版). 北京：高等教育出版社，2013.5 2 吴宗泽，高志，罗胜国，李威. 机械设计课程设计手册. 北京：高等教育出版社，2012.55设计成果形式及要求：设计说明书、图纸。6工作计划及进度：2015年 12月28日 12月30日 设计计算(3天)2016年 12月31日 1月3日 草图绘制、审查和修改(5天)1月4日 1月6日 绘制装配图(3天)1月7日 1月
5、9日 绘制零件图(3天)1月10日 1月12日 编写设计说明书(3天)1月14日 1月15日 答辩(2天)学科管理部审查意见：同意 签字： 2015年12月28日目录1.引言11.1 选题的目的及研究意义11.2 减速器的应用领域11.3 减速器的发展趋势22. 传动装置的总体设计32.1 拟定传动方案32.1.1 将带传动布置于高速级32.1.2 选用闭式斜齿圆柱齿轮42.1.3将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方42.2 选择原动机电动机42.2.1 选择电动机类型和结构型式42.2.2 确定电动机的功率42.2.3 确定电动机的转速52.3 传动装置总传动比的确定及各级传动比的分配6
6、2.3.1 计算总传动比62.3.2 合理分配各级传动比62.4 算传动装置的运动和动力参数73. V带设计84. 传动零件的设计计算104.1 高速级齿轮设计104.2 低速级齿轮设计134.3 输入轴的设计164.4 中速轴的设计184.5 输出轴的设计194.5.1 确定轴的材料及初步确定轴的最小直径194.5.2输出轴的结构设计、键、联轴器及轴承的选用204.5.3 输出轴的受力分析215. 部件的选择与设计245.1 润滑和密封245.2 其它结构设计245.3 箱体26总结29参考文献30致谢31带式运输机的展开式两级圆柱齿轮减速器1. 引言齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使 用着
7、，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。最近报导，日本住友重工研制的FA型高精度减速器，美国Jan-Newton公司研制的X-Y式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平
8、动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制分子发动机的尺寸在纳米级范围如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。1.1 选题的目的及研究意义 随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对产品的需求是多样化的，这就决定了未来的生产方式趋向多品种、小批量。在各行各业中十分广泛地使用着齿轮减速器，它是一种不可缺少的机械传动装置. 它是机械设备的重要组成部分和核心部件。目前，国内各类通用减速器的标准系列已达数百个，
9、基本可满足各行业对通用减速器的需求。国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区，推动了中国装配制造业发展。1.2 减速器的应用领域 齿轮减速器具有传动效率高、结构紧凑、传动平稳等优点。因此，被广泛地应用于各行业。减速器行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速器、行星齿轮减速器及蜗杆减速器，也包括了各种专用传动装置，如增速装置、调速装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等，产品服务领域涉及航天、航空、能源、核工业、冶金、有色、煤炭、建材
10、、船舶、水利、电力、工程机械及石化等行业。其作为传动机械行业里的一个重要的分支，在机械制造领域中扮演着越来越重要的角色。近几年，随着中国产业经济的迅猛发展，减速机行业在国内也取得了日新月异的进步。1.3 减速器的发展趋势 当今世界各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展。六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率;二低即低噪声、低成本;二化即标准化、多样化。当今的减速器也向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器和齿轮的设计与制造技术的发展,在一定程度上标志着一个国家的工业水平,因此, 可以预见，齿轮减速器在国内外的市场中
11、的潜力是很大的，特别是我国的大型减速器（如水泥生产行业，冶金，矿山等行业都需要超大型减速器）大多依靠进口，所以研究超大型减速器，填补市场空白，以此带来经济利益和社会效益是我国减速器研究的方向。开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景。322. 传动装置的总体设计传动装置的总体设计，主要包括拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动装置的运动和动力参数。2.1 拟定传动方案机器通常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机，合理拟定传动方案是保证传动装置设计质量的基础。课 程设计中，根据设计任务书，拟定传动方案，分析传动方案的优缺点
12、。题目中给定以下传动方案如下图所示：图2-1 带式运输机传动方案1电动机 2V带传动 3展开式双级圆柱齿轮减速器4联轴器 5底座 6传送带鼓轮 7传送带工作条件：单向运转，有轻微振动，经常满载，空载起动，单班制工作、使用期限10年，输送带速度容许误差为5。原始数据：输送带拉力6500N,滚筒直径350mm，输送带速度0.85m/s。2.1.1 将带传动布置于高速级将传动能力较小的带传动布置在高速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。另外，将带传动布置在高速级有利于发挥其传动平稳，缓冲吸振，减少噪声的特点。2.1.2 选用闭式斜齿圆柱齿轮闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮
13、传动可获得较小的几何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结构简单、紧凑。而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。2.1.3将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方由于齿轮相对轴承为不对称布置，使其沿齿宽方向载荷分布不均。本方案将齿轮布置在距扭矩输入端较远的地方，有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象。综上所述，本方案从任务书所给定的条件设计的方案具有合理性，可行性。2.2 选择原动机电动机电动机为标准化、系列化产品，设计中应根据工作机的工作情况和运动、动力参数，根据选择的传动方案，合理选择电动机的类型、结构型式、容量和转速，提出具体的电动机型号。 2.2.1 选择电动机类型和结构型式电动机有交、直流之分，一般工厂都采用三相交流电，因而选用交流电动机。交流电动机分异步、同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多，目前应用较300广的Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，电压为380V，其结构简单、起动性能好，工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体
