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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：带式运输机传动系统中的一级圆柱齿轮减速器机电及自动化学院 08级测控技术与仪器02班设计者：陈尧奇学 号：0811212005指导教师：傅师伟目录一、传动方案拟定.4二、电动机的选择.5三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比.8四、传动装置的运动和动力设计.9五、齿轮传动的设计.12六、传动轴的设计.15七、箱体的设计.22八、键连接的设计.24九、滚动轴承的设计.25十、润滑和密封的设计.26十一、联轴器的设计.27十二、设计小结.27一、设计题目：带式运输机传动系统中的一级圆柱齿轮减速器。二、工作条件：传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1.2
2、5倍，输送带速度允许误差为5%。三、原始数据已知条件 题号2传送带拉力F(N)3000输送带速度v（m/s）1.7滚筒直径D(mm)450每日工作时数T(小时)16传动工作年限（年）10四、设计工作量：1. 设计说明书一份2. 减速器装配图1张3. 减速器零件图2张计算过程及计算说明一、传动方案1.、原始数据：滚筒圆周力F=3000N；带速V=1.7m/s；滚筒直径D=450mm；24531二、电动机选择1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机
3、械。 2、电动机容量选择：电动机所需工作功率为：式(1)：Pd = Pw/a (kw) 式(2)：Pw = Fv/1000 (KW)因此 Pd = Fv/1000a (KW)由电动机至运输带的传动总效率为：a =12345式中：一级减速器齿轮传动效率1取0.985；滚动轴承传动效率2取0.994；齿轮联轴器传动效率3取0.99；卷筒传动效率4 取0.96；链传动效率5取0.925；则：a=0.9850.9940.990.960.925 =0.8504所以：电机所需的工作功率：Pd= Fv/1000a =(30001.7)/(10000.8504) =6.0 (kw) 启动功率Pd0=1.25P
4、d=1.256.0=7.5kw3、确定电动机转速 卷筒工作转速为： n卷筒601000V/（D） =(6010001.7)/（5） =72.2 r/min根据手册表推荐的传动比合理范围，圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i1=3。链传动比i2=6 。则总传动比理论范围为：i36。故电动机转速的可选范为 nd=in卷筒 =(1636)72.2 =433.22599.2 r/min则符合这一范围的同步转速有：750、1000和1500r/min根据容量和转速，由相关手册查出三种适用的电动机型号：（如下表）方案电动机型号额定功率电动机转速(r/min)电动机重量kg参考价格同步转速满载转速1Y132M
5、-47.5150014408112002Y160M-67.5100097012015003Y160L-87.57507201502100综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，可见第2方案比较适合。此选定电动机型号为Y160M-6，电动机主要外形和安装尺寸：机座号D(mm)E(mm)F(mm)G(mm)160M481101442.5三、确定传动装置的总传动比和分配级传动比：由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速n1、可得传动装置总传动比为： i=nd/n卷筒=970/72.2=13.4349总传动比等于各传动比的乘积分配传动装置传动比i= i1 i2 （式中i1
6、、 i2分别为圆柱齿轮传动一级减速器传动比和链传动比） 2、分配各级传动装置传动比： 又i1=3，i2=6 且链传动比一般高于齿轮传动比，齿轮和链传动比一般低于4较好取i1=3.5则i2 i/i1= 13.4349/3.53.84四、传动装置的运动和动力设计：将传动装置各轴由高速至低速依次定为轴，轴，P，P，.为各轴的输入功率 （KW）T，T，.为各轴的输入转矩 （Nm）n,n,.为各轴的输入转速 （r/min）可按电动机轴至工作运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数1、运动参数及动力参数的计算（1）计算各轴的转数： 轴：n=nm/ 1=970 r/min轴：n= n/ i1 =970/3
7、.5=277.1 r/min卷筒轴：n= n/ i2 =277.1/3.84=72.3 r/min（2）计算各轴输入的功率：轴： P=Pd3 =6.00.99=5.94kw轴： P= P21 =5.940.9940.985 =5.82kw轴： P= P24 =5.820.9940.925=5.35kw各轴输出功率轴： P= P2 =5.940.994=5.90kw轴： P= P2 =5.820.994 =5.79kw轴： P= P2 =5.350.994=5.32kw计算各轴的输出转矩：电动机轴输出转矩为： Td=9550Pd/nm=95506.0/970=59.07 Nm各轴输入转矩：轴：
8、T= Td13=58.48Nm 轴： T= Ti121 =58.483.50.9940.985=200.4 Nm卷筒轴输入轴转矩：T = Ti1 25 =707.55 Nm计算各轴的输出转矩：T= T轴承=58.480.994=58.13 NmT = T轴承 =200.40.994=199.2 NmT = T轴承 =703.31 Nm一级减速器齿轮传动效率1=0.985；滚动轴承传动效率2=0.994；齿轮联轴器传动效率3=0.99；卷筒传动效率4 =0.96；链传动效率5取0.925；综合以上数据，得表如下：轴名效率P （KW）转矩T （Nm）转速nr/min传动比 i效率输入输出输入输出电
9、动机轴6.097010.99轴5.945.958.4858.139703.50.979轴5.825.79200.4199.20277.13.840.919卷筒轴5.355.32707.55703.3172.3五、齿轮传动的设计：(1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。小齿轮选硬齿面，材料为40Cr，调质，齿面硬度为340HBS，大齿轮选软齿面，材料选用45号钢，调质，齿面硬度为300HBS。齿轮精度都初选8级(2)初选主要参数 Z1=20 ，u=3.5 Z2=Z1u=203.5=70许用接触应力小齿轮Hlim1=2HBS+69=749Mpa大齿轮Hlim2=2HBS+69=669
10、Mpa按较低计算H2 调质处理SH=1.1则H2=669/1.1=608MpaNH=60 nt=609701016300=798200000当HBS=300时，NH0=25000000有NH NH0，所以KHL=1许用弯曲应力查表取SF=2,单向传动取KFC=1小齿轮Flim1=2HBS=612Mpa大齿轮Flim2=2HBS=540Mpa 则 齿轮工作转矩：小齿轮： T=58480Nmm 大齿轮： T=200400 Nmm(3)按齿面接触疲劳强度计算小齿轮分度圆直径 d1 初步计算时，取Kd=84，d=1，K=1.05d1 =50.21,取d1=60mm由之前选取Z1=20 ，Z2=Z1u=
11、203.5=70模数m= d1/ Z1=60/20=3,符合标准模数d1=60mma=m （Z1+Z2）/2=3（20+70）/2=135mm(4)验算接触应力由八级精度，查的KV=1.16又查得：ZE=271（钢制齿轮）区域系数 ZH=2.5重合度系数 Z=1（直齿轮）H= = =439.2Mpa应验算大齿轮弯曲应力由= =49.33Mpa 弯曲强度足够(6)几何尺寸计算小轮分度圆直径d1=mZ1=320=60mm d2=mZ2=370=210 mm齿轮啮合宽度b=dd1 =1.060=60mm取小齿轮宽度 b1=65 mm 大齿轮宽度b2=60mm 中心距a=m （Z1+Z2）/2=3（20+70）/2
