课程设计带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器

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1、沈阳工程学院课程设计沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目：带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器 系 别 能源与动力学院 班级 热动本111 学生姓名 王成 学号 2011101105 指导教师 徐秀玲、张陈 职称 讲师、教授 起止日期：2013年12月23日起至 2014 年1月10日止机械设计基础课程设计任务书专业：热动本 班级：111 姓名：王成 学号：2011101105一、设计题目设计用于带式运输机的展开式二级圆柱齿轮减速器 二、原始数据运输机工作轴转矩 T=850 Nm运输带工作速度 v=1.25 m/s卷筒直径 D=370 mm三、工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，使

2、用期限为10年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为 5%。四、应完成的任务1、减速器装配图一张（A0图）2、零件图两张（A2图）五、设计时间2013年12月23日至2014年1月10日六、要求1、图纸图面清洁，标注准确，符合国家标准；2、设计计算说明书字体端正，计算层次分明。七、设计说明书主要内容1、内容（1）封面（2）课程设计成绩评定表（3）课程设计任务书（4）目录（标题及页次）；（5）题目分析，传动方案设计；（6）电动机选择及传动装置的运动和动力参数计算；（7）传动零件的设计计算（确定带传动及齿轮传动的主要参数）；（8）箱体设计及说明；（9）轴的设计计算及校核；（10）键联接的选

3、择和计算；（11）滚动轴承的选择和计算；（12）联轴器的选择；（13）润滑和密封的选择；（14）减速器附件设计；（15）参考资料（资料的编号 及书名、作者、出版单位、出版年月）；2、要求和注意事项必须用钢笔工整的书写在规定格式的设计计算说明书上，要求计算正确，论述清楚、文字精炼、插图简明、书写整洁。本次课程设计说明书要求字数不少于6-8千字（或30页），A4纸打印（也可手写）要装订成册。沈阳工程学院机械原理与设计教研室目 录一、前言6二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算7三传动零件的设计计算10四、箱体的设计及说明15五、轴的设计计算及校核16六、键连接的选择与计算26七、滚动轴承的

4、选择及计算29八、联轴器的选择32九、润滑与密封的选择33十、减速器附件设计 35十一、设计小结 37 参考资料38一、前言1.1题目分析题目：设计用于运输机的展开式二级圆柱斜齿轮减速器要求：拟定传动关系：有电动机、减速器、联轴器、工作机构工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限10年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差5。已知条件：运输带的拉力 运输带工作速度 卷筒直径 1.1.1本传动机构的特点该减速器结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样，轴在转矩的作用下产生的扭转变形将能

5、减缓轴在弯矩作用下产生弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。斜齿轮的特点：是传动的平稳性较直齿轮传动好，且结构紧凑，承载能力高，常用于速度高、载荷大或要求传动紧凑的场合。1.1.2本传动机构的作用齿轮减速器介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并降低转速和相应的增大转矩。1.2传动方案拟定：此方案选用了联轴器和闭式齿轮传动联轴器布置于高速级，能发挥它的传动平稳、缓冲吸振和过载保护的优点二、电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算2.1选择电动机的容量： 2.1.1电动机的类型：按工作要求选用Y系列（IP23）防护式笼型三相异步电动机，电压为3

6、80V。2.1.2选择电动机容量： 选择电动机所需功率=6.9643 选择电动机时应保证电动机的额定功率略大于工作机所需的电动机的功率即可，即工作机所需功率为= 传动装置总效率：每对滚动轴承的传动效率：0.99闭式圆柱斜齿轮的传动效率：0.97弹性联轴器的传动效率：0.99传动卷筒的传动效率：0.96V带传动的效率：0.96带入得=因工作时有轻微震动，电动机额定功率Ped略大于Pd即可。由表17-1，Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率Ped为7kW。2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比:分配传动比：取二级圆柱斜齿轮减速器高速级的传动比则低速极的传动比2.3计算传动装置的运动

7、和动力参数： 将传动装置各轴由高速轴到低速轴依次编号，定为0轴（电动机轴）、 1轴（高速轴）、2轴（中间轴）、3轴（低速轴）、4轴（滚筒轴）；相邻两轴间的传动比表示为、；、-依次是电动机与1轴，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率；各轴的转速为、；各轴输入转矩为、则各轴的运动和动力参数为：0轴（电机轴）kW 1轴（高速轴）kW2轴（中间轴）kW3轴（低速轴）kW 4轴（滚筒轴） 三传动零件的设计计算3.1 设计V带和带轮3.1.1 设计计算普通V带传动（1）计算功率(P=6.42kW,n=1440r/min) 。（2）选V带型号 选用普通V带根据，由表13-15，选择A型普通V带。

8、（3）求大、小带轮基准直径取表13-9得，应不小于75mm，现取由式13-9得由表13-9取（4）验算带速： 带速在525m/s范围内,合适（5）取V带基准长度和中心距a： 由于0.7（）2（）即 ， 取由式13-2得带长（教材）： 查课本212页表13-2取，由式13-16计算实际中心距（教材）：（6）验算小带轮包角（教材）： 主动轮上的包角合适。否则加大中心距或者增设张紧轮。（7）计算V带根数Z：由式13-15（教材）得Z= 由=1440/ min， =90mm，查表13-3得：由查表13-7得： 查表13-2得则取Z=7根。（8）求作用在带轮上的压力FQ查表13-1，得q=0.1kg/m

9、。得单根V带的初拉力F0=qv2=0.16.492=103.47作用在轴上的压力FQ=2ZF0sin=27126n=1753N（9）带轮材料和结构的选择： 材料：带速V=6.49m/s。可选用铸铁。 结构：直径均较小，所以选用实心式带轮。3.2齿轮的结构设计及计算：3.2.1高速级齿轮设计：3.2.1.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数：1） 按题目传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动2） 运输机为一般工作机器，速度不变，所以选用8级精度3） 材料选择由表10-1选择小齿轮用20CrMnTi调质，齿面硬度为56-62HRC ;由表11-5取； 4） 按齿面接触强度设计计算由表11-3取载荷系数K=1

10、.3 由表11-6取齿宽系数小齿轮上的转矩选取螺旋角，初选螺旋角=15；由表11-4取；取模数Mn=2;选小齿轮齿数为，则，则实际传动比齿形系数； ；查图11-8得；由图11-9得；5） 中心距；取a=106mm;6） 确定螺旋角7） 则分度圆直径； 8） 齿宽；故取；10) 验算齿面接触强 故安全11) 齿轮的圆周速度 ； 选8级制造精度 是合宜的3.2.2低速级齿轮设计:3.2.2.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数：1） 按题目传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动2） 运输机为一般工作机器，速度不变，所以选用8级精度3） 材料选择由表11-1选择小齿轮用20CrMnTi,渗碳淬火，齿面硬度为5

11、662HRC， ；大齿轮用20Cr渗碳淬火，齿面硬度为5662HRC， ； 由表11-5取；.0； 4） 按轮齿弯曲强度设计计算由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数小齿轮上的转矩选小齿轮齿数为，则，则实际传动比选取螺旋角，初选螺旋角=15；由表11-4取； ； 齿形系数； ；查图11-8得；由图11-9得；5） 模数故取实际 ， 6） 中心距；7） 确定螺旋角8） 则分度圆直径；9） 齿宽；故取；10） 验算齿面接触强度11） 齿轮的圆周速度；选8级制造精度是合宜的四、箱体的设计及说明：减速器箱体结构尺寸(mm)名称符号计算公式结果箱座厚度8箱盖厚度箱盖凸缘厚度箱座凸缘厚度箱座底凸缘

12、厚度20地脚螺栓直径地脚螺钉数目轴承旁联接螺栓直径箱盖与箱座联接螺栓直径轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径定位销直径连接螺栓的间距，至外箱壁的距离查手册表4-1，至凸缘边缘距离查手册表4-1外箱壁至轴承座端面距离50大齿轮顶圆与内箱壁距离20齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚6.8轴承端盖外径轴承旁联结螺栓距离96（1轴）102（2轴）128（3轴）五、轴的设计计算及校核：5.1高速轴：5.1.1初步确定轴的最小直径:选取轴的材料为20CrMnTi渗碳淬火。根据表14-2，取=45MPa,，考虑有键槽取d=23mm；5.1.2求作用在齿轮上的受力:圆周力 径向力 轴向力 法向力Fn1=Ft1/5.1.3轴的结构设计:5.1.3.1拟定轴上零件的装配方案1. 输出轴的最小直径显然是安装联轴器的直径（如上图），根据轴最小直径的计算，查阅书籍，故1段d1为23mm，长度l1=72mm。2. 根据的轴向定位要求d2取为26mm,由箱体结构和轴承段,轴承为标准件，考虑相互关系等确定，l2为53mm.3. 角接触轴承段，d3取为30mm,轴承型号为7206c，档油环及装配关系等确定，l3为25mm。4. 过渡轴段，考虑轴肩定位，故取d4为38mm,由装配关系，确定该段的l4为72.5mm5. 5为高速级齿轮轴段，l5为30mm。6. 角接触轴承段与3相同，d7为30mm，l7为23mm。